Slide 06 - Virtualização, aula da disciplina de arquitetura

1. Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências Aplicadas e Educação
Departamento de Ciências Exatas
ACII:
Virtualização
Prof. Rafael Marrocos Magalhães
rafael@dce.ufpb.br
26 de Setembro de 2011 UFPB - CCAE - DCE
domingo, 25 de setembro de 11 1

2. Motivação
Como garantir
sistemas onipresentes?
domingo, 25 de setembro de 11 2

3. Sumário
Conceitos
Histórico
Funcionamento
Vantagens e desvantagens
Desafios
domingo, 25 de setembro de 11 3

4. Conceitos
Threads e Processos
➥ Porções de software
Ilusão de múltiplo processamento
➥ Chaveamento entre threads/processos
Estender a visão para outros recursos
➥ Hardware
Mais de uma década
➥ Sistemas distribuídos (estrutura)
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5. Idéia
Programa
Programa Interface A
Implementação de
imitação de A em B
Interface A
Interface B
Hardware/software sistema A
Hardware/software sistema B
Normal Virtual
domingo, 25 de setembro de 11 5

6. Como criar uma nova
linha de produtos e
continuar vendendo?
1970
2011
Caros Mainframes Intel 8080 Redução drástica Ressurge com
Aplicações e Sistemas custo baixíssimo de hard/soft veloc. de desenv.
1960 1970 1980 1990 2000
domingo, 25 de setembro de 11 6

7. Razões da Virtualização
Redes onipresentes
Administrador (Heterogeneidade Hard/Sist)
Acessibilidade das aplicações
Virtualização
➥ Aplicações, S.O., Bibliotecas, recursos
Portabilidade
➥ Cópia fiel (exemp. servidores de borda)
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8. Arquiteturas de
Máquinas Virtuais
Hard/Soft Hard/Soft
(instr. de máq.) (instr. de máq.)
qualquer programa sistema operacional
chamadas de
chamadas bibliotecas (API)
de sistema Application Programming
Interface
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9. Arquiteturas de M.V.
(Interfaces oferecidas por sistemas computacionais)
Funções de
biblioteca
Chamadas
de sistema
Instruções
Instruções
gerais
privilegiadas
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10. Arquitetura de M.V.
Essência da virtualização (dois modos):
➥ Sistema de execução “MV de processo”
Interpretando (Java)
Emulando (Soft Win no Linux) [wine]
Único processo
➥ Monitor de máquina virtual (VMM)
Camada de proteção de hardware
Simultanemante
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11. Arquiteturas de M.V.
Máquina virtual de processo Monitor de máquina virtual
Várias instâncias de combinações Várias instâncias de combinações
(aplicação, execução) (aplicações, sistema operacional)
domingo, 25 de setembro de 11 11

12. Arquitetura de M.V.
MMV tornaram-se mais importantes
➥ Confiabilidade
➥ Segurança
Isolamento
Portabilidade
➥ Desacoplamento de hardware e software
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13. Visão do processador
Prog 1 Prog 2 Prog N
Sistema Operacional
Processador
Multitarefa
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14. Visão do processador
Prog 1 Prog 2 Prog N
Sistema Operacional
CPU 1 CPU 2
Hyper-Threading
domingo, 25 de setembro de 11 14

15. Visão do processador
Prog 1 Prog 2 Prog N Prog 1 Prog 2 Prog N Prog 1 Prog 2 Prog N
Sistema Operacional Sistema Operacional Sistema Operacional
Processador Virtual 1 Processador Virtual II Processador Virtual III
Virtualização
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16. Vantagens
✓ Gerenciamento centralizado
✓ Instalações simplificadas
✓ Facilidade para a execução de backups
✓ Suporte e manutenção simplificados
✓ Acesso controlado a dados sensíveis e à
propriedade intelectual mantendo-os seguros
dentro do data center da empresa
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17. Vantagens
✓ Independência de Hardware
✓ Disponibilização de novos desktops reduzida
para alguns minutos
✓ Migração de desktops para novo hardware de
forma transparente
✓ Maior disponibilidade e mais fácil recuperação
de desktops
✓ Compatibilidade total com as aplicações
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18. Desvantagens
- Grande consumo da capacidade em disco
é necessário espaço para que cada máquina virtual
tenha o seu próprio sistema operativo e as aplicações
instaladas
- Dificuldade no acesso direto a hardware
como por exemplo placas gráficas ou dispositivos USB
- Grande consumo de memória RAM
dado que cada máquina virtual vai ocupar uma área
separada da mesma
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19. Desafios da Virtualização
(1) Abdicar a parte física
(2) Desempenho abaixo da média
(3) Segurança falha
(4) Aprisionamento
(5) Acúmulo de VMs
(6) Custos de licenciamento
(7) Armazenamento
(8) Barreiras virtuais (HARDWARE)
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20. Pra que a virtualização?
domingo, 25 de setembro de 11 20

21. Pra que a virtualização?
domingo, 25 de setembro de 11 21

22. Pra que a virtualização?
domingo, 25 de setembro de 11 22

23. Recapitulando
Conceitos Funcionamento
Histórico
Vantagens Desafios
Desvantagens
domingo, 25 de setembro de 11 23

24. Dúvidas
?
domingo, 25 de setembro de 11 24

25. Próxima aula
Processamento!
Mais processamento?
domingo, 25 de setembro de 11 25