¿Qué es Virtualización?

Terminología

Host (anfitrión)

Guest (invitado)

Hypervisor / Virtual Machine Manager (VMM)

Hypervisores

El hypervisor o monitor de máquinas virtuales (VMM) es un programa que provee una capa de hardware virtual al S.O. que se ejecuta en el guest.

• Los S.O. ejecutándose en el guest "ven" el hardware virtual provisto por el hypervisor.
• Dependiento del hypervisor y del S.O. del guest, el S.O. del guest puede o no saber que se ejecuta virtualizado.

Hypervisores Tipo 1 - Bare Metal

Ejemplos: Xen, VMware GSX, Microsoft Hyper-V.

Hypervisores Tipo 2 - Hosted

Ejemplos: QEmu, VirtualBox, VMware Workstation

Virtualizar Hardware x86

• x86 tiene cuatro niveles de privilegios (conocidos como anillos TCB).
• El S.O. se espera que corra en el anillo 0 (donde tiene acceso directo al hardware).
• Las aplicaciones de usuario corren en el anillo 3 (donde tienen pocos privilegios).

Virtualizar Hardware x86 (cont.)

• Debido a que el hypervisor necesita acceso al hardware y se ubica debajo del S.O, ocupa el anillo 0 y desplaza hacia arriba al Sistema Operativo.
• El sistema operativo espera correr en el anillo 0, pero se encuentra en el 1...

Implentaciones de Virtualización de la CPU

• Virtualización Completa
• Paravirtualización
• Virtualización Asistida por el S.O.
• Virtualizacion Asistida por Hardware

Virtualización Completa

• El hypervisor emula todo el hardware subyacente (CPU, Memoria, E/S, Periféricos).
• Traducción de binarios / Ejecución directa.
• Permite correr S.O. sin modificaciones.

Paravirtualización

• Se modifica el kernel del guest para ejecutarse en el hypervisor.
• El kernel del guest convierte las operaciones no virtualizables en "hyper-llamadas".
• El hypervisor ejecuta las operaciones no virtualizables en nombre del kernel del guest.
• Al ser necesario modificar el kernel del guest, soporta guests con S.O. Open Source.

Virtualización Asistida por el S.O.

• Permite crear VPSs (virtual private servers) o "containers".
• Se aprovecha del diseño de los S.O. Unix y Linux.
• Los S.O. guest tienen su propio root FS pero comparten el mismo kernel.
• El S.O. del guest tiene que ser compatible con el kernel compartido.

Virtualización Asistida por Hardware

• Hace uso de las extensiones de virtualización del hardware
• Procesador
• AMD Virtualization (AMD-V)
• Intel VT
• Memoria
• AMD Nested Page Tables (NPT)
• Intel Extended Page Tables (EPT)
• E/S y Periféricos
• AMD I/O Virtualization Technology (IOMMU)
• Intel VT-d

Implentaciones de Virtualización de la CPU

• Virtualización Completa
• Open Source: Qemu, VirtualBox
• Comercial: VMWare Server, Microsoft Virtual Server
• Virtualización Asistida por el S.O.
• Open Source: LxC, OpenVZ, Linux VServer
• Comerciales: Parallels (Virtuozzo), Solaris Zones and Containers
• Paravirtualización
• Open Source: Xen
• Comerciales: VMware ESX Server, Microsoft Hyper-V
• Virtualizacion Asistida por Hardware
• Open Source: KVM, VirtualBox
• Comerciales: Microsoft Hyper-V

No solo consolidar el procesamiento...

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"La Nube"