Open Virtualization - Virtualização em Software Livre

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Apresentação na 2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação da UNINASSAU

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Open Virtualization - Virtualização em Software Livre

  1. 1. Open Virtualization Virtualização em Software Livre Frederico Madeira LPIC­1, LPIC­2, CCNA fred@madeira.eng.br www.madeira.eng.br2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  2. 2. O que é Virtualização ?“É um termo que se refere a criação de máquinas virtuais que se comportam com se fosseum computador real. O software executado nesta máquina virtual é separado do hardwarereal da máquina.” Wikipedia“É um termo amplo da computação que se refere a capacidade de executar software,comumente, sistemas operacionais, concorrentemente e isolados de outros programas dosistema.” Red Hat Enterprise Linux 5Virtualization Guide“É a criação de substitutos flexíveis para recursos reais — substitutos que têm as mesmasfunções e interfaces externas que seus equivalentes reais, mas diferem em atributoscomo tamanho, desempenho e custo. Esses substitutos são denominados recursosvirtuais; seus usuários geralmente não têm conhecimento da substituição.” IBM DeveloperWorks: Hypervisores, virtualização e a nuvem2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  3. 3. 2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  4. 4. Por que Virtualizar ?➔ Consolidação de Servidores (redução do número físico de servidores)➔ Menor Complexidade em infra-estrutura física➔ Rápido aprovisionamento de novos servidores➔ Recuperação de desastres➔ Redução de Custo ➔ Com Hardware: contratos de manutenção, upgrades, aquisições ➔ Energia ➔ Espaço ➔ Tempo de instalação ➔ Gerenciamento ➔ Produtividade do administrador aumentada2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  5. 5. Hypervisors➔ Os hypervisors são componentes de software ou firmware que podem virtualizar recursos do sistema.➔ A virtualização geralmente é implementada através de um Hypervisor➔ Também chamado de Virtual Machine Monitor (Monitor de Máquina Virtual) ou VMM➔ Oferecem uma forma conveniente de usar o mesmo hardware do computador físico para outras tarefas diferentes➔ Os hypervisors não são iguais, mas todos oferecem recursos semelhantes2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  6. 6. Tipos de Hypervisors➔ Tipo 1 ➔ Funcionam diretamente no HW ➔ Chamados de HardV ➔ Recomendados para servidores de produção ➔ Pode ser carregado via pendrive ➔ Baixo overhead➔ Tipo 2 ➔ Funcionam sobre um sistema operacional host e oferecem o serviço de virtualização ➔ Chamados de SoftV ➔ Não recomendado para servidores de produção ➔ Normalmente utilizados como porta de entrada para a virtualização ➔ Alto overhead, pois o SO Host consome recursos do Hw➔ Temos outros tipos de virtualização, mas para escopo deste trabalho, não foram descritos aqui2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  7. 7. Tipos de Hypervisors2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  8. 8. Exemplo de Hypervisors➔ PowerVM: Um recurso dos servidores IBM POWER5, POWER6 e POWER7, suporte fornecido por IBM i, AIX®e Linux®. http://www-03.ibm.com/systems/power/software/virtualization/index.html➔ VMware ESX Server (vSphere): Hypervisor integrado "do zero", os hypervisores de software empresariais da VMware ESX funcionam diretamente no hardware do servidor sem a necessidade de outro sistema operacional subjacente. http://www.vmware.com/products/datacenter-virtualization/vsphere/index.html➔ Xen (Citrix): Os sistemas do Xen têm uma estrutura com o hypervisor Xen como a camada mais baixa e mais privilegiada. http://www.citrix.com/products/xenserver/overview.html2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  9. 9. Exemplo de Hypervisors➔ KVM: Estrutura de virtualização para Linux kernel, o KVM suporta a virtualização nativa em processadores com extensões de virtualização de hardware (Intel VT ou AMD-V). O KVM é nativo no kernel do linux a partir da versão 2.6.20. http://www.linux-kvm.org/page/Main_Page➔ z/VM: Versão atual dos sistemas operacionais de máquina virtual da IBM, o z/VM funciona no zSeries da IBM e pode ser usado para suportar uma grande quantidade (milhares) de máquinas virtuais Linux. http://www.vm.ibm.com/2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  10. 10. Funcionalidades desejadas em um Hypervisor➔ Desempenho da máquina virtual Os sistemas virtuais deveriam ter desempenho similar ou superior aos seus equivalentes, pelo menos em relação aos aplicativos dentro cada servidor. Qualquer coisa além dessa referência é lucro.➔ Gerenciamento de memória➔ Alta disponibilidade Cada grande fornecedor tem sua própria solução de alta disponibilidade e a maneira como cada um atinge isso pode ser bem diferente, variando desde métodos minimalistas até muito complexos➔ Migração ativa Migração ativa em diferentes plataformas e a capacidade de migrar simultaneamente duas ou mais VMs2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  11. 11. Funcionalidades desejadas em um Hypervisor➔ Redes, armazenamento e segurança Em rede, os hypervisors devem suportar agrupamento de cartões de interface de rede (NICs) e balanceamento de carga, isolamento Unicast e suporte para o entroncamento de rede de área local virtual (VLAN) padrão (802.1Q). Em armazenamento, devem suportar armazenamento em rede iSCSI e Fibre Channel➔ Recursos de gerenciamento Devem oferecer recursos de trap do Simple Network Management Protocol (SNMP), integração com outros softwares de gerenciamento e tolerância a falhas do servidor de gerenciamento. Interface para o gerenciamento da solução2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  12. 12. KVM – Kernel-based Virtual Machine➔ É um módulo do kernel Linux que transforma o Linux em um hypervisor➔ Requer extensões de virtualização da CPU # grep -E svm|vmx /proc/cpuinfo onde svm(AMD) e vmx(Intel)➔ Possui performance competitiva em relação aos outros hypervisors e é rico em funcionalidades➔ Possui sistema avançado de gerenciamento de memória➔ Bastante integrado ao kernel Linux.2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  13. 13. KVM – Kernel-based Virtual Machine➔ Um hypervisor necessita de: ➔ Gerenciamento de memória e um escalonador ➔ I/O stack ➔ Device drivers ➔ Gerenciamento de pilha ➔ Rede➔ O linux é reconhecidamente eficiente em todas as tarefas acima, então por que reinventar a roda ?➔ Reuso do código linux sempre que possível2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  14. 14. KVM – Arquitetura ➔ Guest OS, executado no user-space ➔ Cada Guest OS representa um único processo no Host OS. ➔ O hypervisor é um módulo carregado no kernel como qualquer outro. ➔ A CPU provê suporte a virtualização ➔ A memória é virtualizada através do módulo KVM ➔ O I/O e demais recursos de hardware como disco, rede são virtualizados através do QEMU2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  15. 15. Libvirt – Virtualization Library➔ É uma API Linux para virtualização que suporta diversos hypervisors como Xen, KVM, QEMU, OpenVZ, etc.➔ Biblioteca para gerenciamento de sistemas operacionais Guest “hypervisor- agnostic”➔ Representa apenas a API sobre a qual devem ser desenvolvidas ferramentas para gerenciamento das máquinas virtuais➔ Originalmente desenvolvida para gerenciamento do Xen, mas estendida para outros hypervisors➔ Controla tanto hypervisors locais como remotos, através de protocolos seguros como TLS e Kerberos➔ Na parte de rede, suporta bridging, bondig, vlans2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  16. 16. Libvirt – Virtualization Library Gerenciamento Local Gerenciamento Remoto2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  17. 17. Ferramentas➔ Graças a as APIs do libvirt, temos diversas ferramentas para gerenciamento de nosso ambiente virtualizado. ➔ virsh: Ferramenta de linha de comando que oferece um shell interativo e uma ferramenta de scipting batch para gerenciamento de todos os domínios libvirt, rede e armazenamento ➔ virt-top: Verifique a utilização de CPU, memória e disco de todas as máquians virtuais que estão rodando em um host ➔ virt-install: Fornece uma interface para criação de novas máquinas virtuais. Suporta instalação a partir de imagens locais de CD/DVD ou via rede através de NFS, HTTP e FTP ➔ Virt-manager: Ferramenta de gerenciamento de máquinas virtuais. Permite o gerenciamento de VMs tanto na máquina local como em máquinas remotas, efetuando conexões a seus hipervisors. Direcionada para utilização em casa e pequenos escritórios, gerencia até 20 hosts e suas máquinas virtuais➔ Lista completa em: http://libvirt.org/apps.html#configmgmt2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  18. 18. Ferramentas - Virsh2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  19. 19. Ferramentas - virt-manager Fonte: http://wiki.deimos.fr/KVM_:_Mise_en_place_de_KVM2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  20. 20. oVirt➔ Definido como uma plataforma de gerenciamento para datacenter virtual para: Provisionar, gerenciar, e monitorar hosts, hypervisors, máquinas virtuais, storage e network➔ É um projeto do Open Virtualization project➔ Open Source➔ Baseado em virtualização linux KVM➔ É um servidor rico em funcionalidades, oferecendo diversas funcionalidades encontradas apenas nas soluções de mercado como VmWare, Citrix, alternativa ou vCenter/vSphere➔ Base de solução de virtualização da RedHat➔ Provê imagem de instalação para o nó oVirt2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  21. 21. Ovirt - Funcionalidades ➔ High availability para prover tolerância a falhas ➔ Live migration para mover hosts entre máquinas físicas sem interrupção ➔ Storage management ➔ System scheduler onde é possível criar políticas para balanceamento dos recursos ➔ Image Engine para criar, gerenciar e provisionar máquinas virtuais ➔ Storage Virtualization para garantir acesso a storage de qualquer servidor ➔ Compatível com Glustefs2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  22. 22. Ovirt - Arquitetura2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  23. 23. Ovirt - Dashboard2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  24. 24. Ovirt - Comparativo ➔ Solução de virtualização da RedHat é baseada em KVM e oVirt ➔ Segundo lugar frente a soluções conhecidas de mercado ➔ Fonte: http://bit.ly/virtshootout2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  25. 25. Dúvidas2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012
  26. 26. Referências● Hypervisores, virtualização e a nuvem, disponível em:http://www.ibm.com/developerworks/br/cloud/library/cl-hypervisorcompare/● Virtualização, verbete wikipedia, disponível em:http://en.wikipedia.org/wiki/Virtualization● Red Hat Enterprise Linux 5, Admin Guide, disponível em:https://access.redhat.com/knowledge/docs/en-US/Red_Hat_Enterprise_Linux/5/html/Virtualizatio● Virtualization – The Beguines guide, McGraw Hill● Dez benefícios da virtualização e consolidação de servidores. Disponível em: http://www.a2f.com.br/blog/consolidacao-e-virtualizacao/10-beneficios-da-consolidacao-e-virtua● Discover the Linux Kernel Virtual Machine - http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linux-kvm/● Anatomy of the libvirt virtualization library - http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-libvirt/● Virtualization shoot-out: Citrix, Microsoft, Red Hat, and Vmwarehttp://www.infoworld.com/d/virtualization/virtualization-shoot-out-citrix-microsoft-red-hat-and-vmw 2ª SETIC - Semana de Tecnologia da Informação e Comunicação, 2012

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