XEN

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Engenharia de Eletrônica e Computação

Jorge Eduardo Portal Chaves dos Reis

Virtualização o que é?

•O que é•Tipos de

Virtualização

•Vantagens

Conceitos

•Níveis de Proteção

•Guest/Host OS

•Hypervisor

•Paravirtualização / Virtualização Total

XEN •O que é•Modelo•Funciona

mento

Perguntas

O QUE É?

O que é?

Separação lógica dentro de um rercurso físico

Criação de multiplos ambientes computacionais em um único ponto

Ocultamento do hardware físico subadjacente

Tipos de Virtualização

Virtualização de aplicações

Java, .NET

Virtualização Desktop

Visão remota do desktop

VNC

Virtualização de Plataforma

Criação de máquinas virtuais dentro de outro sistema operacional

KVM, XEN, VMWare

Razões para popularidade da Virtualização:

O poder e performace dos processadores

Virtualização a nível de hardware

Ampla variedade de produtos

Hardware

Sharepoint

Sql Server

MySql

IIS E Apache

DNS

Sistema Operacional

Hardware

Sharepoint + SO

SQL Server + SO

Apache/IIS + SO

DNS + SO

MYSQL + SO

Hypervisor

Isolamento de Aplicações

Algumas Vantagens da Virtualização

Melhor Aproveitamento

Hardware

Espaço

Redução dos Custo de Hardware

Computação Verde

Simplifica o Sistema de administração

Portabilidade entre sistemas físicos

Simplifica a instalação e implantação de sistemas

Capacidade de backup regurlarmente

Restauração rápidas de dados em caso de falha

Isolamento de Aplicações

Confiabilidade

Eliminação de Conflitos

Algumas Vantagens da Virtualização

Alguns problemas que podem ocorrer:

Congestionamento dos dispositivos de rede

Impacto maior na falha de um sistema físico

Problemas de performace

CONCEITOS

Níveis de Proteção

Motivação:

Segurança

Compatibilidade

Modos mais conhecidos:

Modo Real

Modo Protegido

Modo protegido

Níveis de Proteção

Níveis de proteção denominados Rings

Processadores x86 - 4 Rings

Ring 0 (Modo Supervisor) maior privilégio

Ring 3 (Modo Usuário) menor privilégio

Guest OS & Host OS

Hardware

Host OS

Máquina Virtual com Guest OS

Aplicação para Virtualização

Máquina Virtual com Guest OS

Hypervisor

Hardware

Hypervisor

GuestOS GuestOSGuestOS

Apps AppsApps

Motivações:

Controle de instruções protegidas solicitadas pela VMs

Controlar recursos de hardware compartilhados

Virtualização Total

Características:

Simulação fiel de uma máquina física

Sistema operacional sem modificações

Acesso a dispositivos emulados

Hardware

Hypervisor

GuestOS GuestOS

Apps Apps

Hardware Emulado

Hardware Emulado

Virtualização Total

Desvantagens:

Elevados dispositivos a serem suportados

Drivers genéricos

Simulação e execução de instruções pelo Hypervisor

Hardware

Hypervisor

GuestOS GuestOS

Apps Apps

Hardware Emulado

Hardware Emulado

Paravirtualização

Características:

GuestOS modificado

Não simula fielmente uma máquina real

Hardware

Hypervisor

GuestOS (modificado)

GuestOS (modificado)

Apps Apps

Desvantagens:

GuestOS modificado

Restrito apenas para SO de código aberto

Hardware

Hypervisor

GuestOS (modificado)

GuestOS (modificado)

Apps Apps

Paravirtualização

Dificuldade de virtualização no x86

Problemas de proteção

Recursos de virtualização em hardware

Intel VT, codinome Vanderpool

AMD - V, codinome Pacifica

Virtualização Total acelerada

Virtualização por Hardware

XEN

Ferramenta de Virtualização

Ambiente Linux

XenSource Adquirida pela Citrix em 2007

Modelo Paravirtualizado

Arquitetura x86

Suporte a vários Sos com paravirtualização Linux

FreeBSD

NetWare

XEN

Características:

Suporte a Virtualização Total

Windows XP

Domínios

Máquinas Virtuais XEN

• Domínio0 – com privilégios

• DomínioU – sem privilégios

Características:

XEN

XEN

Domínio0•Política•Interface Gráfica •Drivers•Gerenciamento Alto Nível•Administração e Configuração

Hardware

DomínioU

Domínio0

DomínioU

Drivers Nativos

Drivers Virtuais

Drivers Virtuais

Apps Apps

Software de Gerenciamento

Interface de Controle

Gerenciamento CPU e Memória

Linux Modificado

XEN

Hypervisor•Mecanismo•Gerência CPU e Memória •Cuida dos Requerimentos Físicos

DomínioU•Sem privilégios

XEN

Hypervisor ( Ring 0 )

Kernel ( Ring 1 )

Aplicativo ( Ring 3)

2 1

Rings

•Privilégios

1- Hypercall

•Operações Privilegiadas•Chamada Síncrona•Desempenho

2- Eventos

•Comunicação XEN para o domínio•Chamada Assíncrona

PERGUNTAS

Cite 5 vantagens da virtualização.

Qualquer uma das abaixos

Portabilidade entre sistemas físicos

Simplifica a instalação e implantação de sistemas

Restauração rápidas de dados em caso de falha

Melhor Aproveitamento

Redução dos Custo de Hardware

Computação Verde

Simplifica o Sistema de administração

Isolamento de Aplicações

Qual a principal diferença entre o modelo paravirtualizadoe a virtualização total ?

No modelo paravirtualizado o Kernel do GuestOS é modificado, no virtualizado totalmente ele não é.

Cite 2 funções do Hypervisor.

•Controla os Recursos de Hardware compartilhados• Gerenciamento de Memória• Interrupções de hardware• Controla Dispositivos I/O• Exceções da CPU

•Fornecer plataforma de hardware Isolada•Controla operações protegidas solicitadas pelas Vms

O que são Hypercall? Qual a função?

São chamadas assíncronas que funciona como uma interrupção, com objetivo de solicitar operações privilegiadas no hypervisor

O que são Domínios-XEN? Quais são os Tipos que existe?

São máquinas virtuais que rodam no XEN.

•DomínioU – Máquina virtual sem privilégios

•Domínio0 – Máquina virtual privilegiada, com a função de cuidadar de tarefas de administração e configuração.