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Por que virtualizar e quais os tipos de virtualização?

publicado por Vicente Lucas Seabra Zotti

Pesquisas revelam que cerca de 85% do poder computacional fica ocioso durante a maior parte do tempo. A preocupação com a otimização do uso de energia, o custo operacional e o melhor aproveitamento do harware dos servidores, segundo pesquisa realizada, são os principais motivos para que haja a migração de servidores físicos para sistemas operacionais virtualizados.

O desenvolvedor de soluções em virtualização VMware, por exemplo, disponibilizou uma calculadora virtual, onde é possível simular a economia quando é adotada a solução de virtualização. A utilização de máquinas virtuais vem sendo proposta desde os anos 1980, no entanto, as recentes evoluçoes desta área justificam o crescimento de 22,5% na comercialização de estrutura para virtualização de servidores.

VMWARE. VMware Savings Calculator Disponível em:
http://www.vmware.com/solutions/green/calculator.html

Existem três tipos de virtualização: Emulação de hardware (hardware emulation), Virtualização completa (full-virtualization) e Para-Virtualização (para-virtualization). A virtualização por emulação de hardware é considerada mais complexa pelo fato de ter que emular de maneira idêntica o comportamento do hardware. Isto implica em emular os ciclos de clock, o conjunto de instruções, os estados de execução (pipeline) do processador e até mesmo a memória cache. Por estas características, esse tipo de virtualização se torna ideal para desenvolvedores de firmware, pois desta forma a solução pode ser validada sem a necessidade do hardware real esteja disponível. A grande desvantagem deste tipo de virtualização é a lentidão com qual a emulação acontece, podendo ser até 1000 vezes mais lenta que o suposto hardware real. O hardware a ser emulado sofre a demora pela diferença sobre o hardware real, sobre o qual o sistema de virtualização está hospedando.
Emulação por hardware pode ser exemplificada quando você roda um sistema operacional modificado destinado a um PowerPC em um hospedeiro portando um processados ARM. Você pode rodar múltiplas máquinas virtuais e cada uma delas executar um processador diferente.

Virtualização completa é a técnica utilizada para que seja executado qualquer software sem existir nenhuma alteração. Para isso, está técnica faz uma simulação completa do hardware da máquina de modo que qualquer sistema operacional possa ser executado. Esta simulação implica em representar o conjunto de instruções de um processador, memória principal, interrupções, exceções e acesso aos diversos dispositivos existentes.Uma das características deste tipo de virtuaização, é que necessita-se obrigatoriamente de um hardware com características específicas, uma vez que as instruções de execução privilegiada, como por exemplo o acesso a I/O, devem ser interceptadas e somente serem executadas de acordo com o que está definido pela camada do monitor de máquinas virtuais. Diferentemente da emulação, a virtualização completa é realizada com maior eficácia, pois não necessita representar os estados de execução do hardware. A virtualização completa do hardware feita por esta técnica de virtualização, geralmente, simula dispositivos padrões do mercado de modo a facilitar a instalação e configuração dos sistemas virtualizados. Exemplos de VMM que têm a capacidade de fazer esta virtualização são a ferramenta VMware ESX e o KVM (Kernel Virtual Machine). Quando uma destas ferramentas é instalada, uma interface de rede 3Com, por exemplo, pode ser simulada para o ambiente virtualizado como uma placa de rede AMD PCNet. E esta simulação se repete também para placas de vídeos, chipset e discos rígidos.

Já na para-virtualização existe uma técnica de virtualização onde existe uma Application Programming Interface (API) para as máquinas virtuais. Essa API é parecida com o hardware real. Esta técnica de virtualização necessita que o sistema operacional virtualizado seja explicitamente capacitado a permitir sua execução. Desenvolvedores de sistemas para-virtualizados propuseram um acordo para criar os hypercalls, que são os “system calls” para o hypervisor. Desta forma, ao invés das “system calls” do sistema operacional virtualizado trabalharem diretamente no hardware real, elas trabalharão sobre o hardware virtualizado pela VMM (Virtual Machine Monitor) que é responsável pela execução das instruções vindas de todas as máquinas virtuais, como

Este artigo referente a Balanceamento de Serviços em Servidor virtualizados foi desenvolvido no ano de 2010 na Universidade Federal de São Carlos ao qual fui o autor. Dentre essas próximas semanas, serão divulgados o conteúdos deste artigo de forma gradual e que facilite o entendimento.

 

Fontes:
COMPUTERWORLD
Disponível em: http://computerworld.uol.com-.br/gestao/2009/03/25/virtualizacao-eficiencia-sob-medida.
VMWARE, I. BRING EFFICIENCY, CONTROL AND FLEXIBILITY TOYOUR IT INFRASTRUCTURE.
Disponível em: http://www-.vmware.com/products/

 

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Autor

Formado em Sistemas Informatizados pela Universidade Barão de Mauá, Pós-Graduado em Redes de Computadores pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Atualmente líder do centro de suporte, o qual é responsável pela manutenção e administração dos maiores canais de captação de pedidos da empresa. Exerceu cargos de Analista Administrativo, Analista de Infraestrutura, Técnico em Informática e Instrutor de Informática. Profissional com certificações ITIL V3, HDI - Customer Service Representative e FCP - Furukawa. LinkedIn: http://br.linkedin.com/vicentezotti

Vicente Lucas Seabra Zotti

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