Virtualização de Sistemas Operacionais

Virtualização de Sistemas Operacionais
Felipe Antonio de Sousa1, Júlio César Pereira1
1
Universidade Paranaense (Unipar)
Paranavaí – PR – Brasil
[email protected], [email protected]
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.