Virtualização com

Marcos Paulo SerafimOutubro de 2007

   

Sobre Mim­ Graduação em Ciências da Computação ­ UNIFRAN­ Especialização em Matemática Aplicada ­ UNIFRAN

­ Analista de Suporte na Cooperativa dos Agricultores da  Região de Orlândia

­ Interesses em Inteligência Artificial, Computação Quântica,   Desenvolvimento de Jogos, Forense Computacional, etc.

   

O que é virtualização

Uma técnica para ocultar as características físicas de recursos computacionais encapsulando os detalhes

técnicos, de forma que outros sistemas, aplicações, ou usuários finais interajam com estes recursos de 

maneira mais simples.

Fonte:Wikipédia

   

Virtualização de plataforma

Técnica que permite a divisão de recursos através da criação de múltiplos ambientes computacionais simulados

(máquinas virtuais) e isolados entre si em um único equipamento físico.

   

Terminologia● Máquina virtual (VM)

Ambiente virtualizado onde um sistema operacional e seus aplicativos são executados.

● Host (Hospedeiro)Computador onde são executadas as máquinas virtuais.

● Guest (Convidado)Software que é executado dentro de uma máquina virtual.

● Hypervisor (Virtual Machine Monitor)Camada entre VMs e Host que controla as VMs.

   

Tipos de virtualização● Virtualização em aplicações

(Java VM, .NET CLI, Flash Player, DOS em Win32)

A aplicação utiliza os recursos do sistema operacional em um pequeno ambiente virtual que provê apenas 

o necessário para sua execução, eliminando a necessidade de conhecimento da arquitetura em que é

executada.

   

Tipos de virtualização● Emulação / Simulação

(QEMU, Virtual PC, emulares de video­games)

A máquina virtual simula um hardware completo,permitindo que um sistema operacional (Guest) não 

modificado, seja executado em uma arquiteturatotalmente diferente.

   

Tipos de virtualização● Virtualização completa

(Xen, QEMU, Virtual PC, VMware, CP/CMS)

A máquina virtual provê o ambiente necessário para queum sistema operacional (Guest) não modificado 

(e construído para a mesma arquitetura)possa ser executado.

   

Tipos de virtualização● Paravirtualização

(Xen, VMware, KVM)

A máquina virtual ao invés de simular o hardware, provêuma API que apenas pode ser utilizada por sistemas

operacionais (Guests) “modificados” para esta finalidade,o que trás ganhos de performance similares ao dos 

sistemas nativos.

   

Breve histórico●1959: Time Sharing in Large Fast Computers

➔Christopher Strachey●1962: Atlas Computer ­ Universidade de Manchester

➔Primeiro Hypervisor●1963: M44/44X Project ­ IBM

➔Termo "Máquina Virtual"●1964: CP­40 ­ IBM

➔ Primeira implementação com virtualização completa●1972: CP/CMS ­ IBM

➔ Memória virtual

   

Breve histórico●1972­1990: Virtualização restrita a mainframes

➔ Diversos avanços na área●A partir de 1990: Virtualização em arquitetura x86

➔ Cresce interesse na virtualização em baixa  plataforma

●1999: VMware➔Primeiro produto para virtualização em x86

●2005: Intel VT (Vanderpool) / AMD­V (Pacifica)➔Virtualização assistida por hardware nos x86

   

Vantagens em se usar virtualização● Melhor utilização dos recursos dos computadores● Diminuição do espaço físico necessário para servidores● Redução do custo de infraestrutura● Menor gasto em energia● Soluções de balanceamento de carga para aplicações● Fácil manutenção de servidores● Agilidade na criação de “site backup” e “disaster recovery”● Modelo de segurança baseado em uma “caixa­de­areia”● Facilidade no monitoramento de software maliciosos

   

Xen● Hypervisor para arquiteturas IA­32, IA­64, AMD­64, e   PowerPC.

● Se iniciou como parte do projeto Xenoservers na  Universidade de Cambridge.

● Possui uma versão paga e uma software livre. 

● Contribuidores do projeto incluem empresas como:   Intel, IBM, HP, AMD, Novell, RedHat e Citrix/XenSource.

   

Breve histórico do Xen● 2003: Versão 1.0   Paravirtualização Linux (Windows XP apenas PoC)● 2004: Versão 2.0● 2005: Versão 3.0   Criação da XenSource.   Virtualização completa assistida por hardware.● 2007: Versão 3.1   Xen é adicionado ao código do Linux.    Citrix compra a XenSource.

   

Arquitetura do Xen

   

Recursos do Xen Suporte à varios dispositivos através do kernel do

sistema operacional do hospedeiro (Linux / NetBSD)

   

Recursos do Xen

● Windows (apenas como prova de conceito)

● NetWare● GNU/Hurd/Mach● OZONE

● Minix● Plan 9

Vários sistemas operacionais suportados através deparavirtualização

   

Recursos do XenSuporte à virtualização completa assistida por

hardware (Intel VT ou AMD­V)

● Minix● Plan 9

● NetWare● GNU/Hurd/Mach● OZONE● e muitos outros ...

   

Recursos do XenCapacidade de pausar, resumir, salvar e 

restaurar o estado de uma VM

   

Recursos do XenMigration e Live Migration

   

Recursos do Xen● Capacidade de dar para a VM acesso direto a    um hardware● Suporte a hot­plug USB● Suporte a som nas VMs● Até 64 GBs de memória em máquinas 32 bits (PAE)● API de programação com chamadas XML­RPC● Esforço de colaboração para compatibilidade de   formato de VM com Microsoft Virtual Server

   

Ferramentas de gerenciamento● xm – Ferramenta que recebe instruções via linha            de comando.# xm create maquinavirtual

# xm helpUsage: xm <subcommand> [args]

Control, list and manipulate Xenguest instances

   

Ferramentas de gerenciamento● Virtual Machine Manager – Ferramenta da Red Hatpara gerenciamento gráfico das VMs.

   

Ferramentas de gerenciamento● ConVirt (antigo XenMan)

   

Ferramentas de gerenciamento● Enomalism – Ferramenta de gerenciamento Web

   

Teste de Performance

Apache Bench

Time taken for tests: 50.917014 secondsComplete requests:    10000Requests per second:  196.40 [#/sec](mean)Time per request:     5.092 [ms](mean)Transfer rate:        8206.51 [KB/sec]                      received

NativoLinux 2.6.18 / Debian Etch / Apache 2.2.3

   

Teste de Performance

Apache Bench

Time taken for tests: 53.614709 secondsComplete requests:    10000Requests per second:  186.52 [#/sec](mean)Time per request:     5.361 [ms](mean)Transfer rate:        7793.59 [KB/sec]                      received

ParavirtualizadoLinux 2.6.18 / Debian Etch / Apache 2.2.3

   

Teste de Performance

 Apache Bench

Time taken for tests: 109.116567 secondsComplete requests:    10000Requests per second:  91.65 [#/sec](mean)Time per request:     10.912 [ms](mean)Transfer rate:        3829.40 [KB/sec]                       received

HVMLinux 2.6.18 / Debian Etch / Apache 2.2.3

   

O que o futuro reserva para o Xen● Virtualização mais focada em Desktop● Desenvolvimento de drivers para máquinas não    paravirtualizadas● Suporte à OpenGL ● Integração com os produtos da Citrix● Concorrência maior com o KVM

   

Maiores informações

Grupo de usuários XEN­BR: http://xen­br.org/IBM: http://ibm.com/kernelthread.com: http://www.kernelthread.com/Red Hat: http://www.redhat.com/SourceForge.net: http://sourceforge.net/Wikipedia: http://wikipedia.org/XenSource: http://www.xensource.com/

   

Hands­on

Demonstração e Perguntas

   

Obrigado

Contato:Marcos Paulo Serafim

mps@mps.eti.br http://www.mps.eti.br/