Máquinas Virtuais

Máquinas Virtuais
Agenda
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Histórico
Máquinas virtuais X Emuladores
Vantagens & Desvantagens
Vmware
Quemu
Xen
UML
Comparação entre VM's
Conclusão
Histórico
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Mainframe
“É um computador de grande porte, dedicado
normalmente ao processamento de um
volume grande de informações”

Surgiram em 1946
“Foram sempre sendo aperfeiçoados”

Ainda são utilizados
Histórico

Desktops
“São os computadores de mesa, estes que
tem tudo separado (mouse, teclado, CPU ou
gabinete, monitor, impressora...) e são os de
menor custo”

Surgiram entre 1970 e 1980
“Originalmente conhecido como
microcomputadores”

Custo menor
Máquinas Virtuais

Máquinas Virtuais
1º Definição: “Software que cria um ambiente
entre a plataforma e o utilizador final”
2º Definição: “Uma cópia isolada de um sistema
físico”

É um computador fictício criado por um
programa de simulação
“Sua memória, processador e outros recursos são
virtualizados”

2 tipos: guest system(tipo1), host
system(tipo2)
Emuladores

Emuladores
“É um software criado para essencialmente
transcrever instruções de um processador alvo
para o processador no qual ele está rodando”


Também é responsável pela simulação
dos circuitos integrados ou chips do
sistema de hardware em um software.
Popularização com a internet e os
emuladores de video games
Vantagens

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Consolidação de servidores
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Gerência

Aproveitamento de hardware, espaço e
energia
Testes
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Simulação de alterações e falhas (kernel,
etc..)
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Ensino
 Cada aluno pode ter várias Vms

Isolamento
 Migração de aplicações legadas
Desvantagens
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Desempenho
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Diversidade de equipamentos
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Custo do processo de virtualização
Esforço de programação para garantir
compatibilidade
Consolidação

Diversos SO´s utilizando um mesmo
hardware
VMware
VMware

VMware é um produto desenvolvido pela
empresa VMware Inc.

O que é?

É um software que visa criar ambientes para
instalação de sistemas distintos, permitindo a
utilização de um sistema operacional sobre
outro com suporte real a software de outro
sistema.
VMware
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VMware WorkStation
VMware GSX Server
VMware ESX Server
VMware Infrastructure
Hosted Architecture
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
Roda sobre o sistema operacional
Suporta uma escala ampla para
configuração de hardware.
Hypervisor Architecture
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Acesso direto aos recurso de hardware
Permiti melhor escalabilidade e
performace
VMware
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VMware Workstation
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Lançado em 1999
Hosted Architecture
Suporte a aceleração gráfica (DirectX)
Mal gerênciamento de multiplos usuários
VMware
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VMware GSX Server
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Lançado em 2001
Hosted Architecture
Uso baseado em servidor
Acesso remoto via console de administração
das VM's
Permiti vários acesso simultãneos a uma
mesma maquina virtual
VMware
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VMware ESX Server

Mesma finalidade do GSX Server, porém é do
tipo Hypervisor Architecture
VMware
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VMware infrastructure
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
Suíte completa de virtualização
Serviços complementares de virtualização e
gerenciamento
VMware VMotion
VM P2V Assistent
agentes monitorando cada VM
Única no mercado
VMware Virtual Center
QUEMU
Definição

Um emulador de processador que
consegue boa velocidade na emulação
dinâmica
Operação
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Emulação completa do sistema
Emulação da modalidade do usuário
SO`s Suportados na
arquitetura x86/x86_64:
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
PE Fedora Core 1OK0.5.5
GNU/Linux Fedora Core 2OK0.6.0
Debian 3.0OK0.5.5
GNU/Linux Debian SID (new beta
installer)OK0.5.5
Solaris 9 x86OK0.6.0
Solaris 10 x86OK0.6.0
Windows 2000OK0.5.5
Vantagens




GNU General Public License
Virtualiza todo o hardware
Não requer alteração no kernel
Suporta alta emulação
Módulo do Acelerador de
QEMU
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
Aumentar a velocidade
Aumento de desempenho próximo
sistema nativo
Termos do uso - Acelerador
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

Não é permitido distribuir
Proprietário
Licença específica
Xen
Apresentação

Xen
“O objetivo do Xen é executar, em uma mesma
máquina, instâncias de Sistemas Operacionais
(iguais ou diferentes) com todas as suas
características, de forma completamente
funcional, em VM (Virtual Machine)”


Desenvolvido pela universidade de
Cambridge
Proporciona controle de recursos e
garantia de serviços
Motivação
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Compartilhamento de sistemas operacionais
Alto desempenho
Vários servidores virtuais em uma única
máquina
Portabilidade (Até 100 VM's)
Segurança das operações (Isolamento e
controle de recursos)
Balanceamento de carga entre as máquinas
virtuais
Paravirtualização





O monitor Xen utiliza a técnica de
paravirtualização
Na paravirtualização apenas alguns
elementos são virtualizados
Chega a utilizar o mesmo kernel para a
máquina real e para a máquina virtual
Atualmente, está preparado para operar
sobre Linux e NetBSD.
Alta performace
Estrutura

O Xen, é um monitor de máquinas virtuais.

As máquinas serão construídas artesanalmente e o
monitor irá mantê-las em execução.

Máquina real: “Domínios” domínio0, domain0 ou
xen0

Máquina virtual: guest, domínioU, domainU ou
xenU.

Hypervisor(micro kernel): Ligação entre o xen0 e
as xenU.

As máquinas virtuais não possuirão kernel
Controle

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



Núcleo de sistema operacional principal
modificado
Modificação mínima no núcleo
kernel 2.4 menos de 3.000 linhas de
código
kernel 2.6 nenhum arquivo core do
sistemas foi alterado
controle efetivo: hypervisor(micro kernel)
Suse, Slackware, Fedora, Debian
completo suporte ao Xen
Vantagens

A utilização de um único kernel base e de um
micro kernel (apenas dois elementos) para a
máquina real e todas as virtuais ao mesmo tempo

A rapidez e a leveza, por realizar pouca
virtualização, ao aproveitar a maior parte dos
recursos existentes na máquina real

Estabilidade e a confiabilidade

A segurança, em virtude de isolar totalmente as
máquinas virtuais (só há comunicação por rede)

O perfeito controle sobre o uso da memória e do
processador por parte de cada máquina virtual

Software livre
Desvantagens



Limitação a poucos sistemas
operacionais;
Instalação e configuração trabalhosa
A obrigatoriedade de utilizar um kernel
modificado e um micro kernel para
estabelecer a máquina real e as máqunas
virtuais.
Xen
User-Mode Linux
O User-Mode Linux

Monitor de máquinas virtuais (tipo II)



Composta de um sistema anfitrião, um
kernel uml e arquivo de filesystem
Executa Linux sobre Linux
Projeto Open Source

Parte oficial do kernel 2.6
Características do UML

Linux como um processo do Linux
Apl
Aplicações
Apl
Apl
UML
Apl
UML
Linux
Hardware x86
Figura da Máquina Virtual User-Mode Linux
Aplicações
Características do UML

Usuários e processos distintos do
sistema real

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Dispositivos virtualizados



Cada usuário pode ser root
Disco virtual é um arquivo no sistema real
Interfaces de rede, console, etc
Controle da chamada de sistema

Virtualização de Hardware com
rastreamento de chamadas (ptrace)
Características do UML
User space
(processo)
Int 0x80
Notifica o
kernel pai
Continua a
execução
após
a chamada
de sistema
Kernel
convidado
Executa a
chamada de
sistema.
Envia um
sinal ao
final
da
execução.
Thread de
rastreament
o
Anula a chamada de
sistema.
Salava o estado do
processo.
Força o processo
para
retornar a pilha do
kernel.
Retorna o estado do
processo.
Seta um código de
retorno
para a chamada de
sistema.
Exemplo de virtualização da chamada de sistema no
UML
Comparação de VMs
Nome
QEMU
User Mode
Linux
Host Processor
Intel x86, AMD64,
IA-64, PowerPC,
Alpha, SPARC 32
and 64, ARM,
S/390, M68k
Guest
Processor
Intel x86,
AMD64, ARM,
SPARC 32 and
64, PowerPC,
MIPS
Intel x86
Intel x86
Vmware ESX
3.0
Intel x86, AMD64
Intel x86,
AMD64
Xen
Intel x86, AMD64
Intel x86,
AMD64
Plataforma do Plataforma do
SO anfitrião
SO convidado Técnica
Linux,Windows,
MAC OS,
FreeBSD, BeOS
Licença
Utilização
Desempenh
o
Acadêmico,
Troca
Recompilação
Desenvolvimen
regularmente
dinâmica
GPL/LGPL
to,Produção 10-20% CPU
Nativa (mais
lenta
quando
todas as
Acadêmico,
chamadas
Desenvolvimen
são
to,Produção raastreadas)
Virtualização
total
utilizando
rastreamento
Linux
Linux
de chamadas
GPL2
Virtualização
Windows,DOS,
total e
Acadêmico,
Linux, Unix BSD, recompilação
Desenvolvimen
Linux, Windows Netware, Solaris dinâmica Proprietário to,Produção
Linux, Unix BSD,
Windows XP
Acadêmico,
(todos com Paravirtualiza
Desenvolvimen
NetBSD, Linux modificações)
ção
GPL
to,Produção
Quase
Nativa
Nativa
Conclusão

Muitos sistemas tem sido desenhados para utilizar
virtualização a fim de subdividir os recursos dos
computadores modernos. Alguns necessitam de
hardware especializado, ou não suportam os
sistemas operacionais mais comuns. Alguns
garantem 100% de compatibilidade binária, tendo
terríveis problemas de performance. Outros,
sacrificam a segurança ou suas funcionalidades por
velocidade. Poucos oferecem isolamentos de
recursos ou garantias de performance. O ideal é
monitor de máquinas virtuais que permite
compartilhar sistemas operacionais comuns com o
hardware convencional, sem sacrificar
performance, funcionalidades e segurança
Bibliografia

Máquinas Virtuais e Emuladores. Laureano, Marcos.

http://br.geocities.com/cesarakg/user-mode-linux.html

http://www.ime.usp.br/~baroni/docs/uml.html

http://user-mode-linux.sourceforge.net/

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_virtual_machines

http://en.wikipedia.org/wiki/Xen

http://www.eriberto.pro.br/xen/

http://www.xensource.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/VMware

www.guiadohardware.net/termos/vmware