VIRTUALIZAÇÃO COM XEN

O que é virtualização ?

Virtualização é o processo de executar vários sistemas operacionais em um único equipamento. Uma máquina virtual é um ambiente operacional completo que se comporta como se fosse um computador independente.

Conceito de virtualização

O conceito de virtualização foi introduzido pela IBM nos mainframes na década de 70, principalmente porque havia a necessidade de redução de custos sem perder serviços, o que só foi possível com a consolidação de várias máquinas em uma única.

O que é o XEN ?

O Xen , é da poderosa indústria padrão de código aberto para virtualização, oferece um poderoso, eficiente, segura e funcionalidade estabelecidos para virtualização de x86, x86_64, IA64, PowerPC, CPU e outras arquiteturas. Ele suporta uma vasta gama de sistemas operacionais, incluindo convidado do Windows , Linux , Solaris , e várias versões dos sistemas operacionais BSD.

O projeto Xen nasceu na Universidade de Cambridge, tendo se transformado na instituição independente XenSource, que foi depois adquirida pela Citrix Systems É a versão opensource para virtualização. Não é uma solução fácil de usar como o VMware, sendo mais voltado para uso em servidores Linux, permitindo rodar vários servidores virtuais numa única máquina.

Segundo XENSOURCE (2007) as empresas estão abraçando o Xen para servidores, porque lhes permite aumentar a utilização dos servidores, consolidar servidores, e reduzir drasticamente a complexidade e o custo total de propriedade. Xen é o meio mais rápido e seguro de virtualização de softwares disponíveis hoje em dia.

Como funciona o XEN ?

O Xen situa-se entre o sistema operacional e a plataforma física (hardware) e fornece um ambiente virtual o qual um kernel possa ser executado. Os três principais componentes que formam o sistema do XEN são o hypervisor, kernel e o espaço de usuário para aplicações. Uma das grandes mudanças realizadas no kernel que roda sob o Xen é que ele deve evitar o Ring.

O hypervisor virtualiza a CPU e a memória e passa a gerenciar estes recursos. O domínio privilegiado tem acesso a todos os recursos físicos e os convidados tem acesso aos seus dispositivos virtualizados.

Uma máquina virtual acredita que está rodando em cima do hardware subjacente e que tem a capacidade de executar instruções privilegiadas como em um ambiente normal. Estas instruções são interceptadas pelo Xen, através das hypercalls, que são devolvidas para o domínio não privilegiado que originou a requisição.

TÉCNICAS DE VIRTUALIZAÇÃO

Virtualização Completa

Em sua concepção original, a arquitetura x86 não foi projetada para suportar a virtualização. Por este motivo, instruções privilegiadas devem ser interceptadas pelo VMM para uma virtualização sem falhas, garantindo a confiabilidade e o isolamento.

Na virtualização completa (full virtualization), o sistema operacional convidado não precisa ser modificado, mas perde desempenho, pois toda a plataforma física é emulada e todos os eventos são interceptados pelo VMM. Esta virtualização só é possível se houver suporte dos processadores. Em processadores Intel a tecnologia é conhecida como Intel-VT enos AMD como AMD-V.

Paravirtualização

No caso da paravirtualização, os domínios sem privilégios, domU’s, precisam ser modificados para que possam executar instruções de modo privilegiado, ou seja, no nível 1 da arquitetura x86. Essas modificações são realizadas no kernel dos sistemas operacionais que irão ser paravirtualizados. Esta técnica fornece simulação parcial da plataforma subjacente. A maioria, mas nem todas, as opções da plataforma são simuladas .

A chave deste método é o espaço de endereço virtual, garantindo que cada máquina virtual tenha o seu próprio endereçamento. Máquinas paravirtualizadas tem maior performance que máquinas completamente virtualizadas e alta performance em dispositivos de E/S, como placa de rede e disco.

Utilização de serviços dedicados com virtualização com o Xen

Trata-se de utilizar a virtualização para a multiplicação de servidores dedicados com o Xen. A escolha do Xen se dá a partir da identificação do seu alto desempenho com máquinas paravirtualizadas. Além disso, o Xen é uma solução de código aberto licenciado pela GPL e está sendo disponibilizado nas grandes distribuições enterprises Linux, como Red Hat e Novell, além de grandes fabricantes como AMD,AMI, Citrix, Dell, DeviceVM, HP, IBM, Intel, Lenovo, Neocleus, Phoenix e Sun.

Em primeira análise, com a utilização de máquinas virtuais ganha-se com a redução da ociosidade da capacidade instalada.

GERENCIAMENTO DOS DOMÍNIOS

O Xen (GPL) oferece uma interface de gerencia simplificada por isso nem todas as opções e tarefas podem ser feitas em ambiente gráfico sendo necessárias intervenções em interface de linha de comando (CLI) onde os administradores terão todos os recursos disponíveis. Várias empresas entraram no mercado para atender esta demanda criando interfaces gráficas de gerenciamento, exemplo, openQRM, Enomalism, ConVirt.

A empresa Citrix que recentemente adquiriu a Xensource, empresa fundada por Ian Pratt um dos desenvolvedores do Xen, criou nomes comerciais XenEnterprise, XenServer, e XenExpress que possuem perfis licenciados para atender demandas específicas.

Vantagens

Uma das grandes vantagens do Xen, além do elevado desempenho na execução das máquinas virtuais, é a sua flexibilidade e recursos de administração como adição/remoção de interfaces de rede e discos rígidos virtuais a uma máquina virtual em tempo real sem necessidade de reiniciá-la, migração em tempo real (live migration) dentre outras.

Desvantagens

Uma das desvantagens do Xen é que para rodar dentro do Xen é necessário que o sistema guest seja modificado. Não é possível rodar qualquer sistema diretamente, como no caso do VMware. No caso dos servidores (onde temos um público da área técnica) isto não chega a ser um grande problema, mas nos desktops ele é ainda pouco usado.

Conclusão

Xen é um VMM completo, robusto e GPL.

Fantástica performance e escalabilidade.

Proteção e controle de recursos excelentes.

Bibliografia

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