Virtualização de Sistemas Operacionais Felipe Antonio de Sousa 1, Júlio César Pereira 1 1 Universidade Paranaense (Unipar) Paranavaí PR Brasil felipeantoniodesousa@gmail.com, juliocesarp@unipar.br Resumo. Este artigo constitui uma descrição da virtualização de sistemas operacionais, apresentando os conceitos sobre custo total de propriedade, a composição do sistema operacional, e visão geral de Andrews S. Tanenbaum e opinião distinta de Machado e Maia, com o foco central sobre a virtualização de sistemas operacionais, agregando as vantagens de uso dessa técnica, que proporciona a flexibilidade e agilidade em infraestrutura de tecnologia de informação. 1. Introdução Atualmente, as grandes empresas buscam uma redução em TCO, Custo Total de propriedade, ou seja, diminuir custos com Datacenters, computadores, impressoras, notebooks e aplicações, através de uma técnica que faz o uso de um sistema operacional virtual e, portanto melhorar a flexibilidade e desempenho na produtividade das aplicações em servidores com a utilização da virtualização de sistemas operacionais. Com isso, a virtualização reúne os sistemas operacionais e servidores em um único, ou seja, centraliza os sistemas operacionais e aplicações em um hardware físico e possibilita a instalação de diversos sistemas operacionais distintos, trabalhando juntamente e isolados através de um servidor virtual instalado no hardware como se fosse um sistema operacional convencional. A diferença é que após a instalação, há possibilidade e funcionalidades para a introdução de diversos sistemas operacionais virtuais e aplicações. O objetivo do artigo é a virtualização de sistemas operacionais e, apresentar um projeto que faz o uso dessa técnica através de simulação de máquinas virtuais para a obtenção de resultado, exibido na figura 3. 2. Composição do Sistema Operacional O Sistema Operacional (SO) é composto por rotinas para a execução de tarefas a cada serviço executado pelos usuários e aplicação. Existem sistemas operacionais que são executados através de linhas de comando e utilitários, porém não fazem parte do núcleo do sistema ou kernel. (MACHADO and MAIA. 2007). Portanto, é um sistema complexo que possui todos os recursos e gerenciamento para controlar todos os dispositivos do hardware, rotinas do SO, linguagem de comandos, utilitários e aplicações de maneira eficiente, isso é o que entendem (MACHADO and MAIA. 2007 ). Há três maneiras distintas de os usuários se comunicarem com o kernel do SO. Uma delas são por intermédio das chamadas rotinas do sistema, realizadas por aplicações. Além disso, os usuários podem interagir com o núcleo mais amigavelmente
por meio de utilitários ou linguagem de comandos. Cada sistema operacional oferece seus próprios utilitários, como compiladores e editores de texto. A linguagem de comandos também é particular de cada sistema, com estruturas e sintaxe própria. (MACHADO and MAIA. 2007). A figura 1 exibe a estrutura de SO. Figura 1. Sistemas Operacionais. (Machado, Francis Berenger, e Maia, Luiz Paulo. 2007. p.51). 3. Visão geral de Andrews S. Tanenbaum Na concepção de (TANENBAUM. 2003), o relevante é analisar a interface, é o momento de visualizar a estrutura interna e não externa. Existem diferentes estruturas, porém o importante é o conceito. Segundo (TANENBAUM. 2003), são gerenciadores de recursos os trabalhos dos sistemas operacionais e gerenciar eficientemente as diferentes partes do sistema. São como máquinas estendidas, sua tarefa é oferecer aos usuários uma máquina virtual conveniente ao uso. Comparando-se as ideias de (TANENBAUM. 2003), e (MACHADO and MAIA. 2007), o conceito não muda, pois são apenas as técnicas estruturadas de linguagem de programação em SO que diferenciam um do outro. 4. Máquina Virtual De acordo (MACHADO and MAIA. 2007), um SO é formado por níveis, sendo que camada de nível mais baixo é o hardware. Acima desta camada, encontramos o sistema operacional, que oferece suporte para as aplicações. O modelo de máquina virtual ou virtual machine (VM) cria um nível intermediário entre o hardware e o sistema operacional, denominado gerência de máquinas virtuais. Os níveis são exibidos na figura 2.
Figura 2. Máquina Virtual. (Machado, Francis Berenger, e Maia, Luiz Paulo. 2007. p.60). 4. 1. Virtualização A virtualização de sistemas operacionais tornou-se uma técnica. Pesquisas afirmam que há utilização em diversas empresas ao redor do Brasil e do mundo. Assim, a virtualização agregou um novo conceito que diz a respeito de um sistema operacional virtual. (VERAS, MANOEL. 2011). 4.2. Representação O cenário aborda uma máquina virtual central, trabalhando com um ótimo desempenho forçando as demais máquinas virtuais, por exemplo, um servidor de e-mail, impressão, domínio, banco de dados, trabalhando juntamente, porém isolados e com todo o desempenho de hardware físico (VERAS, MANOEL. 2011). A figura 3, demonstra o cenário de uma máquina virtual e servidores. Figura 3. Máquina Virtual Central.
5. Ferramentas O uso dessa técnica de virtualização necessita de ferramentas de virtualização de principais fornecedores como a Vmware, com a sua linha de produtos VMware ESXi, ESX e VMware vsphere; Microsoft, com a linha de produtos Hyper-V e Microsoft Windows Server com Hyper-V e, por último, a Citrix, com uma linha de produtos como Xen Server, Citrix Essentials for Hyper-V e Citrix Essentials for Xen Server. (VERAS, MANOEL. 2011). 6. Vantagens Com o advento da virtualização em departamento de T.I e redução de gerenciamento de energia e refrigeração, os principais aspectos sobre a virtualização são agilidade e flexibilidade. De acordo (VERAS, MANOEL. 2011), vale ressaltar os benefícios alcançados com a virtualização, no contexto: Redução do TCO: O TCO pode ser reduzido com o uso da técnica de VIRTUALIZAÇÃO. Os fabricantes disponibilizam ferramentas que permitem o cálculo do TCO considerando a comparação de uma infraestrutura de T.I com e sem VIRTUALIZAÇÃO. Em geral, é simples justificar um projeto de VIRTUALIZAÇÃO utilizando a abordagem de TCO, tanto para a atualização da infraestrutura física já existente, como também para a construção de uma nova infraestrutura. A redução do TCO tem a ver com os seguintes aspectos: Redução do uso do espaço físico: a utilização da VIRTUALIZAÇÃO permite a redução do espaço físico, na medida em que considera a utilização de menos servidores como solução. Também a consolidação das estruturas de storage e backup, quase sempre contempladas num projeto de VIRTUALIZAÇÃO de servidores, acabam reduzindo a utilização do espaço como um todo. Redução do consumo de energia: quase sempre junto com a consolidação física vem a redução do consumo de energia. Servidores são os responsáveis pelo maior consumo de energia entre os equipamentos de T.I e a consolidação acaba por reduzir o consumo de energia. Isolamento dos ambientes de testes, desenvolvimento e produção: em muitas instalações, construir ambientes físicos diferentes para os ambientes de teste desenvolvimento e produção pode ser muito caro. A utilização da VIRTUALIZAÇÃO permite otimizar o uso dos recursos, pois permite que estes ambientes existam de maneira completamente isolada, mesmo estando em poucos servidores físicos. Flexibilidade na criação de novas máquinas virtuais: as máquinas virtuais podem ser criadas de forma automática em servidores já existentes. Na prática, a demanda por um novo servidor físico que dependeria de aprovação, compra, entrega, etc. pode ser atendida por uma máquina virtual pronta para rodar. Padronização das plataformas: na medida em que o HYPERVISOR passa a ser o elemento central do servidor virtualizado, todo o esforço de padronização de plataforma fica simplificado, pois a relação com o hardware se dá através dele. Diferentes sistemas operacionais podem coexistir sobre a arbitração do HYPERVISOR.
Gerenciamento centralizado: o gerenciamento das máquinas virtuais fica centralizado em uma única ferramenta, com única interface, reduzindo os custos operacionais de gerenciamento e promovendo a simplificação do ambiente. Simplifica a implantação de técnicas de alta disponibilidade e recuperação de desastres: a implantação de técnicas de alta disponibilidade, como clusters de servidores e o uso de tecnologia de replicação para suportar a recuperação a desastres pode ser simplificada com o uso da VIRTUALIZAÇÃO. A VIRTUALIZAÇÃO permite a utilização do recurso de alta disponibilidade independentemente da técnica de cluster e facilita a criação do site secundário, otimizando os recursos alocados para o segundo site. Além disso, permite automatizar os processos de recuperação de desastres com a fácil integração promovida com técnicas de replicação do storage. Viabiliza a CLOUD COMPUTING e o DATACENTER DINÂMICO: a VIRTUALIZAÇÃO é o componente central do DATACENTER DINÂMICO, que, por sua vez, viabiliza a CLOUD COMPUTING. A CLOUD COMPUTING e o DATACENTER DINÂMICO se viabilizam na medida em que as soluções de VIRTUALIZAÇÃO avançam nos aspectos referentes a balanceamento de carga dinâmica, recuperação de falhas, segurança e interoperabilidade de sistemas diferentes. Portanto, a virtualização proporciona aspectos relevantes para uma infraestrutura alinhada com as tendências atuais referentes à tecnologia de informação (T.I) (VERAS, MANOEL. 2011). 6. Conclusão A virtualização de sistemas tem contribuído significativamente para a agilidade e flexibilidade em infraestrutura de tecnologia da informação com possibilidade de centralização de todos os recursos, manipulação e manutenção de servidores virtuais, contribuindo na centralização, redução de recursos físicos, custo total de propriedade e economia de energia. O objetivo é viabilizar o processo de negócio e aumentar a produtividade de empresas que necessitam a existência e utilização de uma infraestrutura tecnológica de informação. 7. Referências Machado, Francis Berenger. and Maia, Luis Paulo. (2007) Arquitetura de Sistemas Operacionais, 4 th edition, Editora LTC: Rio de Janeiro, Brasil. Tanenbaum, Andrews, S. (2003) Sistemas Operacionais Modernos, Tradução Ronaldo A. L. Gonçalves, Luis A. Consulano. Revisão Técnica Regina Borges de Araujo. 2 th edition, Editora Person Prentice Hall: São Paulo, Brasil. Veras, Manoel. (2011) Virtualização: Componente Central do Datacenter, Prefácio Marco Américo D. Antonio, Editora Brasport: Rio de Janeiro, Brasil.