Tópicos Especiais em Sistemas de Informação

1. Tópicos Especiais em Sistemas de Informação Virtualização

2. Virtualização - Introdução • Em computação, virtualização é a simulação de uma plataforma de hardware, sistema operacional, dispositivo de armazenamento ou recursos de rede. • A virtualização não é nova, já existe desde os anos 60 e 70 na IBM.

3. Introdução (continuação) • Uma das razões para o surgimento da virtualização é que, anos atrás, na época em que os mainframes dominavam o cenário tecnológico e não havia computadores pessoais, por exemplo, não existia a praticidade de "adquirir, instalar e usar um software"

4. Vantagens • Melhor aproveitamento da infraestruturaexistente; • O parque de máquinas é menor.

5. Vantagens (continuação) • Gerenciamento centralizado: • Implementação mais rápida: • Uso de sistemas legados: • Diversidade de plataformas: • Ambiente de testes: • Segurança e confiabilidade: • Migração e ampliação mais fácil:

6. Como funciona? • Uma solução de virtualização é composta por dois protagonistas: • Hospedeiro (host) • Hospede ou convidado (guest) • Podemos entender o hospedeiro como sendo o sistema operacional que é executado por uma máquina física. O hóspede, por sua vez, é o sistema virtualizado que deve ser executado pelo hospedeiro. A virtualização ocorre quando estes dois elementos existem.

7. Hypervisor • A forma como hospedeiro e hóspedes trabalham varia conforme a solução. Em um método bastante comum há a figura do VMM (Virtual Machine Monitor - Monitor de Máquina Virtual), que também pode ser chamado de hypervisor. • Os hipervisores foram originalmente lançados no início da década de 1970 quando, para reduzir custos, se consolidavam vários computadores destacados a diferentes departamentos da empresa em uma única máquina maior —o mainframe— capaz de servir a múltiplos setores.

8. Tipos de Hypervisor • Hipervisor tipo 1: Também denominado nativo, unhosted o bare metal (sobre o metal nu), é software que se executa diretamente sobre o hardware, para oferecer a funcionalidade descrita. • VMwareESXi, Xen, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V Server • Hipervisor tipo 2: Também denominado hosted, é software que se executa sobre um sistema operativo para oferecer a funcionalidade descrita. • Oracle: VirtualBox, VirtualBox OSE, VMware: Workstation (comercial)

9. Hypervisor

10. Tipos de Virtualização A virtualização por meio de Virtual Monitor Machine é dividia em duas técnicas: virutalização total (full virtualization) e paravirtualização (paravirtualization).

11. Virtualização Total - Tem por objetivo fornecer uma réplica do hardware subjacente. - O Sistema Operacional visitante é executado sem sofrer modificações sobre o VMM. Porém, implica em alguns inconvenientes. • Limitações - Número de dispositivos suportados pelo VMM extremamente elevado. - Uso de drivers genéricos que funcionam bem na maioria dos dispositivos, mas não garantem uso total da capacidade. - Sistema Operacional visitante não “sabe” que está rodando sobre o VMM. - Operações são testadas antes pelo VMM para depois serem executadas pelo hardware. - Queda de desempenho pela disputa de recursos (paginação na memória virtual).

12. Paravirtualização • Surge como solução para o problema observado na virtualização total. • O Sistema Operacional é modificado para chamar o VMM sempre que executar uma instrução que possa alterar o estado do sistema. • VMM não testa mais todas as instruções, proporcionando ganho de desempenho. • Os dispositivos de hardware são acessados por drivers da própria máquina virtual, nãonecessitando mais de drivers genéricos. • Limitações • Risco de algumas solicitações do hóspede não serem atendidas da maneira esperada. • Ex: Quando hypervisor não consegue lidar com determinada instrução privilegiada ou um recurso de hardware não pode ser plenamente acessado por não haver driver.

13. Instruções de virtualização (INTEL e AMD) • Embora a paravirtualização apresentasse um ganho de performance, essa disparidade tem sido superada graças à presença de instruções de virtualização nos processadores Intel e AMD. • Intel utiliza a IVT (Intel Virtualizatiob Technology), codinome Vanderpool; • AMD utiliza AMD-V (AMD-Virtualization), condinome Pacífica; • Embora sirvam para o mesmo porpósito, foram desenvolvidas de maneira independentes, portanto há alguns problemas na portabilidade de máquinas virtuais de uma arquitetura Intel para arquitetura AMD e vice-versa.

14. Outros métodos de virtualização O VMM não é a única técnica de virtualização que existe. Para que possa atender às mais variadas necessidades, vários métodos foram (e são) desenvolvidos. Entre eles, temos: - Process Virtual Machine; - Operating System Virtual Machine; e - Virtualização assistida por hardware.

15. Process Virtual Machine - A máquina virtual funciona como uma aplicação qualquer rodando dentro do sistema operacional. Ex: Linguagem de programação Java, onde ao compilar um programa, um código específico é gerado para ser executado por uma JVM (Java Virtual Machine). - A máquina virtual é tratada como um processo, assim quando sua execução é concluída, o ambiente da máquina virtual deixa de existir.

16. Operating System Machine • Evitar a concorrência de recursos (Gera queda de desempenho) • - A máquina física recebe um sistema operacional, mas há a criação de vários ambientes virtuais sobre este. Cada um destes ambientes acessa determinados recursos, como espaço em disco e quotas de processamento, mas compartilham do mesmo kernel. • - Bastante utilizadas em empresas de hospedagem de sites, onde cada ambiente é oferecido a um cliente como se fosse um sistema exclusivo, quando, na verdade, o servidor está sendo compartilhado com vários outros usuários.

17. Virtualization Desktop Infrastructure https://www.youtube.com/watch?v=Sf_ewo8RQjM

18. Algumas Soluções em Virtualização • VMWare; • Microsoft Virtual PC; • Xen Server; • VirtualBox;

19. Virtualização na Prática • VirtualBox • Como funciona? • Características da VM; • Gerenciamento de Recursos da VM; • Pasta compartilhada; • Utilização de drive de CD/DVD; • Utilização de Dispositivo USB; • Snapshots; • Appliance; • Qual utilidade?

20. Sem Virtualização

21. Com Virtualização

22. Desvantagens da Virtualização • Sobrecarga das Máquinas Virtuais; • Segurança; • Portabilidade; • Contingência; • Desempenho;

23. FIM Obrigado pela atenção!!! Augusto César Bruno do Santos Vinícius Jordão