Virtualização

Páginas: 21 (5021 palavras) Publicado: 20 de setembro de 2012
Virtualização – Problemas e desafios
Carlos Eduardo Seo1 (008278)
IBM Linux Technology Center Rod. Jornalista Fco. Aguirre Proença 13186-900 – Hortolândia, SP - Brasil
+55 (19) 2132-4339
eduseo@br.ibm.com

RESUMO
Nesse artigo são abordados os atuais problemas e desafios existentes na área de virtualização, em especial aqueles referentes à arquitetura de computadores. Oobjetivo desse trabalho é, primeiramente, oferecer uma abordagem geral sobre virtualização, conceitos, problemas e desafios. São abordados os temas: consolidação, deployment, debugging, virtualização em supercomputadores, gerenciamento de memória e gerenciamento de energia. Posteriormente, serão abordados em maior detalhe, dois casos relevantes à arquitetura de computadores:gerenciamento de memória baseado em redundância de dados [9] e o impacto de hierarquias de memória paravirtualizadas em High Performance Computing (HPC) [29]. O trabalho conclui que a área de virtualização possui terreno bastante fértil para pesquisa, principalmente nas áreas de sistemas operacionais e arquitetura de computadores.

Palavras-chave
Virtualização, hypervisor, desempenho,arquitetura, memória, supercomputadores, cloud, consolidação.

1. INTRODUÇÃO
Podemos definir virtualização como uma metodologia ou arcabouço que possibilita a divisão dos recursos de um computador entre múltiplos ambientes de execução [23]. O conceito surgiu nos anos 1960, no IBM Thomas J. Watson Research Center, durante o projeto M44/M44X,que visava avaliar os então recentes conceitos de compartilhamento de sistemas. Sua arquitetura era baseada em um conjunto de máquinas virtuais (VMs), uma para cada usuário. A máquina principal era um IBM 7044 (M44) e cada VM era uma réplica (imagem) experimental da 7044 (M44X). O espaço de endereçamento de cada M44X estava contido na hierarquia dememória da M44 e foi implementado através de técnicas de memória virtual e multiprogramação [8,18].

Hoje, em um sistema virtualizado, temos um software host sendo executado na máquina física, chamado Virtual Machine Monitor (VMM), ou Hypervisor. Esse software é responsável pela criação de ambientes simulados de computação, que são as VMs. Sistemas operacionaisinteiros podem ser executados nessas máquinas virtuais como se estivessem sendo executados em um hardware real. O termo Hypervisor tem origem no sistema IBM

1 Aluno de doutorado no Instituto de Computação, Universidade Estadual de Campinas, ceseo@ic.unicamp.br

VM/370, lançado em 1972, e se referia à interface de paravirtualização. No entanto, o hypervisor propriamente dito já existiadesde o IBM CP-40, de 1967 [6]. Atualmente, temos dois tipos de hypervisor:

* Tipo 1 (bare-metal): executam diretamente no hardware do sistema host, atuando como controlador de hardware e monitor de sistemas operacionais guest. Ex: VMWare ESXi [25], IBM Power VM [12], Xen [28].

* Tipo 2 (hosted): executam em um sistema operacional comum e permitem a execução desistemas operacionais guest. Ex: VMWare Workstation [27], Parallels Desktop [19], QEMU [21].

Desde o início da virtualização no final dos anos 1960, empresas como IBM [11], HP [10] e Sun [24] têm desenvolvido e vendido sistemas com suporte a virtualização. No entanto, o foco do mercado não era muito voltado para eles até o começo dos anos 2000. A evolução dos sistemas dehardware – aumento da capacidade de processamento, memória, disco – aliada a necessidade crescente de se fazer mais tarefas computacionais ao mesmo tempo com um custo cada vez menor fez com que a virtualização aparecesse em maior escala nos últimos anos.

Atualmente, não faltam motivações para o uso de virtualização: consolidação de carga de diversos servidores subutilizados...
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