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Rosana Manara
R.A. 0402089 8 Semestre
VIRTUALIZAO DE SISTEMAS COM VMWARE
Jaguarina
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Rosana Manara
R.A. 0402089 8 Semestre
VIRTUALIZAO DE SISTEMAS COM VMWARE
Monografia apresentada disciplina trabalho deconcluso de curso, do curso de Cincia daComputao da Faculdade de Jaguarina, soborientao do Prof. Ms. Peter Jandl Jr., comoexigncia parcial para concluso do curso degraduao.
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MANARA, Rosana. Virtualizao de sistemas com VMWARE. Monografia defendida e
aprovada na FAJ em 13 de dezembro de 2007 pela banca examinadora constituda pelos
professores:
________________________________________________________________________
Prof. Ms. Peter Jandl Jr.
FAJ
________________________________________________________________________
Prof. Christiane Novo Barbato
FAJ
________________________________________________________________________
Prof. Jos Arnaldo Geraldini Nunes
FAJ
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Dedico este trabalho aos meus pais e a todos
que de alguma forma me acompanharam
durante o desenvolvimento, seja pela amizade,
pelo companheirismo, pela pacincia, pelo amor,
pelo carinho.
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AGRADECIMENTOS
A realizao desta Monografia contou com o apoio, o estmulo e o carinho de muitas
pessoas: Professores, amigos, colegas, familiares... cada um, ao a seu modo, contribui para
que eu pudesse encontrar a fora e o incentivo necessrio para superar os obstculos e as
dificuldades que ao longo do curso surgiram. Deixo aqui, o meu sincero agradecimento a
todas as pessoas que, direta ou indiretamente contriburam para que este trabalho fosse
concludo.
Algumas pessoas foram fundamentais:
Primeiramente, agradeo a Deus por ter me dado a oportunidade de estar no mundo e
ter me ajudado a chegar at aqui e vencer mais essa etapa da minha vida.
Ningum neste mundo mais merecedor de meus agradecimentos do que minha
querida famlia, especialmente meus pais, Antonio e Conceio, pelas oraes, incentivo,
carinho e apoio. Eles no mediram esforos para que eu chegasse at esta etapa de minha
vida. Creio que nunca poderei recompens-los por tudo o que fizeram por mim.
Ao meu querido orientador Prof. Ms. Peter Jandl Jr, pela oportunidade, confiana,
pacincia, amizade, dedicao e pelas orientaes que foram essenciais para o meu
crescimento.
A todos os professores do curso de Cincia da Computao da FAJ pela contribuio
na minha formao das mais diferentes maneiras (aulas, conversas nos corredores...)
.
Em especial agradeo meu amigo Leandro Bordignon (Garotinho), pessoafundamental na minha caminhada, tudo o que sei hoje deve a ele. Sem ele no chegaria
onde cheguei. Obrigada pela pacincia pelo apoio, incentivo e ajuda. Voc sempre me
animou nos meus momentos de desnimo. S tenho a agradec-lo.
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"Nenhuma grande vitria possvel sem que tenha sido precedida de pequenas vitriassobre ns mesmos."
( L. M. Leonov )
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MANARA, Rosana. Virtualizao de sistemas com VMWARE. 2007. Monografia
(Bacharelado em Cincia da Computao) Curso de Cincia da Computao da
Faculdade de Jaguarina, Jaguarina.
RESUMO
O conceito de virtualizao no novo, ele foi introduzido pela IBM nos mainframes nadcada de 60, principalmente porque havia a necessidade de reduo de custos sem perderservios, o que s foi possvel com a consolidao de vrias mquinas em uma nica.
Atualmente devido grande procura de equipamentos, aplicativos e sistemas operacionais,nos quais exigem cada vez mais mquinas poderosas, as empresas comearam aconsiderar a virtualizao como a soluo para seus problemas.Virtualizao um mtodo que permite ao usurio de computador instalar e usarsimultaneamente mais de um sistema operacional na mesma mquina. O objetivo centraldessa tecnologia justamente gerar mais produtividade ao ambiente de TI (tecnologia dainformao) das empresas, com cada vez menos gastos e investimentos em manuteno eequipamentos. Para isso j existem softwares que fazem esse gerenciamento e podem seraplicados de acordo com as necessidades da empresa. Existem vrios tipos de softwares devirtualizao o mais conhecido de fcil aplicao e uso o VMware. O VMware umsoftware que permite voc executar e rodar vrios sistemas operacionais na mesmamquina, cada uma se comportando como se fossem independentes.
Os ganhos com virtualizao vo desde a otimizao dos recursos de hardware e o maiornvel de disponibilidade para as aplicaes at reduo de gastos obtida com aconsolidao do parque de servidores.
Palavras-chaves: Sistemas Operacionais, Virtualizao, VMware
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MANARA, Rosana. Virtualizao de sistemas com VMWARE. 2007. Monografia
(Bacharelado em Cincia da Computao) Curso de Cincia da Computao da
Faculdade de Jaguarina, Jaguarina.
ABSTRACT
The concept of virtualization is not new, it was introduced by IBM in mainframes in thedecade of 60, mainly because there was the need to reduce costs without losing services,which was only possible with the consolidation of several machines into one. Currently due tothe high demand for equipment, applications and operating systems, in which demandincreasingly powerful machines, companies began to consider the virtualization as thesolution..to..their..problems.Virtualization is a method that allows the user to install and use the computer while morethan one operating system on the same machine. The main objective of this technology isprecisely generate more productivity to the environment of IT (information technology)enterprises, with fewer expenses and investments in maintenance and equipment. For thatalready exist that make this software management and can be applied in accordance withthe needs of the company. There are several types of software virtualization of the bestknown of easy implementation and use is the VMware. The VMware is software that lets yourun and run multiple operating systems on the same machine, each is behaving as if theywere..independent.The earnings virtualization range from the optimization of the resources of hardware and the
highest level of availability for applications by reducing expenses from the consolidation ofthe..stock..of..servers.
Keywords: Operating Systems, Virtualization, VMware
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SUMRIO
LISTA DE FIGURAS E TABELAS..........................................................................................11
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS..................................................................................12
1. INTRODUO....................................................................................................................13
2. METODOLOGIA................................................................................................................ 15
3. VIRTUALIZAO...............................................................................................................16
3.1 Conceitos..........................................................................................................................16
3.2 Justificativa para virtualizao..........................................................................................173.3 Vantagens.........................................................................................................................17
3.4 Desvantagens...................................................................................................................18
4. PRODUTOS EXISTENTES ...............................................................................................19
4.1 Virtual PC .........................................................................................................................19
4.2 Xen ..................................................................................................................................19
4.3 VMware.............................................................................................................................20
5. ESTUDO DETALHADO DO VMWARE .............................................................................22
5.1 Como funciona o VMware Server ....................................................................................22
5.2 Vantagens do VMware Server .........................................................................................23
5.3 Desvantagens do VMware Server....................................................................................23
6. EXPERIMENTOS COMPUTACIONAIS.............................................................................24
6.1 Descrio dos testes........................................................................................................24
6.2 Ambiente de realizao dos testes...................................................................................26
6.3 Sistema operacional sem virtualizao............................................................................26
6.4 Instalando o VMware........................................................................................................26
6.5 Testes sistema operacional com virtualizao.............................................................33
6.6 Anlise dos Resultados....................................................................................................34
7. CONCLUSO.....................................................................................................................35
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8. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................36
9. ASSINATURAS .................................................................................................................37
Apndice I.............................................................................................................................38
Apndice II..............................................................................................................................40
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LISTA DE FIGURAS E TABELAS
Figura 1 - Sistema operacional virtualizado............................................................................17
Figura 2 - Particionamento de servidor fsico.........................................................................22
Figura 3 - Processos de execuo do programa....................................................................25
Figura 4 - Incio banco de dados ...........................................................................................25
Figura 5 - Inicio da instalao do VMware.............................................................................27
Figura 6 - Configurao do VMware.......................................................................................27
Figura 7 - Escolha do sistema operacional convidado...........................................................28
Figura 8 - Definio do nome da mquina virtual...................................................................28
Figura 9 - Configurao da memria disponvel.....................................................................29
Figura 10 - Escolha do adaptador de E/S...............................................................................30
Figura 11 - Criao de um novo disco....................................................................................31
Figura 12 - Escolha do adaptador..........................................................................................31
Figura 13 - Tamanho do disco virtual.....................................................................................32
Figura 14 - Nome do Arquivo que conter a mquina virtual.................................................32
Figura 15 - Incio do boot da mquina virtual.........................................................................33
Tabela 1 - Testes sistema operacional sem virtualizao......................................................26
Tabela 2 - Testes sistema operacional com virtualizao......................................................34
Tabela 3 - Comparativo da mdia de tempo das tabelas 1 e 2..............................................34
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
TI Tecnologia da Informao
CPU Central Processing UnitSO Sistema OperacionalE/S Entrada e SadaDHCP Dynamic Host Configuration ProtocolSCSI Small Computer System InterfaceIP Internet ProtocolLSI Large Scale Integration
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1. INTRODUO
Nos dias de hoje, imprescindvel para as empresas que buscam pelo sucesso
possuir uma rea de TI (Tecnologia da Informao) flexvel, pronta para crescer na mesmaproporo que crescem seus negcios. Mas para alcanar esse to almejado sucesso as
empresas precisavam implantar rapidamente novos servios, aplicativos e investir em
equipamentos. No suportando mais os altos custos de energia e de imveis, nem a
complexidade associada com o amontoamento de servidores, as empresas buscando
aumentar a agilidade nos negcios e a reduo de custos, comearam a considerar as
tecnologias de virtualizao como soluo para seus problemas, alm de melhor
aproveitarem seus recursos de computao.
De acordo com TORRES & LIMA (2006), a virtualizao de sistemas uma soluopara melhorar os recursos do hardware e ao mesmo tempo aproveitar todo o poder de
processamento.
Existem vrias finalidades em se virtualizar um sistema operacional ou uma aplicao
qualquer. Uma delas a economia em sistemas, aplicaes, gastos na compra de novos
servidores, manuteno e backup. Outra razo a simplificao dos processos de
manuteno.
Contudo, alm do fator financeiro e do fator tcnico, outros pontos comearam chamar
a ateno das empresas, o uso para segurana na internet e a possibilidade de estudar
sistemas diferentes em um mesmo computador sem correr risco de afetar o sistema nativo.
Segundo MIER & KOCKLER (2006), quando um computador incapaz de explorar
todo o potencial de uma CPU (Central Processing Unit) moderna, voc pode deixar vrios
computadores tentarem. Mltiplos servidores virtuais num pequeno nmero de mquinas
fsicas compem uma soluo para melhorar o uso dos recursos de hardware, ao mesmo
tempo consolidando o panorama do sistema.
Para LAUREANO (2006), a virtualizao uma forma de utilizar a capacidade do
processador para fornecer benefcios aos usurios. O aumento da complexidade dos
computadores (padres de processador, chipsets, dispositivos de controles etc) dificulta a
configurao das mquinas e a sua utilizao. As tcnicas de virtualizao podem ser
utilizadas para ajudar a ocultar essa complexidade dos usurios que, em vez de ver um
sistema complexo, vem em seu lugar uma mquina virtual mais simples e fcil de usar,
definida pelo SO (Sistema Operacional).
Este trabalho tem como objetivo mostrar aplicaes de virtualizao de sistemas nas
empresas, e tambm avaliar as vantagens e desvantagens dessas aplicaes, e quais os
ganhos que se tem em virtualizar.
Est organizado da seguinte maneira. No captulo 2 descrita a metodologia
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empregada.
O captulo 3 aborda os conceitos de virtualizao suas vantagens e desvantagens.
Os produtos existentes e suas descries podem ser vistos no captulo 4.
No captulo 5 foi feito um estudo detalhado do VMware e suas funcionalidades.O captulo 6 mostra os experimentos computacionais realizados e o resultado desses
testes.
No captulo 7 mostra a concluso obtida com os testes realizados nos sistemas
operacionais sem virtualizao e com virtualizao.
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2. METODOLOGIA
Esse trabalho foi elaborado conforme a metodologia descrita a seguir:
1. Levantamento bibliogrfico
Nesta etapa foi realizada a pesquisa em livros, sites da internet e revistas tcnicas
sobre o tema de virtualizao.
2. Estudo sobre virtualizao:
Nesse item foi realizado um estudo sobre conceitos, definies da virtualizao, o que
, o que faz, vantagens e desvantagens.
3. Levantamento de produtos existentes.
Foi feita uma pesquisa buscando os produtos de virtualizao que atuam no mercado
suas funes e caractersticas.
4. Estudo detalhado do software VMware.
Nesse item foi feito um estudo sobre o VMware verificando como ele funciona.
5. Experimentos computacionais.
Nesta etapa foi realizado testes prticos verificando o desempenho da virtualizao no
sistema operacional sem virtualizao e com virtualizao.
6. Resultados.Nesse item foi descrito os resultados esperados da virtualizao e os benefcios que
ela pode trazer para as empresas.
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3. VIRTUALIZAO
3.1 Conceito
O conceito de virtualizao no novo, ele foi introduzido pela IBM nos mainframes na
dcada de 60, principalmente porque havia a necessidade de reduo de custos sem perder
servios, o que s foi possvel com a consolidao de vrias mquinas em uma nica. Essa
tecnologia passou a ser desenvolvida para servidores das plataformas X86 e hoje j se fala
em virtualizao de desktops.
Para LOPES & LAZARINO (2006) Virtualizao a palavra que faz brilhar os olhos
dos executivos de TI de grandes empresas. No para menos. A virtualizao lidera o
ranking das tecnologias, divulgado pelo Gartner Consulting, que tero mais impacto em
2007. No caso da virtualizao de servidores, o crescimento monstruoso. H trs anos, o
nmero de servidores instalados em grandes empresas era quase zero. Hoje, so 500 mil
servidores virtuais rodando aplicaes com mais diversos nveis de complexidade. Segundo
projees do IDC, outra empresa de consultoria, em 2009 esse nmero deve chegar a 1,2
bilho. A corrida motivada pelas inquestionveis vantagens proporcionadas pela troca de
servidores reais por virtuais.
A virtualizao chega ao mercado com fora total, representando inovao e
proporcionando recursos altamente eficientes para as empresas e organizaes. Atualmentea virtualizao uma das solues em tecnologia para facilitar os processos dentro do
ambiente de TI. Existem softwares que atuam nesse cenrio, cada um com suas
especificaes, agregando qualidade e melhor desempenho rede. Com os recursos que
essa tecnologia proporciona possvel para a empresa, entre outras facilidades como
economia em equipamentos e consolidao de servidores. Com ela possvel reduzir em
mais de 50% a utilizao em recursos de hardware. Ao invs de ter dez servidores
possvel ter apenas cinco com mais capacidade que os dez anteriores, isso representa
acima de tudo economia.A virtualizao permite a instalao simultnea de vrios sistemas operacionais em um
mesmo hardware, sendo assim, possvel usar o Windows XP em uma mquina e, de uma
hora para outra, iniciar um programa de mquina virtual e ter uma janela rodando alguma
distribuio do Linux dentro do Windows XP e vice versa. A Figura 1 mostra que eu posso
ter vrios sistemas operacionais rodando em um mesmo hardware.
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Figura 1 Sistema operacional virtualizado.
A virtualizao uma tecnologia emergente que promete diminuir a importncia do
sistema operacional, criando uma espcie de nova camada de software. Ela proporciona ao
sistema uma viso idealizada do hardware, por meio da qual cada sistema operacional
utiliza os recursos presentes em cada computador.
Com isso, tanto os sistemas operacionais se tornam programas menores e mais
simples e rodam simultaneamente no mesmo computador, sem os vrios processos de
deteco..de..hardware.
3.2 Justificativas para virtualizao
Ao longo dos anos, as mquinas virtuais vm sendo utilizada com vrias finalidades,
como processamento distribudo e segurana. Um uso freqente de sistemas baseados em
mquinas virtuais o que chamamos de consolidao de servidores. Em vez da utilizao
de vrios equipamentos com seus respectivos sistemas operacionais, utiliza-se somente um
computador com mquinas virtuais abrigando os vrios SOs e suas aplicaes e servios.
De acordo com TANENBAUM & WOODHULL (2000) como tudo o que se refere a
computadores, os sistemas operacionais evoluem a passos largos. essa evoluo que
abre caminho para aplicativos mais poderosos e tem aumentado dia a dia a presena de
computadores em nossas vidas.
3.3 Vantagens
A virtualizao de servidores e mquinas proporciona s empresas a consolidao de
servidores, que consiste em centralizar ou diminuir o numero de equipamentos e aplicaes
instaladas em cada um dos servidores da organizao, com objetivo de aumentar a
produtividade da infra-estrutura, melhorar o gerenciamento do ambiente, aumentar a
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segurana, diminuir a manuteno e economizar em recursos humanos, fsicos e
financeiros.
Existem vrias vantagens para utilizao de mquinas virtuais em sistemas de
computao: Facilitar o aperfeioamento e teste de novos sistemas operacionais.
Auxiliar no ensino prtico de SOs e programao, uma vez que permitido a
execuo de vrios sistemas para comparao no mesmo equipamento.
Executar diferentes SOs sobre o mesmo hardware, simultaneamente.
Simular configuraes e situaes diferentes do mundo real, como por exemplo,
mais memria disponvel ou a presena de outros dispositivos e E/S (Entrada e
Sada). Simular alteraes e falhas no hardware para teste e reconfigurao de um sistema
operacional, provendo confiabilidade para as aplicaes.
Desenvolvimento de novas aplicaes para diversas plataformas, garantindo a
portabilidade dessas aplicaes.
Diminuio de custos com hardware, utilizando a consolidao de servidores.
Facilidades no gerenciamento, migrao e reaplicao de computadores, aplicaes
ou sistemas operacionais.
Prover um servio dedicado a um cliente especfico com segurana e confiabilidade.
3.4 Desvantagens
Como desvantagens no pode ser descartada a perda de performance das aplicaes
de maneira geral.
Outra desvantagem que as mquinas virtuais consomem bastante processamento e
memria, exigindo mquinas de mais desempenho e configurao mais sofisticada que
custam mais caro.
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4. PRODUTOS EXISTENTES
Existem diversos softwares de virtualizao para os principais sistemas operacionais.
Esses produtos criam mquinas virtuais que permitem a execuo de sistemas operacionaissem que estes percebam que no correm diretamente sobre uma mquina fsica. Este tipo
de aplicaes permite a coexistncia na mesma mquina de mais do que um sistema
operativo a correrem em simultneo.
4.1. Virtual PC
O Microsoft Virtual PC foi criado em 2003, a soluo desenvolvida pela Microsoft de
virtualizao. Ela possui os produtos de virtualizao no mercado, que so o Virtual PC para
sistema operacional Windows XP, Virtual Server 2005, que um software mais robusto e
que pode ser instalado apenas no Windows 2000 Server e no Windows 2003 e o Virtual PC
2007, suportando o Windows Vista.
Para MICROSOFT VIRTUAL PC (2007) a grande necessidade do mercado atual a
diminuio de custos. Esse processo pode ser realizado em vrias vertentes das empresas
mas a rea de TI uma das prediletas. Por esse motivo a Microsoft criou o Virtual PC.
Assim como os outros, em uma janela ser possvel abrir outro sistema operacional,
como Windows, Linux, o que permite rodar diversos sistemas operacionais em uma mesma
mquina, atendendo clientes de Windows. Assim sendo ser possvel executar outrosistema operacional, como Linux, Windows dentro do sistema operacional nativo Windows.
Uma das vantagens do software a rpida reconfigurao dos equipamentos. Ele
otimiza a produtividade dos profissionais e suporte tcnico, pois permite facilmente sempre
que precisam atender um chamado.
O Virtual PC tem como desvantagem o suporte ao Linux. Sua instalao s aceita no
Windows.
4.2 Xen
O projeto Xen nasceu na Universidade de Cambridge, tendo se transformado na
instituio independente XenSource, que foi depois adquirida pela Citrix Systems a verso
opensource para virtualizao. No uma soluo fcil de usar como o VMware, sendo
mais voltado para uso em servidores Linux, permitindo rodar vrios servidores virtuais numa
nica mquina.
Segundo XENSOURCE (2007) as empresas esto abraando o Xen para servidores,
porque lhes permite aumentar a utilizao dos servidores, consolidar servidores, e reduzir
drasticamente a complexidade e o custo total de propriedade. Xen o meio mais rpido eseguro de virtualizao de softwares disponveis hoje em dia.
O Xen utiliza um conceito chamado paravirtualizao, onde o sistema operacional
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rodando dentro de uma mquina virtual tem a iluso de estar sendo executado diretamente
sobre o hardware. O Xen se encarrega de organizar as requisies feitas pelas mquinas
virtuais e repass-las ao sistema principal. Voltado para soluo em servidores permite,
como outras solues, vrios servidores virtuais em uma mesma mquina. O Xen umaopo acessvel e robusta para aqueles que querem entrar no mundo virtualizado.
As vantagens do Xen so o excelente desempenho e o baixo custo.
Uma das desvantagens do Xen que para rodar dentro do Xen necessrio que o
sistema guest seja modificado. No possvel rodar qualquer sistema diretamente, como no
caso do VMware. No caso dos servidores (onde temos um pblico da rea tcnica) isto no
chega a ser um grande problema, mas nos desktops ele ainda pouco usado.
4.3 VMware
O VMware foi criado em 1998 com objetivo de trazer tecnologia de mquinas virtuais
aos computadores de todo setor. hoje a mquina virtual para a plataforma X86 mais bem
elaborada e difundida dos ltimos tempos. De fcil uso e excelente desempenho, o VMware
permite a emulao de vrios sistemas operacionais ao mesmo tempo sobre um sistema
hospedeiro, utilizando para isto o conceito de mquinas virtuais. Para entendermos um
pouco melhor como funciona, imagine um computador com o Windows XP Professional
instalado e sobre ele instalarmos o VMware. Ele possibilitar a criao de vrias mquinas
virtuais com seus prprios sistemas operacionais, inclusive Linux. como se tivesse mais
de uma mquina, porm tendo-se apenas uma.
Como podem existir vrios sistemas operacionais em execuo no mesmo hardware,
o monitor tem de emular certas instrues para representar corretamente um processador
virtual em cada mquina virtual. As instrues a serem emuladas so chamadas de
instrues sensveis.
Por razes de desempenho, as mquinas virtuais geralmente confiam no mecanismo
de trap (armadilha) do processador para executar instrues sensveis. Porm, osprocessadores X86 no capturam todas as instrues sensveis e um trabalho adicional
deve ser realizado.
LAUREANO (2006) afirma que para controlar as instrues sensveis que no foram
capturadas, o VMware utiliza uma tcnica chamada reescrita binria. Com essa tcnica,
todas as instrues so examinadas antes de serem executadas, e o monitor insere pontos
de parada no lugar das instrues sensveis. Quando executado, o ponto de parada faz com
que o processador capture a instruo do monitor. Essa tcnica acrescenta complexidade
ao monitor do VMware, prov um conjunto completo de instrues X86 para interface do
sistema convidado.
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Por razes de desempenho, o monitor do VMware utiliza uma abordagem hbrida para
implementar a interface do monitor com mquinas virtuais. O controle de exceo e gerencia
mento de memria realizado pela manipulao direta do hardware, mas para simplificar o
monitor, o controle de E/S e do sistema anfitrio. Com o uso de abstraes para suportar aE/S, o monitor evita manter device drives, algo que os sistemas operacionais j
implementam adequadamente. Essa simplificao causou uma perda de desempenho em
verses mais antigas do VMware, mas foram adotadas otimizadas para diminuir seus efeitos
e melhorar o desempenho de E/S.
A gerncia de memria no VMware feita diretamente pelo sistema convidado. Para
garantir que no ocorra nenhum conflito de memria entre o sistema convidado e o real, o
VMware aloca uma parte da memria para uso exclusivo, ento o sistema convidado utiliza
essa memria previamente alocada.
Para controlar o sistema convidado, o VMware implementa servios de interrupo
para todas as interrupes do sistema convidado. Sempre que uma exceo causada no
convidado, ela examinada primeiro pelo monitor. As interrupes de E/S so remetidas
para o sistema anfitrio, para que sejam controladas corretamente. As excees geradas
pelas aplicaes no sistema convidado so remetidas para o sistema convidado.
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5. ESTUDO DETALHADO DO VMWARE
Um dos mais completos softwares de virtualizao de fcil aplicao, pode ser
executado em qualquer plataforma X86 padro, o VMware Server um produto grtis devirtualizao para servidores Windows e Linux. Ele permite que as empresas particionem
um servidor fsico em vrias mquinas virtuais e comecem a experimentar as vantagens da
virtualizao. O VMware um produto potente e, ao mesmo tempo, de fcil utilizao por
usurios sem experincia com a tecnologia de virtualizao de servidores.
Segundo VMWARE (2007) o VMware conta com uma variedade de produtos de
virtualizao dando as empresas e usurios opes de escolha: VMware ACE, VMware
workstation, VMware Infrastructure, VMware ESX, VMware VirtualCenter, VMware Player e
o VMware Server. O VMware Player e o Server possuem verses gratuitas para download.
Vamos falar um pouco do VMware, que um produto gratuito e de fcil utilizao.
5.1 Como funciona o VMware Server
O VMware Server instalado e executado como um aplicativo em um sistema
operacional hospedeiro Windows ou Linux. Uma fina camada de virtualizao particiona o
servidor fsico para que vrias mquinas virtuais possam ser executadas simultaneamente
em um nico servidor como mostra a Figura 2.Os recursos de computao do servidor fsico so tratados como um reservatrio
uniforme e de recursos que podem ser alocados s mquinas virtuais de forma controlada.
Figura 2 - Particionamento de servidor fsico
De acordo com VMware (2007) o VMware Server particiona um servidor fsico emvrias mquinas virtuais. Cada mquina virtual isolada de seu hospedeiro e das outras
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mquinas virtuais, impedindo que sejam afetadas se alguma mquina virtual falhar. Os
dados no vazam entre as mquinas virtuais e os aplicativos s podem se comunicar por
conexes de rede configuradas. O VMware Server encapsula o ambiente da mquina virtual
como um conjunto de arquivos fceis de fazerbackup, mover e copiar.
5.2 Vantagens do VMware Server
Ao criar e executar mquinas virtuais com o VMware Server, os usurios podem:
Abastece servidores adicionais em minutos, sem investir em novo hardware.
Executar sistemas operacionais e aplicativos Windows, Linux, Solaris e Netware no
mesmo servidor fsico.
Facilidade de criao de ambientes de testes;
Aumentar a utilizao da CPU (Central Processing Unit) de um servidor fsico.
Mover mquinas virtuais de um servidor fsico para outro, sem necessidade de
reconfigurao.
Capturar o estado completo de uma mquina virtual e recuperar sua configurao.
Viabilizar o gerenciamento centralizado para abastecer, monitorar e gerenciar com
eficincia a infra-estrutura de TI.
Ter acesso ao suporte para produtos de nvel corporativo.
5.3 Desvantagens
Como toda tecnologia, o VMware tambm tem suas limitaes.
Uma das desvantagens do VMware com a padronizao das janelas de opes, o
layout acaba sendo prejudicado em alguns momentos.
Outra desvantagem incompatibilidade e perda de performance em algumasaplicaes. O banco de dados tende a tomar conta de toda a memria. Quando colocado
junto com a virtualizao, compete pelo controle dos recursos, gerando conflitos. Alguns
aplicativos que controlam dispositivos fsicos de rede, como o firewall, tambm no devem
compartilhar ambientes virtualizados.
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6. EXPERIMENTO COMPUTACIONAL
6.1 Descrio dos testes
O objetivo principal desses testes verificar o desempenho de dois sistemas
operacionais, um sem virtualizao e outro com virtualizao para obter uma porcentagem
de quanto tempo os sistemas levam para fazer o processamento dos dados contidos nas
tabelas.
Para isso foi criado um programa em Java que insere e deleta registros em uma tabela
de um banco de dados sequncialmente. Foram realizados 10 repeties do mesmo teste
com incluso de 1000, 5000, 10000, 50000 e 100000 registros, verificando o tempo inicial e
final de processamento em cada caso e com esses valores, calculando-se os tempos
mnimo, mximo e a mdia gastos em cada teste realizado. Os testes foram realizados nos
sistemas operacionais sem e com virtualizao como pode ser visto na Tabela 1.
6.2 Ambiente de realizao dos testes
O hardware utilizado para os testes tem as seguintes especificaes:
Processador: Mbile AMD Sempron 3400 + e cach L2 de 256KB (1,8GHz)
Placa de rede: NVIDIA nForce Networking Controller
Memria: 512MB 667MHz DDR2
Disco: TOSHIBA MK6034GSX (60GB, 5400RPM, SATA)
Os Softwares utilizados nos testes foram:
Microsoft Windows XP
VMware Server
Sun JDK1.6.0 Java SE (Stantard Edition)
Java HSQLDB
Os testes foram executados em configuraes que imitam situaes reais de uso
sistema com virtualizao, alm do cenrio nativo, onde no temos nenhuma mquina
virtual executando.
O software VMware foi escolhido para execuo dos testes, porque um software de
fcil uso para iniciantes e um timo software para realizao de testes para a prtica dasvantagens da virtualizao.
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Foi utilizado tambm o sistema operacional Windows de uso bastante . A escolha
linguagem de programao Java se deve ao fato de ser multiplataforma podendo ser
executada em diversos sistemas operacionais (JANDL 2002).
O banco de dados utilizado foi o HSQLDB (2007) que um um projeto de banco dedados livre escrito em java.
Iniciando os testes: primeiro inicia-se o banco de dados hsql com o comando start java
-cp hsqldb.jar org.hsqldb.Server -database.0 bd\ro -dbname.0 ro figura(4). Logo aps
executado o comando set path=c:\arquivos de programas\java\jdk1.6.0\bin;%path% para
compilar o programa que executado em seguida com o comando java -cp hsqldb.jar;.
TesteInsercao numero_repeticoes > arqresultado.txt. Todos os resultados obtidos so
gerados atravs de um de um arquivo .txt que fica armazenado no local especificado Figura
3.
Figura 3 - Processos de execuo do programa
Figura 4 Incio do banco de dados HSQLDB.
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6.3 Teste em sistema operacional sem virtualizao
Inicialmente os testes foram realizados no sistema operacional sem virtualizao. A
Tabela 1 mostra os valores mnimo, mximo e a mdia de tempo gasto em cada tarefa
executada. O tempo de insero e remoo de cada registro da tabela foi medido em
milisegundos. Foi medido o tempo inicial e final de insero e remoo de cada registro na
tabela e calculado o delta que (tempo final menos tempo inicial).
Tabela 1 Testes sistema operacional sem virtualizao
SISTEMA OPERACIONAL SEM VIRTUALIZAOINSERE
1000REMOVE
1000INSERE
5000REMOVE
5000INSERE10000
REMOVE10000
INSERE50000
REMOVE50000
INSERE100000
REMOVE100000
TESTE #1 265 16 828 16 1594 15 7766 140 16032 281
TESTE #2 172 0 797 15 1641 47 8250 140 16282 281
TESTE #3 156 0 1031 16 1609 32 7828 125 16094 265
TESTE #4 156 0 766 16 1593 32 7875 125 16203 282
TESTE #5 156 0 781 16 1609 31 8000 141 16938 265
TESTE #6 156 0 782 15 1610 31 7953 125 16297 266
TESTE #7 156 0 781 0 1609 32 8000 125 16203 265
TESTE #8 157 0 797 0 1843 16 8000 125 16219 265
TESTE #9 157 0 781 0 1609 31 8282 140 16594 266
TESTE #10 156 0 781 16 1656 31 8125 141 16391 328
MNIMA 156 0 766 0 1593 15 7766 125 16032 265
MXIMA 265 16 1031 16 1843 47 8282 141 16938 328
MDIA 168,7 1,6 812,5 11,0 1637,3 29,8 8007,9 132,7 16325,3 276,4
Podemos observar a mdia de tempo gasto em cada tabela em cada solicitao.
6.4 Instalao do VMware
A instalao do VMware Server no Windows semelhante ao processo de instalao
de qualquer outro aplicativo nesse ambiente, ou seja, o procedimento auxiliado por um
assistente especfico como mostra a Figura 5. Para explicar a instalao, utilizou-se o
VMware Server.
Segue um exemplo de instalao do VMware no Windows para suportar o SO Linux.
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Figura 5 Incio da instalao do VMware.
No momento de criar uma nova mquina virtual, o VMware permite utilizar uma opo
mais rpida e outra customizada. Ser vista em detalhes a opo customizada ilustrada na
Figura 6.
Figura 6 Configurao do VMware.
Inicialmente, deve ser informado o tipo de mquina virtual verso Server ou verso
legada para que seja possvel criar verses compatveis da mquina virtual com verses
mais antigas, mas o recomendado criar uma nova mquina virtual na verso Server, pois
essa verso inclui uma srie de melhorias para aumento do desempenho do sistema
convidado.
O VMware suporta vrios sistemas operacionais como convidado (vrias distribuies
Linux, Unix e diversas verses do Windows). O processo de criao de uma mquina virtual
simples; o maior tempo gasto ser para instalar um sistema operacional convidado. Cada
sistema operacional possui as suas prprias caractersticas internas para gerenciamento dememria, processos e operaes de E/S. Assim, o VMware solicita que seja indicado qual o
sistema operacional, incluindo a verso a ser instalada. Isso necessrio para que o
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VMware fornea o melhor suporte ao sistema convidado, principalmente no que diz respeito
criao da CPU e da memria virtual para o sistema como na Figura7.
Figura 7 Escolha do sistema operacional convidado.
Dever tambm ser informado um nome para a mquina virtual, tal como ilustra a
Figura 8. O nome deve ser escolhido de forma a facilitar a identificao do sistema
convidado.
Figura 8 Definio do nome da mquina virtual.
A definio do tamanho da memria a ser utilizada pelo sistema convidado depende
basicamente de dois fatores:
Quantidade de memria disponvel no sistema anfitrio;
Quantidade de memria requerida para o sistema convidado.
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O VMware sugere uma configurao de memria baseada na escolha do sistema
operacional convidado e na quantidade de memria disponvel. O recomendvel nunca
deixar menos de 30% da memria para o sistema anfitrio, por exemplo, o equipamento
possui 1GB de memria fsica disponvel, o mximo a ser alocado para o sistema convidado de 766MB ou seja, 70% da memria disponvel.
No momento em que a mquina virtual executada com o sistema convidado, o
VMware reserva essa memria para o sistema em execuo. Na prtica o VMware ir
ocupar em mdia 35MB para seu prprio uso, acrescidos da memria do sistema convidado.
Pode se ter vrias maquinas virtuais em execuo simultaneamente, mas o consumo total
da memria no pode ultrapassar os 70% recomendados. O prprio VMware pode ser
configurado para gerenciar o uso total, sacrificando o desempenho das mquinas virtuais
para garantir a integridade do sistema anfitrio.
Atualmente, todos os sistemas operacionais Linux operam normalmente com 160MB
de memria, utilizando esse valor como padro. Figura 9.
Figura 9 Configurao da memria disponvel.
Durante a instalao do VMware, cria-se um dispositivo de rede virtual no sistema.
Esse dispositivo ser responsvel pelo acesso rede por parte do sistema convidado. O
sistema convidado pode acessar diretamente o dispositivo de rede do sistema anfitrio. O
dispositivo virtual ir prover o acesso de endereos IPs (Internet Protocol) dinmicos para os
sistemas convidados, parecido a um servidor DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol),e qualquer acesso rede externa ir passar por esse dispositivo. Esse mtodo o mais
indicado, principalmente por aspectos de segurana.
O VMware solicita que seja informado como o disco virtual deve ser criado. O
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recomendado utilizar o padro SCSI (Small Computer System Interface) por ser mais
rpido (selecionado nos prximos passos da instalao e mostrado na figura). Nesse
momento, deve ser selecionado o tipo de suporte SCSI, cujo padro LSI (Large Scale
Integration) Logic Figura 10.
Existe a opo que permite o VMware acessar diretamente um sistema operacional j
instalado no equipamento, por exemplo: o equipamento possui o Linux em uma partio e o
Windows em outra, e o acesso a esses sistemas ocorre pelo uso de um gerenciador de boot
(dual boot), que indica qual sistema ser ativado no momento. Embora essa opo seja
indicada para usurios mais experiente, pode ser utilizada por qualquer usurio, devendo
somente ficar atento ao fato de que todos os processo de alterao no sistema sero
perdidos ao trmino da execuo da mquina virtual. Por exemplo: o usurio acessou o
sistema Linux a partir da execuo do VMware no Windows e a internet a partir do Linux,
para realizar o downloadde msicas MP3 sero perdidos, pois o VMware reverte o sistema
ao seu formato original.
Figura 10 Escolha do adaptador de E/S
Outro detalhe importante que dificulta a adoo dessa forma de utilizao o prprio
fabricante no oferece suporte para problemas que possam ocorrer nos sistemas instalados.
O principal problema dessa soluo o compartilhamento do hardware e do software,
inclusive, em alguns casos de utilizao, o sistema operacional pode ser corrompido. Para
continuar a instalao padro, selecione a opo para a criao de um novo disco, Como
mostra a Figura 11.
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Figura 11 Criao de um novo disco.
Conforme informado anteriormente, o tipo do disco rgido sugerido o SCSI Figura 12,
por ter melhor desempenho.
Figura 12 Escolha do adaptador.
O tamanho do disco virtual a ser criado depende diretamente do sistema convidadoque ser utilizado e da sua funo. Para sistemas Linux com ambiente grfico, aplicativos
Office e navegao na internet, algo em torno de 4GB suficiente para a instalao e ainda
ter espao para arquivos de usurio. Como o disco virtual ser criado na forma de um
arquivo de usurio no sistema anfitrio, tem-se a opo de:
1) Alocar totalmente o espao em disco no momento da instalao;
2) Permitir que o VMware gerencie o tamanho do arquivo.
Na primeira opo, ser criado um arquivo com o tamanho mximo do disco virtual(4GB, por exemplo); na segunda, o arquivo ir crescendo de acordo com a demanda (se a
Instalao do convidado estiver utilizando somente 2GB, o arquivo ter o mesmo tamanho),
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como indica a Figura 13. Esta opo impacta diretamente no desempenho do sistema
convidado em processos de acesso a disco, pois no segundo caso, o arquivo da mquina
virtual pode sofrer fragmentao ou ter problemas para ser aumentado (falta de espao em
disco no sistema anfitrio). Em compensao, tem-se um maior aproveitamento do espaoem disco no sistema anfitrio.
Figura 13 Tamanho do disco virtual.
Como explicado anteriormente, o VMware ir criar um arquivo de usurio para conter o
sistema convidado, e portanto, ele solicita que seja informado o nome desse arquivo
tambm. Recomenda-se utilizar um nome que lembre a sua utilidade (similar ao nome da
maquina virtual), para facilitar o processo de migrao de maquinas e cpias de segurana,
como ilustra a Figura 14.
Figura 14 Nome do Arquivo que conter a mquina virtual.
Aps a criao da maquina virtual, as opes de criao podem ser ajustadas
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novamente. Deve-se indicar quais dispositivos estaro disponveis para o sistema
convidado, tais como disquetes e CD-ROM. O VMware ir acusar erro no momento da
execuo da mquina virtual caso seja informado a existncia de uma unidade de disquete
e este no existir fisicamente no equipamento.
Ao iniciar a mquina virtual, o VMware ir realizar todo o procedimento de boot de uma
maquina real. No processo de boot, ser verificado o disquete (se estiver disponvel), e,
depois, o disco virtual.
Portanto, para realizar a instalao de um novo sistema operacional, basta colocar o
CD-ROM do sistema e seguir os procedimentos da instalao.
Aps o termino da instalao e configurao do sistema operacional convidado, este
pode ser utilizado normalmente.
Ao iniciar a maquina virtual, o VMware ir realizar todo o procedimento de bootde uma
mquina real Figura 15.
Figura 15 Incio do boot da mquina virtual.
6.5 Testes em sistema operacional com virtualizao
Os mesmos procedimentos e testes foram feitos s que agora no sistema operacional
virtualizado. Como podemos observar na Tabela 2, o SO com virtualizao tem um gasto de
tempo um pouco maior na realizao das operaes em relao ao sistema operacional
sem virtualizao.
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Tabela 2 Testes sistema operacional com virtualizao
6.6 Anlise dos resultados
Analisando os resultados obtidos com os testes, podemos observar que, o
desempenho do sistema operacional com virtualizao teve significativa perda de
performance em relao ao sistema operacional no virtualizado.
Para fazer essa comparao foi tomado o valor mdio do sistema com virtualizao
menos o valor do sistema sem virtualizao dividido pelo valor do sistema operacional sem
virtalizao e foi obtido valor em % Tabela 3.
Tabela 3 Comparativo da mdia de tempo das tabelas 1 e 2
Comparando os resultados obtidos, podemos observar que o sistema com
virtualizao, como j esperado toma tempo significativamente maior para fazer o
processamento das informaes.
SISTEMA OPERACIONAL COM VIRTUALIZAOINSERE
1000
REMOVE
1000
INSERE
5000
REMOVE
5000
INSERE
10000
REMOVE
10000
INSERE
50000
REMOVE
50000
INSERE
100000
REMOVE
100000TESTE #1 1000 46 2594 31 4782 31 22141 140 44422 313
TESTE #2 437 0 2234 16 4703 31 22579 140 44016 312
TESTE #3 422 16 2219 15 4453 32 21671 157 44140 422
TESTE #4 438 0 2234 16 4328 15 21954 156 44469 390
TESTE #5 422 16 2172 15 4406 32 23234 156 44594 547
TESTE #6 437 0 2235 0 4359 47 22000 156 44485 297
TESTE #7 515 16 2156 16 4406 16 22078 140 44500 532
TESTE #8 421 16 2188 15 4422 31 21953 157 45953 312
TESTE #9 438 0 2187 16 4281 31 22110 125 46203 1016
TESTE #10 421 0 2282 15 4422 31 22032 140 44282 593
MNIMA 421 0 2156 0 4281 15 21671 125 44016 297
MXIMA 1000 46 2594 31 4782 47 23234 157 46203 1016MDIA 495,1 11,0 2250,1 15,5 4456,2 29,7 22175,2 146,7 44706,4 473,4
COMVIRTUALIZAO MDIA 168,7 1,6 812,5 11 1637,3 29,8 8007,9 132,7 16325,3 276,4SEMVIRTUALIZAO MDIA 495,1 11,0 2250,1 15,5 4456,2 29,7 22175,2 146,7 44706,4 473,4
COMP 193% 588% 177% 41% 172% 0% 177% 11% 174% 71%
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7. CONCLUSO
A concluso obtida com os testes que virtualizao de sistemas uma soluo
vivel para as empresas. Como visto nos testes realizados, o sistema operacional com
virtualizao tem uma perda de desempenho considervel em relao ao sistema
operacional sem virtualizao.
Alm dos benefcios que virtualizao e uma soluo para as empresas que desejam
ter economias desde economia com energia at economia com pessoas para suporte
conforme visto nos estudo feitos.
Alm desses benefcios podemos citar tambm a economia com equipamentos uma
vez que uma maquina virtualizada os equipamentos so consolidados fazendo com que
centralize o trabalho dos gerentes de tecnologia e tornando a administrao mais rpida esimplificada.
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8. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
GARLOFF, M. Virtualizao. LINUX Magazine, So Paulo, n. 24, p 38-55, out. 2006.
HSQLDB. O novo HSQLDB. Disponvel via URL em: www.hsqldb.org Acesso em novembro
2007.
JANDL, P. JR. Introduo ao Java. Ed. So Paulo: Berkeley, 2002.
LAUREANO, M. Maquinas Virtuais e Emuladores: Conceitos, Tcnicas e aplicaes. 1 ed.
So Paulo: Novatec, 2006.
LOPES, A.; LAZARINO, O. VMWARE Inside in INFO, So Paulo, n. 248, p. 126-127, nov.
2006.
MEIER, W.; KOCKLER, T. Virtualizao no LINUX. Disponvel via URL em:
http://www.linuxmagazine.com.br/issue/24/LM24_34-37.pdf Acesso em 08 de dez. de 2006.
MICROSOFT VIRTUAL PC. Product Information. Disponvel via URL em:
http://www.microsoft.com/windows/virtualpc/default.mspx Acesso em novembro de 2007.
TANENBAUM, A. S.; WOODHULL, A. S. Sistemas Operacionais Projeto e Implantao
2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2000.
TORRES, G.; LIMA, C. Como Funciona a Tecnologia de Virtualizao da Intel.
Disponvel via URL em: http://www.clubedohardware.com.br/artigos/1144 Acesso em 11 de
dez. de 2006.
VMWARE. Virtualization Software. Disponvel via URL em:www.vmware.com/br/Acesso
em novembro de 2007.
XENSOURCE. Open SourceVirtualization. Disponvel via URL em: www.xensource.comAcesso em novembro de 2007.
http://www.hsqldb.org/http://www.xensource.com/http://www.hsqldb.org/http://www.xensource.com/8/3/2019 0402089
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9. ASSINATURAS
________________________________
Rosana Manara
Orientando
________________________________
Prof. Ms. Peter Jandl Jr.
Orientador
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Apndice I
Teste Insero
import java.sql.*;
public class TesteInsercao {
public static void main(String args[]) throws Exception {
// Carregamento do driver
Class.forName("org.hsqldb.jdbcDriver");
// Conexo com BD
Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:hsqldb:hsql://localhost/ro","sa","");int tamanhos[] = {1000, 5000, 10000, 50000, 100000};
int testes =Integer.parseInt(args[0]);
for(int t=1; t
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System.out.print(";'" + fim + "'");
System.out.print(";'" + (fim - inicio) + "'");
stmt.close();
}System.out.println();
}
// Fecha Statement e Connection
con.close();
}
}
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Apndice II
Teste Remoo
import java.sql.*;
public class TesteRemocao {
public static void main(String args[]) throws Exception {
// Carregamento do driver
Class.forName("org.hsqldb.jdbcDriver");
// Conexo com BD
Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:hsqldb:hsql://localhost/ro","sa","");// Cria Statement
Statement stmt = con.createStatement();
System.out.println("INICIO TESTE");
long inicio = System.currentTimeMillis();
stmt.execute("delete from tabela");
long fim = System.currentTimeMillis();
// Fecha Statement e Connection
stmt.close();con.close();
System.out.println("Inicio: " + inicio);
System.out.println("Fim : " + fim);
System.out.println("Delta : " + (fim - inicio));
System.out.println("FIM TESTE");
}
}