Virtualizace
Lukáš Rýdlo, lrydlo@mail.muni.cz
Obsah
Motivace
Virtualizace je technika, která umožňuje na počítači s běžícím systémem odděleně spustit další operační systém.
- Vývoj nebo testování OS
- umožňuje instalaci a spuštění i většího množství systémů zaráz
- v případě ladění OS není třeba neustále restartovat počítač, přeinstalovávat jádro, nehrozí poškození dat
- Server hosting
- oddělení různých služeb (web, mail, ftp), tj. zvýšení bezpečnosti
- migrace (přesun na jiný stroj za běhu) systému při poruše HW
- šetření nákladů konsolidací serverů (lepší využití HW)
- unifikace HW jeho odstíněním
Cenou za virtualizaci je v závislosti na technologii různá míra režijní zátěže (např. Xen kolem 3 %).
Typy virtualizačních technologií
- Kontejnerová virtualizace
- Softwarová virtualizace
- Paravirtualizace
- Plná virtualizace
Kontejnerová virtualizace
Spuštění více vzájemně oddělených prostředí v rámci jednoho běžícího systému – nejde o virtualizaci v pravém slova smyslu.
Parametry:
- snažší technická realizace
- menší nároky na HW
- nelze spustit celý OS
- vhodné např. pro více webových serverů na jednom stroji
Př. Chroot – příkazem chroot adr (nutná rootovská práva) se kořenový svazek přesměruje do adresáře adr. Předtím je nutné vytvořit v tomto adresáři odpovídající strukturu, dev-nody apod. Také je nutné adekvátně omezit přístupová práva. Nelze to považovat za zcela bezpečné oddělení od běžícího systému.
Softwarová virtualizace
Virtuální stroj tvoří program emulující hardware softwarově. Spouští se v user-space.
Parametry
- velmi velká režie
- velký výběr platforem nezávisle na HW vlastního počítače
- snadná instalace a správa
Př. Bochs nebo Qemu bez jaderného modulu.
Paravirtualizace
Virtuální stroj běží jako guest uvnitř (modifikovaného) hostitelského systému (host), který pouze zprostředkovává procesor a odstiňuje HW.
Parametry
- minimální režie
- nelze emulovat výrazně odlišné platformy
- nutný zásah do hostícího systému
Př. VMWare, Qemu s jaderným modulem kqemu, XEN s úpravou jádra
Plná virtualizace
Pouze pokud virtualizaci podporuje přímo procesor (Intel Vanderpool, příznak vmx, AMD Pacifica, příznak svm). Plná virtualizace HW.
Parametry
- o málo vyšší režie než u paravirtualizace
- nutná podpora ze strany procesoru
- bez zásahu do hostitelského systému
Př. VMWare, KVM, XEN
Příklady použití
Qemu
- spouští se příkazem qemu disk.img s případnými parametry, např. qemu -boot d -cdrom obraz.iso disk.img (boot z obrazu CD)
- prázdný obraz disku (zde velikosti 100 MB) lze vytvořit např. dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=100 nebo nástrojem qemu-img
kvm
- instalace zavedením jaderných modulů kvm.ko a kvm-intel.ko nebo kvm-amd.ko
- je nutné mít nainstalované i qemu
XEN
- Je nutné nainstalovat tzv. hypervizor (řídí přístup k HW, abstrahuje HW od systémů).
- Jednotlivé systémy tvoří tzv. domU, z nich jeden je dom0 (hostitel se speciálním jádrem) řídící provoz ostatních.
- správa pomocí nástroje xm
Literatura