Resumo: Virtualização em Sistemas Operacionais Modernos 3° Edição

RESUMO

Sistemas Operacionais Modernos 3° Edição

8.3 Virtualização

8.3.1 Requisitos para virtualização

8.3.2 Hipervisores tipo 1

8.3.3 Hipervisores tipo 2

8.3.4 Paravirtualização

8.3.5 Virtualização de memória

8.3.6 Virtualização de E/S

8.3.7 Ferramentas virtuais

8.3.8 Máquinas virtuais em CPUs multi núcleo

8.3.9 Problemas de licenciamento

Universidade Federal do Ceará - (UFC)

Curso: *-*-*-*-*--*-*---*-*-*-*-*-*-*-*-*-

Aluno: *-*-*-*-*-*-*-*-*-*-**-*-*-*-

Matrícula: -*-*-*-*-*-*-

Autor: Andrew Stuart Tanenbaum

8.3 Virtualização

Ao iniciarmos a leitura do tópico é relatado uma problemática, onde é questionado a funcionalidade de uma máquina para diversos serviços, logo percebemos que por todos esses serviços em uma só máquina pode gerar grandes problemas, principalmente se ocorrer algo com a máquina todos os serviços ligados a ela serão afetados. Uma das soluções encontradas nesse caso foi o processo de virtualização, ele veio trazendo uma proposta que utilizaria apenas um computador porém com campos únicos e divididos, onde cada campo iria rodar múltiplas máquinas virtuais, cada uma com seu sistema operacional sem filiação uma com as outras. A grande vantagem é que caso uma das máquinas falhe logo não afetará as outras, algo que facilita a utilização das máquinas virtuais, é que cada aplicação possui seu próprio ambiente onde se tem a criação de salvaguarda (checkpoint).

Outras aplicações que caem bem no uso das máquinas virtuais é a armazenagem de aplicações antigas, já que na máquina virtual ambas podem funcionar ao mesmo tempo e no mesmo hardware. Outra utilidade sensacional é no caso de testar programas, onde apenas em uma máquina você pode instalar diversos sistemas operacionais com versões diferentes e rodar o software para ver se é compatível ou não, evitando nesse caso o trabalho de precisar de outros computadores, cada um com um S.O diferente.

8.3.1 Requisito para virtualização

Os tipos de abordagem para virtualização consiste em dois segmentos, o primeiro tipo é o hipervisor tipo 1 e o outro como sugerido é o hipervisor tipo 2. Apesar do nome eles são bem diferentes um do outro. Começando com o tipo 1, sua função era voltada ao sistema operacional, sua tarefa principal era gerenciar múltiplas cópias do hardware denominadas de máquinas virtuais. Já o hipervisor tipo 2 era um simples programa que funcionava como um "interpretador". Em ambos os casos se o sistema operacional funcionar sobre o hipervisor esse sistema é denominado de hóspede, caso funcione sobre o hardware é denominado de hospedeiro.

8.3.2 Hipervisores tipo 1

No hipervisor tipo 1, seu funcionamento está na máquina virtual convencional, a máquina virtual por sua vez funciona como um processo de usuário no modo usuário, desta forma, não se pode executar instruções ligadas a administração. Quando o sistema operacional executa uma instrução que seria do modo kernel, a instrução falha e o S.O para bruscamente, dessa forma impossibilitando a virtualização. O hipervisor pode inspecionar e verificar a instrução para ver se ela veio do sistema operacional hóspede na máquina virtual ou se veio de um programa do usuário. Inicialmente o hipervisor faz com que a instrução seja executada, já em um segundo caso, ele faz a emulação, o que o hardware real faria quando deparasse com uma instrução sensível sendo executada em modo usuário.

8.3.3 Hipervisores tipo 2

O primeiro hipervisor do tipo 2 foi o Vmware, seu funcionamento era voltado como um programa de usuário simples em um sistema hospedeiro como Windows ou Linux. Quando o mesmo for iniciado pela primeira vez ele vai direto atrás do CD-ROM da unidade. Uma vez instalado ele dá permissão ao S.O hóspede a ser inicializado quando a máquina for iniciada. Alguns passos de como ocorre o funcionamento do VMware: (varre o código, inspeciona o bloco, chamada de rotina, armazenamento de blocos, execução). Uma peculiaridade do hipervisor 2 é que ele funciona mesmo em um hardware que não possa ser virtualizado, todas as instruções sensíveis são substituídas por chamadas de rotina que emulam essas instruções.

8.3.4 Paravirtualização

Nesse tópico podemos perceber que a paravirtualização é uma alternativa à virtualização total. Nesse modelo, o sistema operacional é modificado para chamar o VMM sempre que executar uma instrução que possa alterar o estado do sistema, uma instrução sensível. Isso acaba com a necessidade de o VMM testar instrução por instrução, o que representa um ganho significativo de desempenho, no caso menos tempo será utilizado para fazer a verificação. Outro ponto positivo é que os dispositivos de hardware são acessados por drivers da própria máquina virtual, não necessitando mais do uso de drivers genéricos