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Tópicos I – Prof. Eduardo Zagari

Virtualização

André Bernardes RA: 01000000

César Kallas RA: 02099224

Eduardo Stuchi RA: 01003144

Rafael Curi RA: 02135473

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2Virtualização

• Introdução

• Funcionamento

• Benefícios

• Estudo de Caso

• Demonstração

• Conclusão

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3Virtualização - Introdução

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

• Introduzido nos anos 60 em Mainframes

• Em 1980 os microcomputadores e PC’s ganharam em eficiência

• Depois de 1990, a virtualização volta a ser estudada

• Virtualização hoje, está em primeiro plano

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4Virtualização - Introdução

• Virtualização é uma camada entre o hardware e o sistema operacional

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

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5Virtualização - Introdução

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

Máquinas virtuais e emuladores – Marco Aurélio Laureano

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6Virtualização - Introdução

• A IBM define uma máquina virtual como uma cópia totalmente protegida e isolada de um sistema físico

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

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7Virtualização - Introdução

• Permitir que mais de um Sistemas Operacional funcione em um mesmo hardware, em um mesmo instante

• Cada máquina virtual funciona isoladamente do sistema operacional hospedeiro e de outras máquinas virtuais.

• Cada máquina virtual possui o seu próprio hardware virtual (como RAM, CPU, Placa de Rede, etc)

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

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8Virtualização - Introdução

• As máquinas virtuais são instaladas dentro de um arquivo

• Podem ser facilmente alocadas entre computadores

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

http://www.idealintegrations.net/ii-en/ii-en_august_clip_image001.jpg

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9Virtualização - Introdução

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

Modelo de multitarefa

Modelo de virtualização

http://www.clubedohardware.com.br/imageview.php?image=12887

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10Virtualização - Funcionamento

• Novos processadores da Intel já vem com instruções para virtualização, exemplo:

• VMXONVMLAUNCHVMXOFF

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

Intel Virtualization Technology http://images.anandtech.com/reviews/tradeshows/IDF/2005/Spring/Day1/Wrapup/VT.jpg

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11Introdução – Funcionamento

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2005/0305/hot02.jpg

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12Virtualização - Funcionamento

• Tipos de virtualização

1. Emulador - é o oposto da máquina real

• Implementa todas as instruções realizadas pela máquina real em um ambiente abstrato de software

• “Engana”, fazendo com que todas as operações da máquina real sejam implementadas em um software

• Interpreta um código desenvolvido para outra plataforma.

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13Virtualização - Funcionamento

Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

• Tipos de virtualização

2. VMM – Virtual Machine Monitor

• Conhecida como Hypervisor

• Fornece uma interface (através da multiplexação do hardware) que é idêntica ao hardware subjacente e controla uma ou mais máquinas virtuais

• Pode ser implementado entre o hardware e o SO hospedeiro ou como um processo do SO hospedeiro

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14Virtualização - Funcionamento• Técnicas de virtualização

1. Virtualização total

• Uma estrutura completa de hardware é virtualizada

• Sistema convidado não precisa sofrer qualquer tipo de alteração

• Grande compatibilidade

• Perda de velocidade.Introdução | Funcionamento | Benefícios | Estudo de Caso | Demostração | Conclusão

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• Técnicas de virtualização

2. Paravirtualização

• O sistema que vai ser virtualizado sofre modificações para que a interação com o monitor de máquinas virtuais seja mais eficiente

• Perde compatibilidade

• Ganha velocidade

Virtualização - Funcionamento

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• Técnicas de virtualização

3. Re-compilação dinâmica

• Transforma o executável em outro executável, compatível com a nova plataforma, através de descompilação, desmontagem e montagem e compilação

• Baixo desempenho

Virtualização - Funcionamento

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17Virtualização - Benefícios

• Particionamento:

• Múltiplas aplicações e sistemas operacionais podem ser executados em um único sistema físico.

• Servidores podem ser consolidados em máquinas virtuais, escalando arquiteturas.

• Recursos computacionais são tratados em uma política uniforme para que sejam alocadas máquinas virtuais de maneira controlada.

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http://www.heise.de/bilder/50739/0/0

Virtualização - Benefícios

• Particionamento:

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19Virtualização - Benefícios

• Isolamento:

• Máquinas virtuais são completamente isoladas da máquina hospedeira e de outras máquinas virtuais. Se uma máquina virtual tem problemas, todas as outras não são afetadas.

• Dados não vazam entre máquinas virtuais e aplicativos podem somente se comunicar em conexões de rede configuradas.

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20Virtualização - Benefícios

• Encapsulamento:

• Um completo ambiente de máquina virtual é salvo em um simples arquivo, fácil de fazer backup, de ser movido e copiado.

• Padronização de hardware virtualizado é fornecida para a aplicação, garantindo compatibilidade.

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21Virtualização – Estudo de Caso

• Vmware

• O Vmware oferece basicamente 3 tipos de sistemas de máquinas virtuais: Workstation, GSX Server e ESX Server

• Permite instalar praticamente qualquer sistema operacional para a plataforma x86

• Dispositivos como o CD-ROM e drive de disquetes podem ser compartilhados entre as máquinas virtuais e o sistema host

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22Virtualização - Funcionamento• Processadores Intel possuem modos de operação:

Modo Real (16 bits, até 1Mb de memória) e o Modo protegido (32 bits, 4 Gb de memória)

• No Modo Protegido, existem 4 níveis de privilégios, 0 até 3.

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23Virtualização – Estudo de Caso

• Vmware

• Quando o Workstation é instalado, ele cria três componentes, o VMX driver, o Monitor de máquina Virtuais (VMM) e o VMware application (Vmapp).

• VMX driver e o VMM operam no anel 0.

• O VMapp opera no anel 3 e enxerga o sistema operacional como qualquer outro software.

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24Virtualização – Estudo de Caso

• Vmware• VMdriver, Vmapp, VMM

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Vmware Workstation – Architecture - http://www.vmware.com

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25Virtualização – Estudo de Caso

• Hardware no VMWare• Suporte aos dispositivos mais comuns

Vmware Workstation – Architecture - http://www.vmware.com

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26Virtualização – Estudo de Caso

Vmware Workstation – Architecture - http://www.vmware.com

• Vmware Workstation – Dois mundos

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27Virtualização – Estudo de Caso• Vmware ESX – não precisa de SO pré-instalado

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28Virtualização – Estudo de Caso

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29Virtualização – Estudo de Caso

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• Vmware• Cada máquina virtual trabalha como um PC completo, com

direito até a BIOS e configuração do Setup

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30Virtualização – Estudo de Caso• Cada máquina virtual possui uma área reservada de memória.

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31Virtualização – Estudo de Caso

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32Virtualização – Estudo de Caso

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33Virtualização – Estudo de Caso

• VMware – pontos fortes

• Fácil instalação e configuração• Documentação• Funciona em Linux e Windows• Aceita vários SO (Linux, Windows ,

Dos, Mac OS)

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34Virtualização – Estudo de Caso

• VMware – pontos fracos

• Não utiliza os mesmos drivers dos dispositivos

• Baixo desempenho gráfico• Custo elevado

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35Virtualização - Demostração

• Será feita uma demonstração de um computador rodando como 3 máquinas virtuais.

• Serão utilizados os seguintes sistemas operacionais:– Linux– Windows 98– Dos

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• Variedade de implementações – QEMU (software livre)

• Windows, Linux, OS X, FreeBSD • dynarec (re-compilação dinâmica)

– Virtual Server (Microsoft)• Windows 2003, XP• Windows NT, 2000, 2003, UNIX, Linux • Virtualização total• Próxima a Real

– XEN • NetBSD, Linux • Linux, NetBSD, FreeBSD, OpenBSD• Paravirtualização• Similar a Real

Virtualização – Conclusão

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37Virtualização - Conclusão

• Virtualização é uma quebra de paradigma • Cada Virtual Machine (VM) roda em sua

própria partição • Partições separadas isolam falhas ou

ataques de software • Pode aumentar a utilização de hardware• Muda a idéia de população e

gerenciamento de data centers• Pode ser utilizados diferentes sistemas

operacionais “simultâneamente” em um único hardware

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38Virtualização - Bibliografia

• http://www.via-rs.net/profissionais/castro/win95/cap01.htm

• http://www.extremetech.com/article2/0,1697,10403,00.asp

• http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_virtual_machines

• http://www.pcmag.com.br/index.php?option=com_content&task=view&id=136&Itemid=32

• Vmware - http://www.vmware.com

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39Virtualização - Perguntas

•Perguntas ?