.

1.
Virtualização com
Marcos Paulo Serafim
Outubro de 2007

2.
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.

3.
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

4.
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.

5.
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.

6.
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.

7.
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 arquitetura
totalmente diferente.

8.
Tipos de virtualização
●
Virtualização completa
(Xen, QEMU, Virtual PC, VMware, CP/CMS)
A máquina virtual provê o ambiente necessário para que
um sistema operacional (Guest) não modificado
(e construído para a mesma arquitetura)
possa ser executado.

9.
Tipos de virtualização
●
Paravirtualização
(Xen, VMware, KVM)
A máquina virtual ao invés de simular o hardware, provê
uma 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.

10.
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

11.
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

12.
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

13.
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.

14.
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.

15.
Arquitetura do Xen

16.
Recursos do Xen
Suporte à varios dispositivos através do kernel do
sistema operacional do hospedeiro (Linux / NetBSD)

17.
Recursos do Xen
●
Windows (apenas como prova de conceito)
●
NetWare
●
GNU/Hurd/Mach
●
OZONE
●
Minix
●
Plan 9
Vários sistemas operacionais suportados através de
paravirtualização

18.
Recursos do Xen
Suporte à virtualização completa assistida por
hardware (Intel VT ou AMD­V)
●
Minix
●
Plan 9
●
NetWare
●
GNU/Hurd/Mach
●
OZONE
●
e muitos outros ...

19.
Recursos do Xen
Capacidade de pausar, resumir, salvar e
restaurar o estado de uma VM

20.
Recursos do Xen
Migration e Live Migration

21.
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

22.
Ferramentas de gerenciamento
●
xm – Ferramenta que recebe instruções via linha
de comando.
# xm create maquinavirtual
# xm help
Usage: xm <subcommand> [args]
Control, list and manipulate Xen
guest instances

23.
Ferramentas de gerenciamento
●
Virtual Machine Manager – Ferramenta da Red Hat
para gerenciamento gráfico das VMs.

24.
Ferramentas de gerenciamento
●
ConVirt (antigo XenMan)

25.
Ferramentas de gerenciamento
●
Enomalism – Ferramenta de gerenciamento Web

26.
Teste de Performance
Apache Bench
Time taken for tests: 50.917014 seconds
Complete requests: 10000
Requests per second: 196.40 [#/sec](mean)
Time per request: 5.092 [ms](mean)
Transfer rate: 8206.51 [KB/sec]
received
Nativo
Linux 2.6.18 / Debian Etch / Apache 2.2.3

27.
Teste de Performance
Apache Bench
Time taken for tests: 53.614709 seconds
Complete requests: 10000
Requests per second: 186.52 [#/sec](mean)
Time per request: 5.361 [ms](mean)
Transfer rate: 7793.59 [KB/sec]
received
Paravirtualizado
Linux 2.6.18 / Debian Etch / Apache 2.2.3

28.
Teste de Performance
Apache Bench
Time taken for tests: 109.116567 seconds
Complete requests: 10000
Requests per second: 91.65 [#/sec](mean)
Time per request: 10.912 [ms](mean)
Transfer rate: 3829.40 [KB/sec]
received
HVM
Linux 2.6.18 / Debian Etch / Apache 2.2.3

29.
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

30.
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/

31.
Hands­on
Demonstração e Perguntas

32.
Obrigado
Contato:
Marcos Paulo Serafim
mps@mps.eti.br
http://www.mps.eti.br/