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VIRTUALIZAÇÃO

Diego Sandro ZilliAcadêmico de Sistema de InformaçãoUNIPAR – Campus Francisco Beltrãozili87@hotmail.com

Resumo: A virtualização é uma inovação que está sendo vista com outros olhos nas grandes empresas que possuem no seu parque tecnológico um grande número de servidores, pois ela é uma tecnologia capaz de substituir vários servidores físicos, podendo assim um único servidor físico possuir vários sistemas operacionais. Essa solução pode nos trazer vantagens, como a de recursosfinanceiros, fácil manutenção, redução de espaço na área tecnológica da empresa e o suporte a várias plataformas de sistemas operacionais.Palavras-chave: Virtualização, Servidores Físicos, Sistemas Operacionais, Informática, Servidor.

INTRODUÇÃO

Com o aumento das informações no mundo atual, as empresas estão sendo

obrigadas a buscar uma solução para armazenar e processar essas informações de

maneira rápida e eficiente. A alternativa seria a compra de vários servidores, mas

como nem toda empresa possui um orçamento disponível para isso, ou não tem

espaço físico em suas instalações, muitas empresas estão adotando uma forma de

trabalho mais simples e econômica, que é a Virtualização.

Virtualização é uma tecnologia que está sendo usada desde a década de 50,

e naquela década a virtualização era usada como uma cópia do servidor mestre, já

ultimamente está sendo mais aprofundada e estudada na área de servidores para

empresas, órgãos públicos ou até mesmo para usuários que necessitem de

sistemas operacionais diferentes na sua máquina desktop1. (Laureano, 2006).

O objetivo deste trabalho é demonstrar como a virtualização é capaz de

substituir seus servidores físicos por servidores virtuais, tendo como objetivo a

economia, tanto na compra dos equipamentos, pois com um único servidor podemos

realizar a tarefa de vários servidores, quanto no consumo de energia, pois teremos

1 Maquina de uso pessoal.

1

um único equipamento ligado à rede elétrica gerando com isso uma substancial

redução de gastos relacionados a TI (Tecnologia da Informação). Também será

demonstrado como ela é capaz de reduzir o espaço ocupado pelos servidores no

parque tecnológico das empresas, pois com apenas um servidor físico, é possível

instalar vários servidores virtuais com diferentes sistemas operacionais, e podendo

assim realizar os mesmos serviços feitos pelos servidores físicos. Um exemplo onde

podemos ver que esta tecnologia está sendo realizada é na Prefeitura Municipal de

São Paulo, onde existe um parque tecnológico com três servidores físicos, e neles

instalados 53 servidores virtuais.

Para que isto seja funcional é necessário um software de virtualização, que

deve suportar diferentes plataformas, e com seus tipos e formas, conseguem

realizar o trabalho desejado.

1. SOBRE A VIRTUALIZAÇÃO

O termo virtualização vem sendo usado desde a década de 50, com o

objetivo de simular uma réplica de uma máquina real, mas essa tecnologia veio a

estourar na década de 90, onde surgiram softwares para a utilização desta

tecnologia. (Laureano, 2006).

Virtualização seria nada mais que, rodar vários sistemas operacionais em

uma máquina física, o que está se tornando uma alternativa viável para quem possui

um sistema de computação, pelas vantagens de custos, portabilidade e segurança

que ela traz.

A partir dessa alternativa de virtualização, grandes empresas e órgãos

públicos começaram a se interessar pelo assunto, e estão adotando esta tecnologia

no seu parque tecnológico.

Uma notícia divulgada em agosto de 2007 pelo site Guia do Hardware relata a

utilização da tecnologia de Virtualização em uma empresa muito conhecida por

todos, nada menos que a IBM, uma pioneira na Informática:

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A IBM, grande nome do mundo da informática, substituirá um total de 4000 servidores por apenas 30 mainframes rodando Linux. Os servidores a serem substituídos estão instalados em seis localidades diferentes, e ocupam em conjunto a mesma extensão de 140 campos de futebol (!). Os 30 mainframes que os substituirão são muito menores, aproximadamente do tamanho de um freezer. Há dois aspectos relevantes nesse anúncio. Um é a coerência que a IBM mantém firme, com sua aposta na iniciativa "Big Green", que visa diminuir os custos com seus clientes cortando gastos com energia. O segundo, melhor para a comunidade open source, é o uso de Linux nessa transição: apostam fielmente no software livre, que dá conta muito bem de tarefas críticas e pesadas como essa. Esse projeto usa tecnologias de virtualização que permitem consolidar servidores, e inclui o uso de sistemas de refrigeração mais eficientes. A idéia da IBM é dobrar sua capacidade em centros de dados antes de 2010, sem aumentar o consumo ou as emissões de substâncias nocivas ao meio ambiente.(http://www.guiadohardware.net/noticias/2007-08/26.html, 2007).

Esta notícia somente vem comprovar que esta tecnologia está sendo

empregada em gigantes do mundo da tecnologia e é uma tecnologia viável e com

um futuro pela frente.

Hoje em dia uma nova tecnologia nos processadores está vindo com suporte

a virtualização, mais conhecida nos processadores Intel como Vanderpool® (VT) e

nos processadores da linha AMD como Pacifica®, onde permite que o processador

da máquina real funcione como vários processadores, desta maneira, cada máquina

virtual irá possuir seu próprio processador virtual, no caso sendo eles paralelos, com

seus processamentos sendo executados iguais a todos.

A Intel é uma empresa que está investindo na área de Virtualização, além de

criar um processador com suporte a Virtualização, eles acreditam que esta

tecnologia irá revolucionar a área de informática, como podemos observar no

comunicado de imprensa no site da Intel:

Com as inovações da Intel® Virtualization Technology embutida, estamos na vanguarda para resolver alguns dos maiores desafios enfrentados pela indústria da tecnologia da informação atualmente", declarou Robert B. Crooke, vice-presidente e diretor geral do Grupo de Clientes de Negócios da Intel. "Os analistas acreditam que a virtualização é uma das tecnologias mais inovadoras para os PCs na última década e a nossa tecnologia, combinada aos esforços da nossa Indústria, vão ajudar a trazer tudo isso para a pauta do dia.(http://www.intel.com/portugues/pressroom/releases/2005/1123a.htm, 2005).

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2. SOFTWARES DE VIRTUALIZAÇÃO

Para que o processo de virtualização seja executado é necessário um

software de virtualização, onde este software serve para fazer a emulação do

sistema operacional, reconhecendo os hardwares da máquina física, e ainda por

cima ele nos dá suporte de instalação a sistemas operacionais diferentes, como

Windows, Linux e entre outros. (Laureano, 2006).

Contudo, para essas informações acima, o software de virtualização necessita

de um sistema operacional base para ser instalado, e assim dando o suporte aos

outros sistemas operacionais virtualizados. Um fator que não devemos esquecer, é

que a máquina física deverá ter um bom processamento e memória, para ter uma

virtualização bem sucedida.

No mercado existem diversos tipos de softwares de virtualização, o mais

conhecido é o Vmware, mas existe o Xen, QEMU, Bochs, entre outros. (Laureano,

2006).

Neste artigo iremos tratar do Vmware e Xen, os mais utilizados para a

Virtualização.

2.1 VMWARE

Vmware é um sof tware de v i r tua l ização mui to conhecido pelos

administradores de redes, foi lançado em 1998 pela empresa EMC, para reativar

uma tecnologia até então parada.

Este software é uma ferramenta útil em diversas aplicações, simulando um

computador dentro de uma janela, permitindo a instalação de vários sistemas

operacionais em janelas diferentes. Com a instalação do Vmware, as máquinas

virtuais possuem uma bios2 para cada máquina, sendo assim poderão ser

configurados os dispositivos de hardwares para cada máquina virtual, exemplo,

rede, som, boot, entre outros.

2 Termo conhecido como Basic Integrated Operating System (Sistema Operacional Básico Integrado), ele que detecta e apresenta para os softwares os hardwares que o computador possui.

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O armazenamento dos sistemas instalados no Vmware funciona em arquivos,

cada máquina virtual possui o seu arquivo num determinado lugar no seu HD, sendo

ele definido na configuração da instalação do sistema no Vmware. Na configuração

também pode ser definido quanto de memória será disponibilizado para o sistema

operacional da máquina virtual, o tamanho do espaço em disco que ela ocupará,

números de processadores disponíveis para cada máquina e os hardwares

disponíveis para as máquinas, como CD, Disquette, USB.

Sendo assim, muitas empresas estão adquirindo este software, pois ele

substitui várias máquinas físicas por máquinas virtuais, e como isso é um fator muito

importante para grandes empresas, tanto na parte de redução de custos, quanto na

redução de espaço, muitas multinacionais começaram a se interessar pela Vmware,

e estão comprando ações, pois estão acreditando que essa tecnologia irá

revolucionar os servidores das grandes empresas. A empresa Cisco Systems,

publicou em uma notícia no site itweb, o investimento realizado no software Vmware,

da empresa EMC.

A Cisco Systems planeja adquirir US$ 150 milhões em ações da Vmware, unidade voltada a virtualização da EMC, que vai se tornar uma empresa independente. O objetivo da Cisco é aproveitar sua oferta de infra-estrutura de networking em conjunto com produtos de virtualização da VMware. Anunciado nesta sexta-feira (27 de julho), o negócio refere-se a maior colaboração entre a vmware e a Cisco para otimização de data center e para estender os benefícios da virtualização além do datacenter para escritórios remotos e desktops do usuário final. A Vmware e a virtualização de sistemas operacionais vêm ganhando projeção nos últimos trimestres: a EMC anunciou seus resultados positivos há alguns dias, e publicou crescimento de 89% nas vendas da unidade. Estudos e análises creditam à empresa 80% do mercado de virtualização. A EMC continuará a controlar a Vmware depois dos investimentos da Cisco e da Intel ed e p o i s d o l a n ç a m e n t o d a IPO. (http://www.itweb.com.br/noticias/index.asp?cod=29304, 2007).

As distribuições da Vmware possuem versões pagas e versões livres, sendo

elas: Vmware Workstation, Vmware Player e Vmware Server GSX & ESX.

As versões Vmware Workstation e Vmware Player são as versões mais

simples das máquinas virtuais, indicadas para aplicações leves ou de testes, pois

toda a virtualização é feita por meio de um hardware virtualizado, tendo assim

menos desempenho no sistema. Estão disponíveis para os sistemas Windows e

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Linux, sendo elas versões pagas, mas disponíveis através de uma licença de 30 dias

para testes.

As versões Vmware Server GSX & ESX, são as versões mais completas e

feitas para servidores de pequeno, médio e grande porte.

A versão ESX funciona como um sistema operacional, não dependendo de

um sistema raiz para a instalação, tendo assim uma inserção direta ao hardware

físico da máquina, aumentando o desempenho do sistema. Para a sua melhor

segurança este modo de virtualização só tem o suporte com servidores

homologados a vmware, no caso os servidores “parudos” e próprios para isto. Sendo

uma versão paga.

A versão GSX funciona para servidores não tão exigidos pelas empresas,

pois ele é um software que tem limitações de hardware, exemplo, um montante

máximo de memória. Disponível para os sistemas Windows e Linux, sendo uma

versão gratuita, onde é necessário o cadastramento no site www.vmware.com, para

adquirir a licença de uso.

2.2 XEN

Xen é um software de virtualização livre, foi desenvolvido na Universidade de

Cambridge, coordenado por Ian Pratt, e conhecido mundialmente pelo projeto

XenSource, por ser um software de código aberto, onde qualquer pessoa pode

alterar seus fontes, e sem custo de adesão.

Seu lançamento ao publico só veio a vir em 2003, e foi comprado em 2007

pela Citrix, num valor de US$ 500 milhões, comprovado em uma notícia do site

computerword:

A Citrix fez o anuncio da aquisição da empresa de virtualização em código aberto XenSource hoje (15 de agosto), um dia depois da sua maior concorrente VMware ter feito IPO de 10% de suas ações. Os rumores indicando a aquisição já vinham circulando há alguns dias. Os conselhos da Citrix e da XenSource já aprovaram a negociação. Ainda sujeita à aprovação dos órgãos de regulamentação, a Citrix espera fechar a compra no meio do quarto trimestre de 2007, diz David Henshall, chief financial o f f i c e r d a e m p r e s a . (http://computerworld.uol.com.br/infra_estrutura/2007/08/15/idgnoticia.2007-08-15.4405666289/, 2007).

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A citrix lançou seu próprio software em virtualização, chamado de XenServer,

uma versão paga com a base no projeto XenServer. Ele funciona da mesma

maneira que o projeto ESX da Vmware, seu principal concorrente.

Seu suporte de instalação é totalmente focado num sistema operacional

Linux, lhe oferecendo o total desempenho possível.

O Xen trabalha diretamente com o hardware, sua memória é separada por

blocos, desta maneira os processos são gerados diretamente na memória. Os

discos rígidos também são separados por blocos, proporcionando um acesso rápido

ao disco, tanto na leitura quanto na gravação. Tudo isso é definido na configuração

do Xen, dependendo da necessidade do sistema operacional instalado por ele.

Por ser um software de livre circulação e de bom desempenho para grandes

empresas, muitas delas acabam adotando esta tecnologia nos seus parques de

informática, como pode ser visto nesta notícia fornecida pelo site Linux Magazine:

No Brasil, as grandes empresas são as principais usuárias de Software Livre. Essa foi uma das principais conclusões da pesquisa intitulada “Tendência de Investimentos e Utilização de Software Livre nas Empresas Brasileiras”, realizada ao longo de 2007 pelo Instituto Sem Fronteiras e patrocinada por IBM, Intel, Itautec e Red Hat. Mais de mil executivos de empresas dos mais variados segmentos de mercado, como manufatura, serviços, governo, finanças, agribusiness, educação e petróleo participaram da pesquisa, que verificou que o Software Livre está presente em 73% das empresas com mais de 1.000 funcionários, enquanto 31% das menores (até 99 funcionários) utilizam essa inovadora tecnologia. (http://www.linuxmagazine.com.br/noticia/pesquisa_tendencias_2007, 2006).

Seu modo de configuração e instalação é totalmente em código fonte,

diferente do Vmware, sendo assim um software difícil de instalar, e não muito usado

pelos usuários de desktop, e sim pelas empresas que possuem um técnico

especializado para isto.

3. TÉCNICAS DE VIRTUALIZAÇÃO

As técnicas mais utilizadas atualmente para a Virtualização são a

virtualização total (full virtualization) e a paravirtualização (paravirtualization).

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3.1 VIRTUALIZAÇÃO TOTAL

Na Virtualização total, a estrutura do hardware da máquina é totalmente

virtualizada, onde são consumidas grandes quantidades de recursos

computacionais, como processador e memória. A principal característica da

virtualização total é justamente que o sistema operacional a ser virtualizado não

precisa sofrer nenhuma alteração, pois tudo está concentrado numa camada entre o

Sistema Operacional virtualizado e o Hardware virtualizado, onde temos os drivers

genéricos, e esta camada é responsável pela comunicação e configuração entre

eles, deixando assim o sistema mais lento.

Laureano (2006) descreve como funciona esta técnica de virtualização em

camadas, demonstrado a seguir.

Camadas de representação da virtualização total.

Figura 01: Funcionamento da Virtualização Total.

Sobre o processo de recursos de hardware, a virtualização total trabalha com

um espaço reservado de memória e um espaço reservado em disco, definido ao

instanciar uma máquina virtual.

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3.2 PARAVIRTUALIZAÇÃO

Na paravirtualização a estrutura do hardware é mais desenvolvida do que a

virtualização total, pois ela disponibiliza o acesso direto ao hardware, mas somente

com os processadores que possuem suporte a virtualização, no caso da Intel VT

(Vanderpool) e a AMD VT (Pacifica).

Esse acesso direto ao hardware permite uma máquina virtual com um

desempenho muito próximo a uma máquina real, pois ele utiliza os recursos totais

disponíveis pela máquina física, como armazenamento, processamento e

velocidade.

Laureano (2006) descreve como funciona esta técnica de virtualização em

camadas, demonstrado a seguir.

Camadas de representação da paravirtualização.

Figura 02: Funcionamento da Paravirtualização.

Os recursos do hardware são realizados em forma de compartilhamento,

tanto na parte de memória quanto na parte de espaço em disco, definido pelo

usuário no software de virtualização.

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4. VANTAGENS E DESVANTAGENS DA VIRTUALIZAÇÃO

Todos os softwares possuem suas vantagens, pois eles são trabalhados para

suprir alguma necessidade, ou gerar facilidades ao consumidor. Mas também

existem as desvantagens, como falhas e algo que ele não possa fazer.

Com o objetivo de reduzir custos, manutenção e centralizar os trabalhos da

tecnologia em um único local, as empresas estão adotando uma forma de trabalho

moderna, que é a compra de um servidor mais robusto, com um grande espaço em

disco e um bom processamento, capaz de hospedar as máquinas virtuais com seus

devidos sistemas operacionais instalados. Este processo foi batizado como

consolidação de servidores.

Existem várias vantagens para a utilização de máquinas virtuais, ou melhor,

benefícios, como:

x Facilitar o treinamento e novos testes de sistemas operacionais.

x Simular o desempenho de aplicativos em sistemas operacionais

diferentes.

x Simular falhas no hardware para testes ou reconfiguração de um

sistema operacional.

x Suporte a vários sistemas operacionais.

x Diminuição de custos com hardware.

x Aproveitar melhor os recursos do hardware na máquina física.

x Diminuir os gastos com a energia elétrica.

x Diminuir o calor produzido pelas máquinas.

Segundo uma noticia publicada pela empresa Strattus Softwares, Marcel

Saraiva, gerente de plataformas corporativas da Intel, dá um exemplo de uma

vantagem da Virtualização.

[...] Uma das vantagens da virtualização é que é possível aproveitar melhor os recursos da máquina. Por exemplo, um servidor de e-mail exige mais do hardware durante o dia, enquanto todos os funcionários trabalham, mas fica com a capacidade ociosa durante a noite. Esses recursos podem ser alocados para rodar relatórios em uma aplicação de banco de dados d u r a n t e e s t e p e r í o d o [ . . . ] . (http://www.strattus.com.br/noticias.asp?CodNoticia=14, 2006).

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Mas também existem as desvantagens com o uso da virtualização, e uma

delas está nas arquiteturas mais antigas de processadores, pois estas arquiteturas

não possuem suporte nativo a Virtualização, tendo assim um desempenho de 50%

menor, comparado aos processadores com suporte a Virtualização, segundo Marcos

Laureano (2006).

Outro fator que podemos citar como desvantagem, é um possível travamento

do servidor raiz, sendo de algum erro de hardware ou de software. Neste servidor

estão concentrados os servidores virtuais, e com esse possível travamento todos os

sistemas operacionais ali instalados irão parar, voltando somente no momento que

ele for consertado, ou verificado o erro que ocorreu.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A virtualização seria uma excelente alternativa para as empresas e órgãos

públicos que estão querendo economizar na sua área de Tecnologia de Informação.

Tendo como ponto positivo as vantagens, como já citado a economia e a praticidade

na manutenção dos softwares e hardwares, onde esta tecnologia está sendo

estudada para ser realmente no nível de uma máquina real, ou com um

desempenho até melhor.

Com este estudo realizado sobre virtualização, podemos ver que esta

tecnologia irá suprir uma necessidade na área de servidores de informática, onde

isso pode ser comprovado por meio de exemplos de grandes empresas no mundo

atual que estão usando desta tecnologia, no caso a IBM e Prefeitura Municipal de

São Paulo.

Foi concluído também que para ter uma virtualização de bom desempenho,

será necessário que o servidor físico tenha requisitos mínimos para seu bom

funcionamento, tais como: ter um processador com suporte nativo a virtualização,

uma boa quantidade de memória, um bom espaço em disco e um bom software de

virtualização, onde com esse conjunto de hardware e software, o usuário que irá

trabalhar nesta empresa terá um trabalho agradável e de bom desempenho.

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6. REFERÊNCIAS

LAUREANO, Marcos Aurélio Pchek. Máquinas virtuais e emuladores. São Paulo: Novatec, 2006.

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Citr ix vai comprar a XenSource por US$ 500 milhões. Disponível em: <http://computerworld.uol.com.br/infra_estrutura/2007/08/15/idgnoticia.2007-08-15.4405666289/>. Acesso em: 31 maio 2008.

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