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Prof. José Maurício S. Pinheiro – UniFOA – 2009-2

Virtualização de SistemasVirtualização de Sistemas

Virtualização pode ser definida como

“técnica que combina ou divide recursos computacionais para prover

Conceitos

recursos computacionais para prover um ou mais ambientes operacionais de

execução”.

Os ambientes criados através dessatécnica são chamados máquinas virtuais.

� Simulação: quando utilizado em TI significa imitar umprocesso ou uma operação do mundo real;

� Emulação: mais uma vez este termo quando aplicado emTI significa reproduzir as funções de um determinado

Conceitos

TI significa reproduzir as funções de um determinadoambiente. Um exemplo fácil de assimilar são osemuladores de fliperama ou videogames antigos;

� Virtualização: abstrair as características físicas de umamaquina.

Outra Definição:

“Técnica para mascarar as características físicas dos recursos do

Conceitos

características físicas dos recursos do computador de forma que outros sistemas, aplicações ou usuários finais possam interagir com tais

recursos ”.

Virtualização é um recurso de softwareque permite a execução de forma virtualde um ou mais sistemas operacionaisem apenas uma máquina física, que por

Conceitos

em apenas uma máquina física, que porsua vez já possui um sistemaoperacional nativo instalado.

Conceitos

Uma máquina real é um conjunto decomponentes físicos que fornecemoperações para os níveis de abstraçãodos Sistemas Operacionais.

Máquina Real e Máquinas Virtuais

dos Sistemas Operacionais.

Uma máquina virtual é a imitação, porsoftware, de uma máquina real.

Máquina Real e Máquinas Virtuais

As imitações virtuais podem ser criadas no

nível de nível de aplicação ou no

nível de sistema

operacional.

Máquina Real e Máquinas Virtuais

A virtualização faz com que todosos recursos da máquina sejamcompartilhados entre os usuáriossem que eles saibam disso.sem que eles saibam disso.

Camada de Virtualização

A camada de virtualização ouhypervisor encontra-se residente acimado hardware físico e abaixo dasmáquinas virtuais e é o responsável pormáquinas virtuais e é o responsável porfornecer recursos da máquina físicapara as máquinas virtuais.

Camada de Virtualização

O hypervisor, também conhecido comoVirtual Machine Monitor VMM Tipo I, éuma plataforma de virtualizaçãobaseado em software que permite abaseado em software que permite aexecução de múltiplos sistemasoperacionais em um computador host.

Camada de Virtualização

Cada sistema operacional possui seuspróprios recursos, contudo, o VMM équem controla os processos e recursosdo host, alocando o necessário para cadado host, alocando o necessário para cadasistema operacional (virtual) que rodasobre ele fazendo cada um trabalhar deforma independente um do outro.

VMM – Virtual Machine Monitor

O VMM é responsável por monitorar eforçar as políticas sobre máquinasvirtuais para as quais este é responsável.A principal função da VMM é manter umA principal função da VMM é manter umhistórico de tudo o que acontece dentrode uma máquina virtual e, se necessário,prover recursos, redirecionar ou negaracesso a recursos para essas máquinas.

VMM – Virtual Machine Monitor

O VMM é responsável por monitorar eforçar as políticas sobre máquinasvirtuais para as quais este é responsável.A principal função da VMM é manter umA principal função da VMM é manter umhistórico de tudo o que acontece dentrode uma máquina virtual e, se necessário,prover recursos, redirecionar ou negaracesso a recursos para essas máquinas.

Classificações

Na arquitetura x86, os sistemas operacionaisforam escritos para rodar diretamente sobre ohardware, assumindo completo controle dohardware do computador para si .hardware do computador para si .

Nessa arquitetura são oferecidos 4 níveis deprivilégios de acesso para operações de sistemase acesso das aplicações ao hardware.

Classificações

• Os níveis são conhecidos como Ring 0, 1, 2 e 3.

• Aplicações de usuários (user level) rodamtipicamente em Ring 3.tipicamente em Ring 3.

• O sistema operacional por sua vez precisa teracesso direto à memória e ao hardware e necessitaexecutar as instruções em nível privilegiado, nível 0.

Classificações

A arquitetura x86 requer que a camada de

virtualização esteja presente nos níveis mais privilegiados de execução privilegiados de execução e o sistema operacional espera estar em Ring 0

para criar e gerenciar os recursos oferecidos às

máquinas virtuais.

Classificações

Quanto à Arquitetura:

�Tipo I�Tipo I

�Tipo II

�Híbrida

Classificações

VMM Tipo I ou nativo, bare-metal

Sistema de software que roda diretamentesobre o hardware do host controlando-o emonitorando as máquinas virtuais, sem amonitorando as máquinas virtuais, sem anecessidade de um sistema operacionalhosteando.

Ex. virtualização presente no mainframe,VMware ESX, Citrix XenServer e Hyper-V daMicrosoft.

Classificações

Arquitetura Tipo I - o Monitor de MáquinaVirtual é implementado diretamente sobre ohardware hospedeiro

Classificações

VMM Tipo II ou hosted

Roda no todo do sistema operacional hostcomo aplicações. Monitoram as máquinasvirtuais e redirecionam as requisições para osvirtuais e redirecionam as requisições para osrecursos apropriados usando API’s do ambientehost, aumentando o processamento.

Ex. JavaVM e ambientes .Net.

Classificações

Arquitetura Tipo II - implementação do Monitorde Máquina Virtual sobre o sistema operacionalinstalado no hardware anfitrião e opera comoum processo desse sistema operacional.

Classificações

Arquitetura Híbrida

Essa camada é provida pelo sistemaoperacional hospedeiro que o faz roteamentodos acessos feitos aos recursos de hardware.dos acessos feitos aos recursos de hardware.Contudo, essas aplicações rodam em nível 0,bem próximas do kernel destes sistemasoperacionais.

Ex. Virtual PC, VMware Server, VirtualBox

Classificações

Arquitetura Híbrida - Podem ser agregadascaracterísticas da arquitetura tipo I à arquiteturatipo II ou o contrário.

Classificações

Quanto à Técnica:

�Completa�Completa

�Paravirtualização

�Recompilação Dinâmica

Classificações

Completa: o hardware hospedeiro é abstraídoe todas as características de um equipamentovirtual são emulados (todas as instruçõesvirtual são emulados (todas as instruçõessolicitadas pelo sistema convidado sãointerpretados no Monitor de Máquina Virtual).

Classificações

Virtualização Completa

Classificações

Paravirtualização: a máquina virtual não éidêntica ao equipamento físico original, paraque o sistema hospedado possa enviar asque o sistema hospedado possa enviar asinstruções mais simples diretamente para ohardware, restando apenas as instruções denível mais alto para serem interpretadas peloMonitor de Máquina Virtual.

Classificações

Paravirtualização

Classificações

Recompilação Dinâmica: as instruções sãotraduzidas durante a execução do programa.

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Prof. José Maurício S. Pinheiro

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