Sistemas Virtualizados - IC

Tema:
Sistemas Virtualizados
Disciplina:
Arquitetura de Computadores
Prof. Paulo Cesar Centoducatte
Autor:
Vilmar Travassos
RA078272
IC – Instituto de Computação
Universidade Estadual de Campinas
O que é virtualização?

Em TI, virtualização é a capacidade de se executar ao mesmo
tempo, mais do que um sistema operacional em um único servidor
físico.
Sistema
Operacional
#1
Sistema
Operacional
#2
Servidor Físico
Sistema
Operacional
#3
Sistema
Operacional
#4
...
Como funciona?

Isso é possível em função da utilização de um Hypervisor, ou Virtual
Machine Monitor (VMM), responsável por fornecer ao sistema
operacional “guest”, a abstração da máquina virtual.
Sistema
Operacional
#1
Sistema
Operacional
#2
Sistema
Operacional
#3
Sistema
Operacional
#4
Hypervisor
(processador, memória, disco, rede)
Servidor Físico
...
A abstração
Recursos Virtuais:
• cria imagem do recurso real
• pode ser uma parte do recurso físico
Virtualização:
• cria recursos virtuais e em seguida, “mapas” para os recursos reais
• realizados com software ou firmware
Recursos Reais:
• componentes “arquitetados” com interfaces / funções
• pode ser centralizada ou distribuída
• exemplos: processador, memória, disco, rede
Técnicas existentes
Servidor
Servidor
Sistema
Operacional
Sistema
Operacional
Servidor
Sistema
Operacional
Sistema
Operacional
Hypervisor
Sistema
Operacional
Sistema
Operacional
Hypervisor
Partition
Controller
Sistema Operacional
SMP
s/370,
Sun Logical Domains,
System z LPAR
Hardware Partitioning
SMP
SMP
POWER Hypervisor,
VMware ESC Server,
System z PR/SM e z/VM
(Futuramente: Linux KVM,
MS Hyper-v)
VMware GSX,
Microsoft Virtual Server,
HP Integrity VM User Mode Linux,
z/VM e Xen Hypervisor
Bare Metal Hypervisor
Hosted Hypervisor
Técnicas existentes

Hardware Partitioning : técnica mais antiga e deve permanecer com
restrições.

Bare Metal Hypervisor : tem demonstrado ser a mais eficiente e de
maior disponibilidade.

Hosted Hypervisor : usada quando a integração com o sistema
operacional é relevante.
Algumas soluções disponíveis

São várias as soluções, proprietárias e não-proprietárias,
disponíveis no mercado.

Alguns dos seus fornecedores são:
− AMD
− Citrix
− Free BSD
− LynuxWorks
− HP
− Microsoft
− Oracle
− Sun
− VMware
− IBM
Algumas soluções disponíveis
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
Bochs
CHARON-AXP
CHARON-VAX
Containers
Cooperative Linux
CoWare Virtural Platform
Denali
DOSBox
DOSEMU
FreeBSD Jail
FreeVPS
GXemul
Hercules
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
IBM POWER VM
IBM z/VM
iCore Virtual Accounts
Integrity Virtual Machines
JPC (Virtual Machine)
KVM
LinuxOnLinux
Linux-Vserver
Logical Domains
LynuxSecure
Mac-on-Linux
Mac-on-Mac
OKL4
OpenVZ
Oracle Virtual Box
Algumas soluções disponíveis
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Oracle VM
OVPsim
Padded Cell for x86
Padded Cell for PowerPC
Palacios VMM
Parallels Desktop for Mac
Parallels Workstation
PearPC
PikeOS
RTS Hypervisor
Sheep Shaver
SimNow
SIMH
Simic
Sun xVM Server
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SVISTA
TRANGO
User Mode Linux
View-OS
VDSmanager
Virtual Iron
Virtual Logix
Virtual PC
Virtual Server
Virtuozzo
Virtuozzo VMware ESX
VMware ESX
VMware EXSi
VMware Fusion
VMware Server
Algumas soluções disponíveis

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VMware Workstation Window Virtual PC
VMware Player
Wind River hypervisor
Wind River VxWorks MILS
Windows Virtual PC
Xen
XtratM
Evolução da Tecnologia




Desenvolvida para explorar a tecnologia de hardware
Constantemente melhorada para atender os requisitos de negócio
Inovação contínua para adaptação
Maximiza a produtividade
z/VM
VM/ESA
VM/XA
VM/SP
VM/370
VP/CSS
CP-67/CMS
CP-40/CMS
1967
1968
1972
1980
1988
1990
2000
As mais utilizadas






VMware
Citrix
Microsoft
Xen
KVM
z/VM
Sua importância


Instalações
 Espaço
 Energia
 Resfriamento
Hardware
 Servidores
 Armazenamento
 Rede
 Switches e
Roteadores

Software
 Licenças
 Suporte
 Manutenção

Administração
 Site
 Servidores
 Software
 Aplicações
 Dados
Sua importância
100 unidades de
energia na
matéria-prima
Geração perde 32
Data Center
Servidores
Processador
TI
33
unidades
entregues
Transmissão
perde 35
55%
45%
70%
30%
Desempenho e
capacidade por
Watt.
Recursos
até 95%
inativos
(idle)
Cargas do Servidor
Taxas Típicas de Uso
Ar Condicionado, Nobreak, etc.
Fontes, Ventiladores, Discos, Memória, etc.
x86: 5 – 12%
Unix/Risc: 10 – 20%
Usando
só 5 a 20% da capacidade!!!
Mainframe: 80 – 100%
Sua importância

Que TI tem o consumo
equivalente de carbono
(carbon footprint) que o do
setor de transportes aéreos.

…e o pior é que em TI as
emissões estão subindo
de forma alarmante.
Sua importância

Que TI é responsável por
2% de todas as emissões
de dióxido de carbono na
atmosfera (dados
revelados em pesquisa do
Gartner, feita pelo analista
Simon Mingay).

A mesma pesquisa aponta
que caso nada seja feito,
estas emissões crescerão
de 5% a 10% por ano.
Sua importância
Sobe o número de
servidores
Maior consumo dos
processadores
Aumenta o custo
elétrico
50
Base instalada
(Milhões de Unidades)
45
+8%/ano
450
Índice preço eletricidade
(log)
400
1,5
40
350
35
300
W/cm²
250
30
1
200
25
150
20
100
50
15
10
5
IDC, May 2006
1996
2000
2005
2010
0
0
1990 1995 2000 2003 2005 2010
0
1980
Tendências muito preocupantes !!!
1990
1995
2006
Sua importância

Flexibilidade e agilidade para criação de ambientes.

Administração e gerenciamento de ambientes de testes ou produção.

Diminuição de custos com TI (hardware e software).

Diminuição de custos com energia elétrica.

Diminuição do lixo tecnológico.
QUESTÕES