O QUE É VIRTUALIZAÇÃO?

INTRODUÇÃO

Ao contrário de que muitos pensam, virtualização não é um tema novo. Os primeiros casos de sua utilização datam de aproximadamente 4 décadas. As primeiras utilizações incluem o IBM 7044 com o Sistema de Tempo Compartilhado desenvolvido pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology) no IBM 704, utilizando um Monitor de Máquinas Virtuais (Virtual Machine Monitor - VMM), também conhecido como hypervisor, termo criado na década de 70. O Monitor de Máquinas Virtuais (VMM) roda diretamente sobre o hardware, permitindo a execução de múltiplas maquinas virtuais. Cada máquina virtual poderia rodar uma instância de seu próprio sistema operacional.

Um dos grandes responsáveis pelo ressurgimento da virtualização, sem dúvida, foram o aumento do poder computacional e uma maior disseminação dos sistemas distribuídos. A virtualização pode ajudar em ambientes com necessidade de uma enorme diversidade de plataformas de software, sem a necessidade de se aumentar a plataforma de hardware. Desta forma, as aplicações podem ser utilizadas em máquinas virtuais próprias, otimizando - se o uso e aproveitando-se dos recursos computacionais disponíveis. Ainda, nesse sentido é possível manter sistemas legados, sistemas desenvolvidos para uma plataforma de hardware específica e que não houve evolução no desenvolvimento do software, sendo necessário manter o hardware antigo para que a aplicação continue funcionando, em que o hardware possa ser simulado sem a necessidade de se manter o hardware antigo.

Devido à importância deste assunto, nos últimos anos houve investimentos maciços por parte de fabricantes de software e processadores, recursos foram implantados diretamente nos processadores para proverem mecanismos e soluções de melhora de desempenho e suporte a virtualização.

Este trabalho têm como objetivo, fornecer os conceitos necessários para compreender o que é virtualização, suas formas de implementação, compromissos e vantagens para uma infra- estrutura de TI, apresentando conceitos e aspectos de sua utilização e suas implementações.

1. O QUE É VIRTUALIZAÇÃO?

A virtualização pode ser definida como a criação de um ambiente virtual que simula um ambiente real, propiciando a utilização de diversos sistemas e aplicativos sem a necessidade de acesso físico à máquina na qual estão hospedados.

1.1 A História

Christopher Strachey, cientista da computação e pioneiro no design de programação de linguagens, publicou em junho de 1959 na Conferência Internacional de Processamento da Informação realizada em Nova York na UNESCO, o que ele intitulou de “Time Sharing Processing in Large Fast Computers”. Sua publicação tratou do aspecto do uso da multi-programação em tempo compartilhado (time sharing) e estabeleceu um novo conceito de utilização de máquinas de grande porte visando a produtividade dos recursos de hardware.

O uso da multi-programação foi utilizada no super computador Atlas no começo dos anos 60. Este projeto proporcionou o pioneirismo nos conceitos de paginação por demanda (demand paging) e chamadas ao supervisor (supervisor calls), o qual é referenciado como “extracodes”. De acordo com seus designers, as rotinas do Supervisor Extracodes eram formadas principalmente por chamadas dependentes do supervisor. Elas eram ativadas por rotinas de interrupção ou instruções do extracode que ocorriam em um objeto do programa. Ou seja, uma máquina virtual era usada pelo supervisor Atlas e outra era usada para rodar programas de usuários.

Em meados dos anos 60, o centro de pesquisa Watson da IBM possuía o projeto M44/44X, a principal oportunidade de avaliar os conceitos do sistema de time sharing. A arquitetura era baseada em máquinas virtuais, a principal era um IBM 7044 (M44), e cada uma delas possuía uma imagem experimental da principal máquina (44X). O espaço de endereçamento do 44X era residente na hierarquia de memória das máquinas M44, implementada por meio de memória virtual e multi-programação.

Após os primeiros experimentos, a IBM realizou uma série de upgrades em sua arquitetura e gerou vários outros projetos como IBM 7040 e 7094 em conformidade com o Compatible Time Sharing System CTSS desenvolvido pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology).

A IBM continuou a desenvolver sistemas de máquinas virtuais como CP-40 (desenvolvido a partir de uma modificação da versão do IBM 360/40), o CP-67, VM/370 e muitos outros.

Com o passar dos anos a virtualização começou a cair no esquecimento devido a criação de novas aplicações client/servidor e ao declínio da plataforma mainframe que perdeu força frente a ascensão da plataforma x86.

Devido ao alto custo para aquisição de um mainframe, empresas passaram a adquirir servidores de plataforma x86 de acordo com a demanda, processo este chamado de low-end (várias máquinas pequenas fazendo o trabalho de um grande servidor).

O impacto dessa nova estratégia foi que para garantir uma boa margem de folga contra problemas de dimensionamento de hardware, grande parte destes servidores eram usados para uma única aplicação. Assim, de acordo com a International Data Corporation, em cada implementação de algum servidor x86 típico, o teto de uso das CPUs ficava entre 10 a 15% da capacidade total deste servidor.

Em 1999, a VMWare Inc. introduziu o conceito de virtualização na plataforma x86 como uma maneira mais eficiente para utilizar o equipamento desta plataforma, aproveitando servidores x86 para fornecer uma estrutura computacional que possibilitasse o total aproveitamento dos recursos computacionais destes servidores.

A partir de 2005 fabricantes de processadores como Intel e AMD deram mais atenção a necessidade de melhorar o suporte via hardware em seus produtos. A Intel com sua tecnologia Intel VT e a AMD com a AMD-V. Estes hardwares contém funcionalidades explícitas que permitem que hypervisores melhorados sejam utilizados com a técnica de virtualização completa (full virtualization), que tornam mais fácil a implementação e potencializam a melhora de performance.

2. VANTAGEM DA VIRTUALIZAÇÃO

Prioritariamente, econômica. Com a iminente crise ambiental global (principal fomentadora da TI verde) e a crescente necessidade de diminuir o desperdício de recursos (como a energia elétrica), a virtualização ganhou grande atenção das empresas como alternativa para otimizar o uso de tais recursos.

Como exemplo disto, imaginemos um computador no qual opere um servidor de e-mails. Mesmo que o disco rígido seja plenamente utilizado, não se pode dizer o mesmo sobre sua capacidade de