MAQUINAS VIRTUAIS

INTRODUÇÃO
1. PRIMEIRAS MVs DÉCADA DE 50 E 60, EM MAINFRAMES IBM
2. VISÃO TRADICIONAL
  1. SIST. COMP = APP+SO+HW
  2. PLATAFORMA DISTINTAS E INCOMPATÍVEIS
  3. SOLUÇÃO
    1. MAQUINAS VIRTUAIS
DEFINIÇÃO
1. VIRTUALIZAÇÃO
  1. simular partes do hardware do computador de forma que um SO convidado possa ser executado integralmente
2. MV
  1. DUPLICATA EFICIENTE E ISOLADA DE UMA MAQUIA REAL
  2. ABSTRAÇÃO DE SOFTWARE PERMITE SIMULAR UMA MAQUINA FÍSICA
TECNICAS
1. VIRTUALIZAÇÃO
  1. USO DO HW PARA EXECUTAR A MV
  2. A MV E A REAL DEVEM SER A MESMA ARQUITETURA
  3. É A MAIS EFICIENTE
  4. FORMAS
    1. FORMAS
      1. DO HW
        apresenta para o SO convidado uma abstração de hardware (VMware em x86)
      2. DO SW
        apresenta para as aplicações convidadas uma abstração do SO (UserMode Linux)
      3. DE LP
        apresenta uma MV fictícia, com finalidade específica, para as aplicações (Java)
      4. 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
      5. 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
      6. 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
2. EMULAÇÃO
  1. EXECUTA TODAS AS OPERAÇÕES POR SW
  2. INDEPENDE DA ARQUITETURA
  3. MAIS LENTO
  4. TIPOS
    1. CLASSIFICAÇÃO ANTIGA
      1. FIRMWARE
      2. SW
      3. COMBINAÇÃO
    2. CLASSIFICAÇÃO MODERNA
      1. TOTALMENTE BASEADA EM HW (IA64)
      2. PARCIALMENTE BASEADA EM HW (MAINFRAMES)
      3. PARCIALMENTE BASEADA EM SW (emuladores na plataforma Macintosh)
      4. TOTALMENTE BASEADA EM SW (emuladores na plataforma Macintosh)
    3. QUANTO A NATUREZA
      1. do processador, do SO, de uma plataforma de hw específica ou de consoles de videogames
    4. TIPO 1
    5. TIPO 2
    6. ABORDAGENS HÍBRIDAS
      1. em sistemas do tipo I, permitir que o convidado acesse o hw (GM do Xen)
      2. 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)
CONSIDERAÇÕES
1. a funcionalidade e o nível de abstração de uma MV encontram-se numa posição intermediária entre a máquina real e os emuladores
2. Também é comum dizer que MV é o ambiente criado por um VMM (Virtual Machine Monitor)
3. VMMs também são definidos como sistemas operacionais de sistemas operacionais
VANTAGENS
1. execução de um SO e suas aplicações sobre outro SO (execução de aplicações legadas)
2. execução de múltiplos SOs sobre a mesma plataforma
3. desenvolvimento de aplicações para várias plataformas
4. auxiliar no ensino de SOs
5. desenvolvimento, aperfeiçoamento e teste de novos SOs
6. simulação de novas configurações (teste de comportamento)
7. Simulação de alterações, falhas e reconfigura- ções em um sistema (melhoria de confiabilidade)
8. diminuição de custos de hw
9. economizar energia
10. facilitar o gerenciamento, a migração e a replicação de computadores, aplicações ou SOs
11. facilitar o gerenciamento, a migração e a replicação de computadores, aplicações ou SOs
DESVANTAGENS
1. desempenho mais lento se comparado à máquina real
2. alguns processadores não permitem a virtualização de forma natural
3. grande diversidade de equipamentos
APLICAÇÕES
1. APLICAÇÕES
  1. ensino
  2. consolidação de servidores
  3. plano de contingência
  4. computação em nuvem
  5. serviços de hospedagem web

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