MAQUINAS VIRTUAIS

MAQUINAS VIRTUAIS

1. INTRODUÇÃO

   • PRIMEIRAS MVs DÉCADA DE 50 E 60, EM MAINFRAMES IBM
   • VISÃO TRADICIONAL
     • SIST. COMP = APP+SO+HW
     • PLATAFORMA DISTINTAS E INCOMPATÍVEIS
     • SOLUÇÃO
       • MAQUINAS VIRTUAIS

2. DEFINIÇÃO

   • VIRTUALIZAÇÃO
     • simular partes do hardware do computador de forma que um SO convidado possa ser executado integralmente
   • MV
     • DUPLICATA EFICIENTE E ISOLADA DE UMA MAQUIA REAL
     • ABSTRAÇÃO DE SOFTWARE PERMITE SIMULAR UMA MAQUINA FÍSICA

3. TECNICAS

   • VIRTUALIZAÇÃO
     • USO DO HW PARA EXECUTAR A MV
     • A MV E A REAL DEVEM SER A MESMA ARQUITETURA
     • É A MAIS EFICIENTE
     • FORMAS
       • FORMAS
         • DO HW
           • apresenta para o SO convidado uma abstração de hardware (VMware em x86)
         • DO SW
           • apresenta para as aplicações convidadas uma abstração do SO (UserMode Linux)
         • DE LP
           • apresenta uma MV fictícia, com finalidade específica, para as aplicações (Java)
         • VIRTUALIZAÇÃO COMPLETA
           • conversão binária e execução direta
           • Sequências não virtualizáveis do núcleo são convertidas para sequências que têm o mesmo efeito na máquina virtual
           • Código no nível de usuário roda direto sobre o hw
           • ● O SO convidado não sabe que está sendo virtualizado
           • Oferece a melhor isolação e segurança
         • PARAVIRTUALIZAÇÃO
           • O SO convidado é modificado para rodar de forma virtual
           • SO convidado se comunica com o hypervisor (VMM)
           • Instruções não virtualizáveis são substituídas por hypercalls
           • O principal objetivo é o ganho de desempenho
         • VIRTUALIZAÇÃO ASSISTIDA POR HW
           • O VMM roda em um nível privilegiado que permite capturar (trap) automaticamente as instruções especiais (sem conversão nem paravirtualização)
             • Exemplos: Intel Virtualization Technology (VT-x) e AMD-V
   • EMULAÇÃO
     • EXECUTA TODAS AS OPERAÇÕES POR SW
     • INDEPENDE DA ARQUITETURA
     • MAIS LENTO
     • TIPOS
       • CLASSIFICAÇÃO ANTIGA
         • FIRMWARE
         • SW
         • COMBINAÇÃO
       • CLASSIFICAÇÃO MODERNA
         • TOTALMENTE BASEADA EM HW (IA64)
         • PARCIALMENTE BASEADA EM HW (MAINFRAMES)
         • PARCIALMENTE BASEADA EM SW (emuladores na plataforma Macintosh)
         • TOTALMENTE BASEADA EM SW (emuladores na plataforma Macintosh)
       • QUANTO A NATUREZA
         • do processador, do SO, de uma plataforma de hw específica ou de consoles de videogames
       • TIPO 1
       • TIPO 2
       • ABORDAGENS HÍBRIDAS
         • em sistemas do tipo I, permitir que o convidado acesse o hw (GM do Xen)
         • em sistemas do tipo II
           • o convidado acesse o anfitrião (SA do VMware)
           • o convidado acesse o hw (acesso a CDROMs no WMware)
           • o monitor acesse o hw (VMware)

4. CONSIDERAÇÕES

   • a funcionalidade e o nível de abstração de uma MV encontram-se numa posição intermediária entre a máquina real e os emuladores
   • Também é comum dizer que MV é o ambiente criado por um VMM (Virtual Machine Monitor)
   • VMMs também são definidos como sistemas operacionais de sistemas operacionais

5. VANTAGENS

   • execução de um SO e suas aplicações sobre outro SO (execução de aplicações legadas)
   • execução de múltiplos SOs sobre a mesma plataforma
   • desenvolvimento de aplicações para várias plataformas
   • auxiliar no ensino de SOs
   • desenvolvimento, aperfeiçoamento e teste de novos SOs
   • simulação de novas configurações (teste de comportamento)
   • Simulação de alterações, falhas e reconfigura- ções em um sistema (melhoria de confiabilidade)
   • diminuição de custos de hw
   • economizar energia
   • facilitar o gerenciamento, a migração e a replicação de computadores, aplicações ou SOs
   • facilitar o gerenciamento, a migração e a replicação de computadores, aplicações ou SOs

6. DESVANTAGENS

   • desempenho mais lento se comparado à máquina real
   • alguns processadores não permitem a virtualização de forma natural
   • grande diversidade de equipamentos

7. APLICAÇÕES

   • APLICAÇÕES
     • ensino
     • consolidação de servidores
     • plano de contingência
     • computação em nuvem
     • serviços de hospedagem web

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