Conceitos básicos de Virtualização

O termo ‘virtualização’ é utilizado hoje de diversas formas e em momentos tão distintos do nosso cotidiano, sobretudo no que diz respeito à infraestrutura de recursos computacionais. Ao dizer que tal suporte ou arquivo está virtualizado, imagina-se que esteja alocado em algum ponto do ciberespaço. E a imaginação flui no sentido de que é existente mas intangível. É importante ressaltar que a virtualização não se restringe apenas ao seu uso entre corporações ricas e poderosas (e seus enormes departamentos de TI), mas que se trata de uma tecnologia acessível a todos.

Embora com a mesma finalidade, o conceito de ‘virtualização’ tem muitas definições na computação. Entre elas, a conceituação do Wikipedia afirma ser ‘uma forma de esconder as características físicas de uma plataforma computacional dos utilizadores, mostrando outro hardware virtual, emulando (um software que reproduz as funções de um determinado ambiente, a fim de, permitir a execução de outros softwares sobre ele) um ou mais ambientes isolados’. Ainda para o Wikipedia, ‘o conceito de virtualização de desktops é o mesmo empregado na virtualização de servidores, ou seja, de executar diversos sistemas operativos num único equipamento físico’.

A virtualização está mudando, em quase todos os aspectos, o jeito de como gerenciar sistemas, armazenamentos, redes, segurança, sistemas operativos e aplicações, trazendo inúmeros benefícios e vantagens aos departamentos de TI de corporações, indenpendentemente do porte (pequeno, médio ou grande). Em suma, podemos elencar os seguintes proveitos:

  • Gerenciamento centralizado;
  • Instalações simplificadas;
  • Facilidade para a execução de backups;
  • Suporte e manutenção simplificados;
  • Acesso controlado a dados sensíveis e à propriedade intelectual mantendo-os seguros dentro do data center da empresa;
  • Independência de hardware;
  • Disponibilização de novos desktops reduzida para alguns minutos;
  • Migração de desktops para novo hardware de forma transparente;
  • Maior disponibilidade e mais fácil recuperação de desktops;
  • Compatibilidade total com as aplicações.

2.1. Cronologia do conceito

O conceito de virtualização parece novo, mas a sua origem é datada da década de 60, no século passado, quando a IBM implementou e desenvolveu as máquinas virtuais. Na época, tinha-se o propósito de utilizar de forma simultânea os caríssimos equipamentos mainframe. Tudo começou por volta de 1965, quando um grupo de pesquisadores da IBM, tentava avaliar os conceitos emergentes do TTS (Time Sharing System). Eles necessitavam de um meio para realizar avaliações e testes. Foi então desenvolvida, no IBM Yorktown Research Center, uma forma de dividir as máquinas em partes menores. Estas, por sua vez, tinham a capacidade de fazer o gerenciamento dos seus próprios recursos.

Assim, os pesquisadores podiam efetuar, de forma simultânea, os seus testes nas mais diversas condições de uso. Isso tudo, sem alterar as outras partes que se encontravam no sistema. Porém, a versão oficial do TTS, o TSS/360, chegou tarde e era um sistema muito grande e pesado, pois consumia muitos recursos do computador. Após este experimento de pouca expressão, provocada pelo seu fraco desempenho, a IBM criou e desenvolveu, no início dos anos 70, um sistema operacional radicalmente diferente. Este sistema foi originalmente chamado de CP/CMS e posteriormente de VM/370.

A sua essência era completar separadamente as duas principais funções que o sistema de TTS podia fornecer: multiprogramação e máquina estendida. O coração do sistema era o Virtual Machine Monitor que proporcionava a multiprogramação e a criação de máquinas virtuais. Diferente dos outros sistemas operacionais, cada máquina virtual era uma cópia exata do hardware verdadeiro, incluindo modo núcleo e modo usuário, interrupções e tudo mais que uma máquina real teria. A virtualização de servidores, tão conhecida e difundida atualmente nos servidores da plataforma x86, tem a sua origem e seus conceitos diretamente relacionados a estas descobertas e pesquisas da IBM. A tecnologia como é conhecida hoje, vem sendo preparada desde os anos 90, mas ganhou a grande popularidade pelas mãos da VMware, empresa fundada em 1998, no Silicom Valley, no EUA, e que é responsável pela propagação desta tecnologia em todo o mundo como a principal empresa fornecedora.

2.2. Definindo Virtualização

A Tecnologia da virtualização evoluiu muito e agora pode ser aplicada em diversas camadas de um datacenter. É por esta razão que se faz extremamente importante entender os vários tipos de virtualização disponíveis no mercado. Em um datacenter dinâmico, que segue os propósitos dos benefícios da virtualização, existe até sete camadas de virtualização.

2.2.1. Virtualização do Servidor (SerV)

Esta camada é focada no particionamento do sistema operacional e físico em virtual ou em uma máquina virtual. Os produtos da virtualização do servidor deixarão que seja virtualizado qualquer sistema operacional x86 ou x64, como o Windows, Linux e algumas formas do UNIX. Há dois aspectos importantes da virtualização do servidor:

  • Virtualização de Software (SoftV) roda o sistema operacional virtualizado em uma plataforma de virtualização de software;
  • Virtualização de Hardware (HardV) roda um sistema operacional virtualizado em uma plataforma de vistualização de software diretamente ligada a um hardware sem a existência de um sistema operacional. O engenho usado para rodar uma virtualização de hardware é chamada de hypervisor, cuja função é de expor recursos de hardware ao sistema operacional virtualizado.

Ao virtualizar o servidor, a parte física se torna o hospedeiro de todas os sistemas operacionais virtualizados ou das máquinas virtuais.

2.2.2. Virtualização do Storage (StoreV)

É usada para migrar/ merge um storage físico a partir de múltiplos aparelhos para que aparentam ser um único pool de armazenamento. O storage dentro deste pool pode assumir diferentes formas: direct attached storage (DAS), network attached storage (NAS), ou storage area network (SAN’s); e pode ser linkado por meio de diversos protocolos: Fibre Channel, Internet SCSI (iSCSI), Fibre Channel on Ethernet, ou até mesmo o Network File System (NFS). A virtualização do storage não é um requerimento para a virtualização do servidor. Uma das características-chave que poderá obter com a virtualização do servidor é a habilidade para confiar em um provisionamento ou assignação de uma unidade lógica (LUN) do armazenamento de determinado tamanho. Porém, no que se refere ao provisionamento, somente para uma base necessária. Por exemplo, se criar uma LUN de 100 gigabytes (GB) e somente utiliza 12GB, apenas 12GB do atual storage é provisionado (figura 2.2.). Com isto, os custos de armazenamento se reduzem significativamente desde que é um serviço pago quanto somente ao que é demandado (pay as you go).

2.2.3. Virtualização da Rede / Network (NetV)

A virtualização da rede permite um controle da largura da banda disponível, dividindo-a em canais independentes para que possam ser assignados recursos específicos. Por exemplo, a simples forma da virtualização da rede/ network é a virtual local area network (VLAN), que cria uma segregação lógica da rede física. Em suma, produtos de virtualização do servidor suporta a criação de camadas de redes virtuais. Ao usar a camada de rede virtual, é aplicada uma uma rede de perímetro no mesmo host, como a execução de outros traba;hos virtuais sem impactar uma das redes ou o acesso a outras máquinas virtuais.

2.2.4. Virtualização do Gerenciamento (ManageV)

É focada nas tecnologias que envolvem o gerenciamente de um datacenter, ambos virtual e físico, para apresentar uma infraestrutura unificada de provisionamento de serviços. ManageV não é necessariamente performada por meio de apenas uma interface. Por exemplo, em um datacenter de larga escala, é possível dividir diferentes serviços em camadas e separar as operações entre elas. Já em um datacenter de pequena escala, não é possível ter um staff para compartir responsabilidades. Porém, deve-se assegurar que seus administradores usem diferentes ‘chapéus’, quando trabalham com várias camadas da arquitetura. De fato, é preciso assegurar que duas camadas estejam separadas por todo o tempo:

  • Resources Pools (RP), que inclui a coleção de recursos do hardware – servidores quentes, racks, enclosures, storage e network hardware – que faz make up a infraestrutura do datacenter;
  • Virtual Services Offering (VSO), ou worksloads/ cargas que criaram as máquinas virtuais – servidores e/ou desktops – que são client-facing e oferecem serviços aos usuários finais.

Uma peça-chave neste separação é a criação de diferentes contextos de segurança entre o pool de recursos e os VSO’s. Desde que os responsáveis de administração e gerenciamento não sejam os mesmos, ou não tenham os mesmos deveres, os administradores do pool de recursos devem assegurar que os recursos apropriados estejam disponíveis para os VSO’s, e os administradores VSO devem garantir que os respectivos serviços sejam entregues aos usuários finais. Assim, se limita a possibilidade de contaminação do mundo virtual para o físico por meio do uso de contextos completamente diferentes de segurança.

Por exemplo, a camada física deve usas senhas pesadas e garantir que todas as comunicações entre o gerenciamento dos consoles e os servidores físicos estejam criptografados. Já a camada virtual deve utilizar os mesmos princípios em adição ao fornecimento de um contexto de sergurança que não invoque tais políticas rigorosas.

Em algumas instâncias, a separação das camadas físicas e virtuais ocorre de maneira automática, quando é rodada uma infraestrutura Windows em um VSO, mas sem o uso de um hypervisor Windows no pool de recursos. Caso seja utilizado o mesmo sistema operacional para ambas camadas, tenha certeza da criação de contextos de segurança entre elas.

2.2.5. Virtualização do Desktop (DeskV)

Permite confiar sobre as máquina virtuais para provisionar sistemas de desktops. A virtualização do desktop tem uma série de vantagens, sendo uma importante habilidade em centralizar implementações no desktop, a redução de custos no gerenciamento de equipamentos e a distirbuição, uma vez que os usuários finais terão dispositivos mais finos e inonerantes/ menos custosos.

2.2.6. Virtualização da Apresentação (PresentV)

Recentemente chamada de Serviços Terminais, fornece apenas a camada de apresentação desde uma localização central até os usuários finais. Enquanto a necessidade de um PresentV vem diminuindo por conta da introdução de tencologias como a virtualização de aplicativos, os protocolos utilizadas pela PresentV são cnsiderados a vanguarda para as tecnologias de DeskV e SerV, desde que os protocolos sejam usados para acessar, e gerenciar cargas/ workloads.

2.2.7. Virtualização de Aplicativos (AppV)

Possui o mesmo princípio de software baseado em SerV. Porém, ao invés de fornecer um motor/ propulsor para rodar todo o sistema operativo, AppV dissocia a produtividade de aplicações a partir do sistema operacional. AppV transforma o modelo de distribuição de aplicativos porque é necessário apenas virtualizá-lo uma vez. Assim sendo, o motor/ propulsor da virtualização dos aplicativos se encarga de rodar em qualquer versão de Windows. Ao transformar seus aplicativos no formato AppV, nunca mais tocará neles novamente. O trabalho é feito pelas maiores empresas de vendas de aplicativos como a Microsoft, Citrix, InstallFree, Symantec e VMware.

2.2.8. Outros termos

Existem outros termos importantes que criam uma linguagem de virtualização para um datacenter. São eles:

  • Host Server – o servidor físico em que roda as demais máquinas virtuais;
  • Guest Operation System – um sistema operacional virtualizado rodando como uma carga/ workload em um host server (servidor físico);
  • Resource Pool – a coleção de recursos do hardware, inlcuindo host servers que criam a infraestrutura do datacenter;
  • Virtual Service Offerings – máquinas virtuais que são client-facing e oferecem serviços aos usuários finais, também conhecidos como virtual workloads;
  • Virtual Appliances (VAPs) – pré-pacote de VSO’s para rodar uma aplicação específica ou workload;
  • Policy-based workloads – VSO’s que é incrementada sobre uma bases necessárias por meio de regras automatizadas;
  • Virtualização de sistema operacional – constantemente desnaturada/ misconstrued como um guest OS, nada mais é que o particionamento do sistema operacional, pois somente pode rodar um tipo de sistema operacional em instâncias paralelas. O valor desta virtualização é limitada porque tem a necessidade de rodar um sistema operacional particular.

Fonte: Desmonta&CIA

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