Virtualização

1. INTRODUÇÃO

Virtualização de servidores é um assunto que hoje é abordado com muita frequência, porém, não é novo. Teve seu início em meados dos anos 60 (Sessenta) para 70 (Setenta) em grandes computadores para a realização de testes. No início, houveram questionamentos sobre algumas necessidades para a criação desta técnica, como por exemplo, por que utilizar apenas um sistema operacional por vez em um computador com um poderoso hardware, se é possível executar vários sistemas operacionais com tarefas distintas. A virtualização pode ajudar a ter o aproveitamento total do hardware, diminuir os custos, relacionados a espaço físico, energia e outros (HAGEN, 2008).

Dos artigos e livros que foram utilizados para a realização deste trabalho, percebe-se que a preocupação está em aproveitar totalmente o hardware do computador em questão.

Um dos motivos básicos para a utilização da virtualização, é que computadores possuem muito mais poder de processamento do que as tarefas exigem. Desde a primeira geração de computadores, a intenção era executar várias tarefas ao mesmo tempo, foi quando na segunda geração de computadores isso tornou-se possível, pois era programável, desta forma era possível executar mais de uma tarefa por vez. A virtualização proporciona a utilização de boa parte, senão total do hardware, permitindo a consolidação de servidores virtuais em apenas uma máquina física, sem perda de segurança e ganhandocom um isolamento completo das máquinas virtuais (CHRISNALL, 2007).

O que era apenas um estudo virou realidade, vendo as enumeras possibilidades que se tem com a virtualização de servidores, e sabendo disso, serão abordadas algumas técnicas de virtualização neste trabalho, como a virtualização total e a paravirtualização. Antes de qualquer conceito voltado para a parte prática, é interessante saber como surgiu essa tecnologia tão utilizada nos dias de uma forma mais aprofundada e que foi desenvolvida por profissionais da área, e estudiosos.

O conceito de virtualização se resume a permissão de uma única máquina física (Computador), criar várias instâncias de máquinas virtuais (servidores), cada uma com seus componentes (processador, espaço de armazenamento, espaço de memória, e outros). São vários os benefícios ofertados pela implementação da virtualização de servidores. A primeira vista, o impacto é grande pelo motivo da diminuição da necessidade de espaço nos datacenters, economia de energia, cabos e toda a estrutura necessária de um grande datacenter (MATHEWS, 2007).

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Virtualização tem um conceito similar a emulação, porém com a emulação, um sistema pretende se tornar um outro sistema. Com a virtualização, um sistema pretende tornar-se um ou mais sistemas, iguais ao seu sistema base.

A maioria dos sistemas operacionais atuais, possuem um sistema de virtualização bastante simples. Cada processo que é executado deve ser capaz de agir como se fosse o único sendo executado. Componentes do hardware como CPU e memória são virtualizados (CHRISNALL, 2007).

Assim como citado anteriormente, o início dos estudos e implementações foi dado em 1960, com a utilização de grande mainframes como servidor físico para a hospedagem de máquinas virtuais, com a intenção de particionar grandes hardwares, porém, é considerado que o ponta pé inicial foi dado de fato de 1970 em diante, com grandes resultados obtidos. Em 1972, um cientista da computação americano, Robert P. Goldberg, lançou a base teórica da arquitetura para sistemas computacionais virtuais em sua dissertação na universidade de Harvard. Então, começou realmente a evolução desta técnica, que muitos consideram que só foi possível graças a IBM, que investiu com o IBM 370 em 1977, sendo o primeiro computador vendido comercialmente, projetado para a virtualização. O sistema operacional que era executado neste hardware foi chamado de CP/CMS, que foi projetado para múltiplas instâncias serem executadas em um hardware de grande porte. Com o tempo, outras empresas também começaram a investir, que foi o caso da VMWare, onde esta investiu na tecnologia IA-32 de computadores, em 1999. No ano de 2000, a IBM lançou a linha de sistemas z/VM (MATHEWS, 2007).

Uma pequena lista com as datas e nomes dos lançamentos baseados na tecnologia citados neste trabalho podem ser visualizados mais abaixo:

IBM 370 – 1997 VMWare IA-32 – 1999 IBM z/VM – 2000 VMWare x86 - 2001 Xen – 2003 Microsoft Virtual PC – 2003 Xen 2.0.5 – 2005 Xen 3.0.1 – 2006 Xen 4.0.0 – 2010

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Xen 4.1.1 - 2011

Percebe-se que ao início dos estudos da virtualização, o hardware utilizado não era comum até a década de 1990, onde começaram os estudos para a virtualização em um hardware pessoal (PC, Personal Computer).

O projeto Disco em Standford, liderado por Mendel Rosemblum, utilizou máquinas virtuais para permitir que sistemas operacionais comuns, fossem executados sobre um hardware de computadores de acesso não uniforme à memória, conhecido como NUMA (Non Uniform Memory Access). Neste caso, o sistema operacional que estava sendo utilizado para tal estudo era o IRIX da Silicon Graphics, que até então, foi projetado para executar exclusivamente no MIPS1 R1000. O que chama atenção neste caso, é que este processador não foi projetado para suportar a virtualização completa, ao contrário dos computadores da IBM como foi explicado anteriormente. Posteriormente os desenvolvedores deste projeto utilizaram uma técnica que hoje é conhecida como paravirtualização. O código fonte do sistema operacional IRIX foi recompilado, permitindo então, que fosse executado na mesma arquitetura virtual modificada. A partir desta linha de estudos e de várias outras contribuições ao redor do mundo, a virtualização começou a avançar rapidamente na linha do tempo horizontal dos sistemas operacionais virtualizados em computadores pessoais. O próximo passo então, era liberar a execução de sistemas virtualizados em todas ou pelo menos na maioria das arquiteturas computacionais. Foi então, que a equipe de desenvolvimento de Standford, voltou sua atenção para a modificação de outra plataforma não projetada para tal tarefa, virtualizar sistemas operacionais. O desafio era com a arquitetura x86 o que diretamente influenciou a fundação da VMWare e a introdução do primeiro produto comercial de virtualização dessa plataforma. A partir deste estudo, sobre tal arquitetura, foi possível executar os binários do sistema sem a necessidade de nenhuma alteração nos sistemas operacionais, tal como Windows da Microsoft (MATHEWS, 2007).

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