Universidade Federal do Rio de Janeiro
Engenharia de Eletrônica e Computação
Jorge Eduardo Portal Chaves dos Reis
• O que é
• Tipos de Virtualização
Virtualização • Vantagens
o que é?
Conceitos
XEN
Perguntas
•
•
•
•
Níveis de Proteção
Guest/Host OS
Hypervisor
Paravirtualização / Virtualização Total
• O que é
• Modelo
• Funcionamento
O que é?
 Separação lógica dentro de um rercurso físico
Criação de multiplos ambientes computacionais em um único ponto
Ocultamento do hardware físico subadjacente
Tipos de Virtualização
Virtualização de aplicações
Java, .NET
Virtualização Desktop
Visão remota do desktop
VNC
Virtualização de Plataforma
Criação de máquinas virtuais dentro de outro sistema operacional
KVM, XEN, VMWare
Razões para popularidade da Virtualização:
 O poder e performace dos processadores
 Virtualização a nível de hardware
 Ampla variedade de produtos
Isolamento de Aplicações
Hardware
Hardware
Sharepoint
Sharepoint + SO
Sql Server
SQL Server + SO
MySql
Apache/IIS + SO
IIS E Apache
DNS + SO
DNS
MYSQL + SO
Sistema Operacional
Hypervisor
Algumas Vantagens da Virtualização
Melhor Aproveitamento
Hardware
Espaço
Redução dos Custo de Hardware
Computação Verde
Simplifica o Sistema de administração
Algumas Vantagens da Virtualização
Portabilidade entre sistemas físicos
Simplifica a instalação e implantação de sistemas
Capacidade de backup regurlarmente
Restauração rápidas de dados em caso de falha
Isolamento de Aplicações
Confiabilidade
Eliminação de Conflitos
Alguns problemas que podem ocorrer:
Congestionamento dos dispositivos de rede
Impacto maior na falha de um sistema físico
Problemas de performace
Níveis de Proteção
Motivação:
Segurança
Compatibilidade
Modos mais conhecidos:
Modo Real
Modo Protegido
Níveis de Proteção
Modo protegido
Níveis de proteção denominados Rings
Processadores x86 - 4 Rings
Ring 0 (Modo Supervisor) maior privilégio
Ring 3 (Modo Usuário) menor privilégio
Guest OS & Host OS
Máquina Virtual com Guest OS
Máquina Virtual com Guest OS
Aplicação para Virtualização
Host OS
Hardware
Hypervisor
Motivações:
Controle de instruções protegidas solicitadas pela VMs
Controlar recursos de hardware compartilhados
Apps
Apps
Apps
GuestOS
GuestOS
GuestOS
Hypervisor
Hardware
Virtualização Total
Características:
Simulação fiel de uma máquina física
Sistema operacional sem modificações
Acesso a dispositivos emulados
Apps
Apps
GuestOS
GuestOS
Hardware
Emulado
Hardware
Emulado
Hypervisor
Hardware
Virtualização Total
Desvantagens:
Elevados dispositivos a serem suportados
Drivers genéricos
Simulação e execução de instruções pelo Hypervisor
Apps
Apps
GuestOS
GuestOS
Hardware
Emulado
Hardware
Emulado
Hypervisor
Hardware
Paravirtualização
Características:
 GuestOS modificado
Não simula fielmente uma máquina real
Apps
Apps
GuestOS
(modificado)
GuestOS
(modificado)
Hypervisor
Hardware
Paravirtualização
Desvantagens:
 GuestOS modificado
 Restrito apenas para SO de código aberto
Apps
Apps
GuestOS
(modificado)
GuestOS
(modificado)
Hypervisor
Hardware
Virtualização por Hardware
Dificuldade de virtualização no x86
Problemas de proteção
Recursos de virtualização em hardware
Intel VT, codinome Vanderpool
AMD - V, codinome Pacifica
 Virtualização Total acelerada
XEN
Características:
Ferramenta de Virtualização
Ambiente Linux
XenSource Adquirida pela Citrix em 2007
 Modelo Paravirtualizado
 Arquitetura x86
 Suporte a vários Sos com paravirtualização
Linux
FreeBSD
NetWare
XEN
Características:
 Suporte a Virtualização Total
Windows XP
 Domínios
Máquinas Virtuais XEN
•Domínio0 – com privilégios
•DomínioU – sem privilégios
XEN
Domínio0
DomínioU
DomínioU
Apps
Apps
Drivers
Virtuais
Drivers
Virtuais
Software de
Gerenciamento
Linux Modificado
Drivers
Nativos
Interface de
Controle
Gerenciamento
CPU e Memória
X
E
N
Hardware
Domínio0
•Política
•Interface Gráfica
•Drivers
•Gerenciamento
Alto Nível
•Administração e
Configuração
Hypervisor
•Mecanismo
•Gerência CPU e Memória
•Cuida dos Requerimentos
Físicos
DomínioU
•Sem privilégios
XEN
Rings
•Privilégios
Hypervisor ( Ring 0 )
2
1
Kernel ( Ring 1 )
1- Hypercall
•Operações
Privilegiadas
•Chamada Síncrona
•Desempenho
2- Eventos
Aplicativo ( Ring 3)
•Comunicação XEN
para o domínio
•Chamada
Assíncrona
Cite 5 vantagens da virtualização.
Qualquer uma das abaixos
Portabilidade entre sistemas físicos
Simplifica a instalação e implantação de sistemas
Restauração rápidas de dados em caso de falha
Melhor Aproveitamento
Redução dos Custo de Hardware
Computação Verde
Simplifica o Sistema de administração
Isolamento de Aplicações
Qual a principal diferença entre o modelo paravirtualizado
e a virtualização total ?
No modelo paravirtualizado o Kernel do GuestOS é
modificado, no virtualizado totalmente ele não é.
Cite 2 funções do Hypervisor.
•Controla os Recursos de Hardware compartilhados
•Gerenciamento de Memória
•Interrupções de hardware
•Controla Dispositivos I/O
•Exceções da CPU
•Fornecer plataforma de hardware Isolada
•Controla operações protegidas solicitadas pelas Vms
O que são Hypercall? Qual a função?
São chamadas assíncronas que funciona como uma
interrupção, com objetivo de solicitar operações
privilegiadas no hypervisor
O que são Domínios-XEN? Quais são os Tipos que existe?
São máquinas virtuais que rodam no XEN.
•DomínioU – Máquina virtual sem privilégios
•Domínio0 – Máquina virtual privilegiada, com a função
de cuidadar de tarefas de administração e
configuração.