La Virtualizzazione

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Published on January 14, 2009

Author: dgrossato.101

Source: slideshare.net

Description

Cos'è la virtualizzazione dei Computer?

La Virtualizzazione Cos’è? Perchè? Storia? Come? Con che prodotti? Demo!

Cos’è? - 1 vir|tuà|le agg. 3 TS inform., che si fonda sulla simulazione del reale mediato da mezzi elettronici: viaggio v. , sesso v. (http://www.demauroparavia.it/127926)

vir|tuà|le agg. 3 TS inform., che si fonda sulla simulazione del reale mediato da mezzi elettronici: viaggio v. , sesso v.

Cos’è? - 2 In particolare in informatica si parla sempre più spesso di server virtualization che può assumere due significati: Molti computer fisici che appaiono come un unico server virtuale allora si parla di grid computing Un unico computer fisico che appare però come molti server virtuali. E’ di questo che tratteremo qui di seguito

Molti computer fisici che appaiono come un unico server virtuale allora si parla di grid computing

Un unico computer fisico che appare però come molti server virtuali. E’ di questo che tratteremo qui di seguito

Cos’è? - 3 Virtualizzazione dei Server 1 singolo server chiamato host ‘ospita’ molte Virtual Machine (VM) guest (img from: http://www.vmware.com/pdf/virtualization.pdf)

Perchè? - Server Consolidation Domanda retorica: Costa di più 1 elaboratore o 8 elaboratori? Riduzione costi: Acquisto Consumi: Elettricità Condizionamento Volume – spazio rack Guasti

Domanda retorica: Costa di più 1 elaboratore o 8 elaboratori?

Riduzione costi:

Acquisto

Consumi:

Elettricità

Condizionamento

Volume – spazio rack

Guasti

Perchè? - Server Consolidation 2 Riduzione costi (continua): Manutenzione - riduzione del tempo necessario per svolgere le operazioni sistemistiche più comuni: Installazione Configurazione Replica Backup

Riduzione costi (continua):

Manutenzione - riduzione del tempo necessario per svolgere le operazioni sistemistiche più comuni:

Installazione

Configurazione

Replica

Backup

Perchè? - Server Consolidation 3 Aumento della disponibilità: Tolleranza ai guasti Riduzione (o eliminazione) dei tempi di downtime Alta affidabilità Disaster Recovery

Aumento della disponibilità:

Tolleranza ai guasti

Riduzione (o eliminazione) dei tempi di downtime

Alta affidabilità

Disaster Recovery

Perchè? - Server Consolidation 4 Load Balancing – Live Migration Dimensionamento delle risorse All'inizio del progetto si assegnano poche risorse (ram e cpu) per addattarle via via in base alle esigenze che si presentano

Load Balancing – Live Migration

Dimensionamento delle risorse

Perchè? - Test Possibilità per i programmatori e i sistemisti di testare le proprie soluzioni prima di metterle in produzione in modo semplice e su una varietà di ambienti. Esempi: Avete scritto un programma, come fate a testarlo con Windows XP, Vista e Linux nelle diverse distribuzioni? Dovete effettuare una nuova configurazione del server. La 'provate' nel server di produzione?

Possibilità per i programmatori e i sistemisti di testare le proprie soluzioni prima di metterle in produzione in modo semplice e su una varietà di ambienti.

Esempi:

Avete scritto un programma, come fate a testarlo con Windows XP, Vista e Linux nelle diverse distribuzioni?

Dovete effettuare una nuova configurazione del server. La 'provate' nel server di produzione?

Esempi d'uso Hosting sempre più evoluto e personalizzato => Virtual Housing Mailserver Cluster – primo setup, test, replica degli MX => tempi ridotti da settimane a minuti tramite la virtualizzazione Test di nuove distro prima di metterle in produzione in settori dedicati. Es. Per un firewall meglio IPCOP o con pfSense? Per un NAS (Network Attacched Storage) meglio FreeNAS o Openfiler? L'upgrade da CentOS 4 a CentOS 5 creerà problemi?

Hosting sempre più evoluto e personalizzato => Virtual Housing

Mailserver Cluster – primo setup, test, replica degli MX => tempi ridotti da settimane a minuti tramite la virtualizzazione

Test di nuove distro prima di metterle in produzione in settori dedicati. Es.

Per un firewall meglio IPCOP o con pfSense?

Per un NAS (Network Attacched Storage) meglio FreeNAS o Openfiler?

L'upgrade da CentOS 4 a CentOS 5 creerà problemi?

Storia? - 1 Virtualizzazione Hardware IBM costruisce negli anni '60 il primo System/360™ Model 67 che ha tutte le interfacce HW virtualizzate attraverso un Virtual Machine Monitor (VMM) che fa girare un supervisor (SO) dal nome Conversational Monitor System (CMS) La compatibilità con il CMS è mantenuta anche negli attuali System z9™

Virtualizzazione Hardware

Storia? - 2 Virtualizzazione del processore Uno dei primi usi è stato il P-code (Pseudo-Code) pensato per girare all'interno di una virtual machine (VM). Oggi la strategia è usata nei compilatori moderni e si chiama Object-Code Vi viene in mente un altro esempio?????

Virtualizzazione del processore

Storia? - 3 Virtualizzazione dell’Instruction Set Questa è la più recente forma di virtualizzazione. Un'istruzione virtuale viene traslata in una reale il più delle volte dinamicamente. Esempio il Code Morphing Software di Transmeta traduce le istruzioni assembler x86 in istruzioni VLIW http://it.wikipedia.org/wiki/Code_Morphing_Software

Virtualizzazione dell’Instruction Set

La Storia - 4 La Virtualizzazione futura riguarderà i dispositivi mobili

La Virtualizzazione futura riguarderà i dispositivi mobili

Come? Emulazione HW – pro / contro Full Virtualization – pro / contro Paravirtualization – pro / contro Virtualizzazione a livello di SO – pro / contro Tecnologie che corrispondono a diversi livelli di astrazione e che vengono chiamate anche in modi diversi; qui viene usata l'accezione più comune.

Emulazione HW – pro / contro

Full Virtualization – pro / contro

Paravirtualization – pro / contro

Virtualizzazione a livello di SO – pro / contro

Come? - Emulazione HW Emulazione di tipi di HW completamente diversi da quello disponibile a livello di host. Diversa CPU, architettura MB, ecc...  Possibilità di far girare diverse VM ognuna con un proprio HW  Performance scarse

Come? - Full Virtualization Un SO 'leggero' o hypervisor che media e gestisce le richieste tra le diverse VM  Performance vicine a quelle del nudo hw SO guest senza modifiche  L'hypervisor deve supportare l'hw sottostante

Performance vicine a quelle del nudo hw

SO guest senza modifiche

L'hypervisor deve supportare l'hw sottostante

Come? - Paravirtualization I SO guest 'cooperano' con l'hypervisor per la gestione dell'HW sottostante  Performance migliori rispetto a quelle della Full Virtualization  Il SO guest deve essere modificato Possibili problemi di isolamento (sicurezza) tra le VM

Performance migliori rispetto a quelle della Full Virtualization

Il SO guest deve essere modificato

Possibili problemi di isolamento (sicurezza) tra le VM

Come? - Virtualizzazione a livello di SO Il sistema operativo garantisce nativamente più istanze di un singolo tipo di SO guest  Performance native  Un singolo sistema operativo supportato

Con che prodotti? Project Type License Bochs Emulazione HW LGPL QEMU Emulazione HW LGPL/GPL VMware Full virtualization Proprietary z/VM Full virtualization Proprietary Xen Paravirtualization GPL UML Paravirtualization GPL Linux-VServer Virtualizzazione SO level GPL OpenVZ Virtualizzazione SO level GPL

QEMU – Emulazione HW - GPL Storicamente uno dei primi ad essere implementato tanto che molte utility vengono usate anche da altre soluzioni tipo Xen. Due modi di Funzionamento: Full System Emulation: Emula un PC completo nelle architetture - x86, x86_64, ARM, SPARC, PowerPC, MIPS User Mode Emulation: disponibile solo su host Linux, permette l'esecuzione di un binario compilato in una delle precendenti architetture su una diversa

Storicamente uno dei primi ad essere implementato tanto che molte utility vengono usate anche da altre soluzioni tipo Xen.

Due modi di Funzionamento:

Full System Emulation: Emula un PC completo nelle architetture - x86, x86_64, ARM, SPARC, PowerPC, MIPS

User Mode Emulation: disponibile solo su host Linux, permette l'esecuzione di un binario compilato in una delle precendenti architetture su una diversa

VMWare – Full Virtualization - Proprietary Uno dei primi e dei più attivi nella ricerca di soluzioni per la Virtualizzazione. Dispone di diversi prodotti alcuni rilasciati gratuitamente: ESXi (gratuito) – ESX (pagamento): hypervisor leggeri occupano in RAM circa 83 MB VMWare Server (gratuito): layer di virtualizzazione che richiede un SO sottostante VMWare Player (gratuito): ambiente di virtualizzazione desktop che consente la sola esecuzione delle VM VMWare desktop (pagamento): ambiente di virtualizzazione desktop che consente la completa gestione delle VM Altri tool per il management e la conversione di server reali in virtuali che generalmente sono gratuiti ma a pagamento nelle versioni più avanzate

Uno dei primi e dei più attivi nella ricerca di soluzioni per la Virtualizzazione.

Dispone di diversi prodotti alcuni rilasciati gratuitamente:

ESXi (gratuito) – ESX (pagamento): hypervisor leggeri occupano in RAM circa 83 MB

VMWare Server (gratuito): layer di virtualizzazione che richiede un SO sottostante

VMWare Player (gratuito): ambiente di virtualizzazione desktop che consente la sola esecuzione delle VM

VMWare desktop (pagamento): ambiente di virtualizzazione desktop che consente la completa gestione delle VM

Altri tool per il management e la conversione di server reali in virtuali che generalmente sono gratuiti ma a pagamento nelle versioni più avanzate

XEN – Para Virtualization - GPL Le virtual machine sono chiamate Domain Il Domain0 è la VM di amministrazione creata direttamente dall'hypervisor in fase di boot e può essere ospitata su linux kernel 2.6 o su netBSD 3.0 I DomainU(nprevileged) sono le altre VM: Linux, BSD e altri SO opensource su HW qualsiasi Windows e closed source in genere su HW predisposto (Intel – Vanderpool / AMD Pacifica) – ma siamo un po' ancora a livello di aneddoti

Le virtual machine sono chiamate Domain

Il Domain0 è la VM di amministrazione creata direttamente dall'hypervisor in fase di boot e può essere ospitata su linux kernel 2.6 o su netBSD 3.0

I DomainU(nprevileged) sono le altre VM:

Linux, BSD e altri SO opensource su HW qualsiasi

Windows e closed source in genere su HW predisposto (Intel – Vanderpool / AMD Pacifica) – ma siamo un po' ancora a livello di aneddoti

Demo Software di Virtualizzazione VMWare Player su host Windows XP – Prove di avvio, backup e duplicazione Diversi SO guest: Minidistro Linux ottimizzata per la gestione dei firewall - IPCOP con interfaccia web ( http://ipcop.org ) Minidistro FreeBSD ottimizzata per la gestione dei NAS – Freenas con interfaccia web ( http://www.freenas.org ) ReactOS – SO free con architettura Windows ( http://www.reactos.org ) Minidistro Linux per desktop ( http://damnsmalllinux.org )

Software di Virtualizzazione VMWare Player su host Windows XP – Prove di avvio, backup e duplicazione

Diversi SO guest:

Minidistro Linux ottimizzata per la gestione dei firewall - IPCOP con interfaccia web ( http://ipcop.org )

Minidistro FreeBSD ottimizzata per la gestione dei NAS – Freenas con interfaccia web ( http://www.freenas.org )

ReactOS – SO free con architettura Windows ( http://www.reactos.org )

Minidistro Linux per desktop ( http://damnsmalllinux.org )

Riferimenti Virtual Linux - An overview of virtualization methods, architectures, and implementations VMware virtualizza i cellulari - http://punto-informatico.it/2471913/Telefonia/News/vmware-virtualizza-cellulari.aspx QEMU - http://bellard.org/qemu/ VMWare - Get an intro to virtualization - http://www.vmware.com/virtualization/ XEN - http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/xen/ Wikipedia - http://it.wikipedia.org/wiki/Virtualizzazione_X86

Virtual Linux - An overview of virtualization methods, architectures, and implementations

VMware virtualizza i cellulari - http://punto-informatico.it/2471913/Telefonia/News/vmware-virtualizza-cellulari.aspx

QEMU - http://bellard.org/qemu/

VMWare - Get an intro to virtualization - http://www.vmware.com/virtualization/

XEN - http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/xen/

Wikipedia - http://it.wikipedia.org/wiki/Virtualizzazione_X86

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