Virtualizace

Obsah [skrýt] 1 O virtualizaci obecně 1.1 Slovíčko „virtuální“ v oblasti výpočetní techniky 1.2 Virtualizace (Virtualization) 1.3 „Historie virtualizace“ 2 Virtualizace OS (platform virtualization) 2.1 Srovnání s podobnými přístupy 2.2 Přístupy ke zrychlení virtualizace 2.3 Proč virtualizovat? 2.4 HW požadavky 3 Zdroje

O virtualizaci obecně

Slovíčko „virtuální“ v oblasti výpočetní techniky

1. programy, emulující činnost hardware
   • virtualization
2. simulace reálného života
   • virtuální realita
   • virtual world
3. počítačová náhrada něčeho
   • virtual community
   • virtual library
   • virtual conference

Virtualizace (Virtualization)

Pojem virtualizace obecně

Odstínění programu od HW či SW, na kterých je závislý.

Již znáte z předchozího studia

• virtuální stroj Javy
• virtualizaci paměti (OSY 3)
• virtuální CD mechanika

Lze

• Virtualizace HW (platformy)
  • SW je spouštěn v prostředí, díky kterému je nezávislý na konkrétním HW
  • Touto variantou se zabýváme dále.
• Virtualizace úložného prostoru.
• Virtualizace SW

  operační systém: wine (viz dále)

• Virtual Private Network
• Application virtualization.

„Historie virtualizace“

Jak moc byl v historii SW závislý na konkrétním HW?

Virtualizace je možná i díky růstu výkonu počítačů. Viz také Mooreův zákon.

Virtualizace OS (platform virtualization)

Někdy také označováno jako virtualizace hardware.

Srovnání s podobnými přístupy

Virtualizace HW × simulace

• Při simulaci vybíráme pouze podstatné vlastnosti simulovaného systému.
• Simulovaný HW nelze použít jako náhradu skutečného.

• Příklady simulace: Cisco Packet Tracer, simulátor automobilu v autoškole,...

Virtualizace HW × emulace API

• Při emulaci API běží proces normálně v operačním systému.
• Emulátor API pouze přijímá systémová volání (volání API) a překládá je na volání API hostujícího systému.
• Emulaci API lze použít pouze pro programy stejné platformy, programy přímo přistupují k hostujícímu HW (nejedná se o virtualizaci v našem slova smyslu).

• Příklad emulace API: WINE,...

Přístupy ke zrychlení virtualizace

• Full virtualization (plná virtualizace)
  • Veškerá činnost hardware virtuálního stroje je prováděna hypervizorem (softwarově).
  • (-) Pomalé, náročné na výpočetní výkon.
  • (+) Lze virtualizovat jakoukoli platformu nezávisle na platformě hostitelského počítače.
• Paravirtualization (paravirtualizace)
  • Předpokládá spolupráci mezi hostitelským a virtualizovaným operačním systémem.
  • Předpoklad: virtualizovaný operační systém musí umět pracovat s informací, že teď běží na virtuálním stroji.
  • Spouštím běžný výpočet přímo ve (fyzickém) procesoru hostitelského počítače s tím, že pokud virtuální operační systém potřebuje pracovat s HW, tak ví, že má oslovit hypervizor.
  • (-) Lze použít pouze pro operační systémy, které tento způsob virtualizace podporují (GNU/Linux).
  • (-) Virtualizovaná a hostitelská platforma musí být stejné.
  • (+) Většina kódu aplikace se provádí přímo v hardware.
  • (+) Virtuální stroje mohou za některých okolností sdílet některé systémové knihovny apod.
• Hardware-assisted virtualization (virtualizace s podporou HW)
  • Využívá rozšiřující instrukční sady moderních procesorů.

Proč virtualizovat?

1. spouštění programů pro různé operační systémy na jednom počítači
2. spouštění zastaralého SW
3. testování konfigurace
4. úspora prostředků za HW a energii
5. snazší správa
6. efektivnější využití výkonu
7. vývoj operačních systémů
8. vývoj programů, které musí fungovat na různých platformách

HW požadavky

1. Dostatek paměti pro hostitelský OS i pro virtuální OS
   • V současnosti (2010) musí být obvykle operační paměť pro virtuální stroj vyhrazena trvale v celé velikosti, bez ohledu na aktuální využití.
2. Dostatek místa na pevném disku
   • Virtuální pevné disky lze omezit, aby zabíraly jen tolik místa, kolik je na nich aktuálně zapsáno dat.
3. Pro některé přístupy vyžadují sadu instrukcí pro HW-podporu virtualizace:
   • Intel VT-x
   • AMD V
   • Úkol: Najděte příklad tří typů procesorů s podporou virtualizace OS.

Zdroje

• en.wikipedia.org > Virtualization
• Virtual (computing). In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 22 November 2009 at 20:34, last modified on 22 November 2009 at 20:34 [cit. 2010-09-18]. Dostupné z WWW: <http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_computing>.