Introdução
Em uma definição livre, virtualização é o processo de executar vários sistemas operacionais em um único equipamento. A máquina virtual é um ambiente operacional completo que se comporta como se fosse um computador independente.
Ampliando esse conceito, é importante aprofundar o entendimento de como os ambientes computacionais são independentes um dos outros.
Além do hardware do servidor que hospeda os sistemas virtualizados, esses ambientes virtuais não têm nada mais em comum. Ou seja, não existe há qualquer tipo de dependência entre os sistemas virtualizados.
Em tese, não há limites para a quantidade de servidores virtuais que podem ser criados dentro de um mesmo servidor real. O número de servidores virtuais dependerá da capacidade operacional do servidor.
Existe várias ferramentas para aplicar a solução de virtualização. O conjunto oferece um grande potencial de opções, inclusive com ambientes virtuais baseados em sistemas operacionais proprietários, como o MS Windows. A técnica de virtualização é normalmente indicada para casos em que uma migração é muito custosa (e até mesmo impossível), ou novos parques de servidores onde se busca otimização, racionalização e maior eficiência dos equipamentos.
Papel do hospedeiro e do convidado em um ambiente computacional virtual, existem três componentes fundamentais: o hospedeiro (ou host, em inglês), o convidado (ou guest, em inglês e a camada de virtualização.
O hospedeiro é o sistema operacional executado diretamente sobre o hardware físico ou servidor; a camada de virtualização é o software aplicado sobre o hospedeiro, responsável por gerenciar as instâncias virtuais criadas no sistema e simular o hardware virtual; já o convidado é o ambiente computacional virtual que é executado sobre a camada de virtualização, como uma máquina virtual.
Neste sistema, as máquinas virtuais operam da mesma maneira que uma máquina real, ou seja, possuem sistema operacional, memória RAM, disco rígido, CD-ROM e placa de rede próprios todos virtuais.
Outro aspecto importante para ser destacado é o fato de que a virtualização é absolutamente transparente para o usuário final. Isto quer dizer que cada servidor virtual comporta-se da mesma maneira como quando era um servidor real.
Como já foi dito, as máquinas virtuais são independentes uma das outras, ainda que “habitem” o mesmo hospedeiro. Isso possibilita máquinas virtuais rodando diferentes sistemas operacionais no mesmo hospedeiro, com total independência.
A única restrição para o número de máquinas virtuais é definida pelos limites de memória, espaço em disco e poder de processamento da CPU do servidor hospedeiro. Qualquer computador que espera hospedar uma ou mais máquinas virtuais deve possuir recursos não apenas para o hospedeiro como também para acomodar os sistemas convidados.
Dessa maneira, é possível utilizar um equipamento moderno, manter todos os sistemas antigos instalados em diferentes ambientes virtuais e reservar, dinamicamente, os recursos disponíveis para cada um dos servidores virtuais.
Exemplos de aplicações
Otimização de servidores antigos: nos servidores DHCP, DNS, de impressão ou de arquivos são peças vitais para o parque computacional de qualquer empresa. Mais antigas, mas igualmente essenciais, são as aplicações em Clipper ou Visual Basic que, normalmente, não funcionam bem com sistemas operacionais mais novos e, por esse motivo, são mantidas em computadores ultrapassados, com grandes chances de falhar em algum momento. Apesar de indispensáveis, a capacidade instalada deste conjunto de servidores não costuma ultrapassar 10% do seu total, o que resulta em um cenário de servidores ociosos e baixa eficiência. Para um melhor aproveitamento da capacidade operacional dos servidores, é aplicada a solução de virtualização de servidores.
Novo parque de servidores: a virtualização pode também ser aplicada em um cenário de um novo parque de servidores. Suponha uma empresa que está se instalando e necessita adquirir 5 servidores: um servidor de arquivos, um servidor de web, um servidor de e-mails, um servidor de banco de dados e uma máquina para testes de desenvolvimento. Estimando um custo médio de R$ 15.000,00 por servidor, a empresa precisaria empenhar aproximadamente R$ 75.000,00 apenas em servidores. Ao longo de um ano, o custo de manutenção alcançarão grandes montantes, se forem computados custos de consumo de energia elétrica, manutenção dos equipamentos e refrigeração. Se a solução de virtualização for aplicada a este cenário, será necessário a aquisição de apenas um servidor, a um custo estimado de R$ 30.000,00. Ao longo de um ano, os custos de manutenção serão relativamente baixos, pois custos com energia elétrica, manutenção do equipamento e refrigeração serão inferiores em comparação aos mesmos custos de cinco servidores. A economia total pode chegar a mais de 65%.
Características: as principais características desta solução são: otimização de hardware: transformar diversos servidores reais em servidores virtuais, hospedados em um único servidor real, é a melhor solução para racionalizar a capacidade de processamento de seus
servidores.
Capacidade de operar sistemas legados: alguns sistemas computacionais são particularmente complexos e de vital importância para que empresas simplesmente o abandonem. A virtualização permite que esses computadores sejam processados em um equipamento mais novo e robusto, sem que essas aplicações tenham que deixar de serem usadas.
Alta disponibilidade: ao migrar os servidores para um hardware mais novo, é de se esperar que este apresente menos falhas do que o anterior, resultando em um tempo de parada significativamente menor.
Capacidade de expansão: havendo espaço em disco e memória RAM disponível no servidor hospedeiro é possível criar uma nova máquina virtual, sem qualquer custo adicional. Não havendo essas condições, o custo de criação de uma nova máquina virtual será muito inferior em comparação ao custo de aquisição de um novo servidor completo.
Transparência ao usuário final: o usuário final não é capaz de distinguir se a aplicação que ele utiliza está sendo executada em um ambiente virtualizado ou não. Ou seja, o fato de a aplicação estar hospedada em um ambiente virtual não acarreta mudanças ao comportamento do seu usuário. Além disso, se houver uma falha no servidor que hospeda as máquinas virtuais, a restauração de um backup em um outro servidor capacitado é suficiente para que o sistema volte a operar. Baixo custo de operação: a significante redução na complexidade da operação impacta diretamente nos custos de operação do sistema como um todo. Quanto maior o número de máquinas virtuais criadas, menor o número de máquinas reais em operação e, conseqüentemente, menores os custos com mão-de-obra especializada.
Alta escalabilidade: a simples ampliação da capacidade de processamento, de memória RAM ou dos discos do servidor real se traduz em um ganho de processamento dos servidores virtuais ali hospedados. Cada um deles passa a compartilhar do incremento dos recursos recém-instalados no servidor real.
Economia com energia elétrica: ao transformar servidores reais servidores virtuais dentro de apenas um servidor real, observa-se uma sensível redução no consumo de energia elétrica.
Economia com suporte técnico: a manutenção das máquinas virtuais tende a ser simplificada, por estarem juntas em um mesmo equipamento. O simples fato de a empresa deixar de utilizar hardwares antigos já significa uma simplificação do parque computacional e uma economia nos chamados técnicos
Programas mais utilizados e conhecidos do linux
VirtualBox
OpenVZ
O OpenVZ é uma solução de virtualização em nível de sistema operacional. OpenVZ cria ambientes virtuais isolados, que funcionam como servidores standalone convencionais, porém utilizando um único hardware em comum. Estes ambientes virtuais seguros são conhecidos como VE ou como VPS (virtual private server).
VPS's podem ser reinicializados independentes uns dos outros. Todos possuem hostname, acesso de root, endereço IP e tudo mais que um servidor pode ter, sendo assim uma solução extremamente confiável e funcional de virtualização.
OpenVZ é a base do sistema comercial chamado Virtuozzo, muito conhecido pelo pessoal que costuma alocar servidores em datacenters no exterior. Estas empresas costumam oferecer o VPS por um preço bem mais acessível que um servidor standalone.
XEN
O Xen é mais um virtualizador que permite rodar várias instâncias do Linux, FreeBSD ou Windows no mesmo servidor, algo similar ao VMware, mas implementado de forma diferente.
Em resumo, o Xen utiliza um conceito chamado paravirtualização, onde o sistema operacional rodando dentro da máquina virtual tem a ilusão de estar sendo executado diretamente sobre o hardware. O Xen se encarrega de organizar as requisições feitas pelas máquinas virtuais e repassá-las ao sistema principal. Ele se limita a repassar as instruções, sem interpretá-las como faria um emulador (como por exemplo o Qemu), o que causa uma diminuição de desempenho muito pequena.
O VMware usa uma técnica similar, mas incluindo uma série de funções de checagem destinadas a eliminar problemas de compatibilidade com diversos sistemas operacionais. Isso faz com que o VMware rode diretamente a maioria das versões do Windows, Linux e outros sistemas diretamente, bastando instalá-los na máquina virtual.
No caso do Xen, o sistema que vai ser executado dentro da máquina virtual precisa ser modificado. Ou seja, você precisaria de uma versão específica do Fedora, por exemplo, para poder executá-lo dentro do Xen é necessário instalar um patch no Kernel para isso.
O objetivo inicial do Xen não é ser uma solução fácil de usar como o VMware, ele é mais voltado para uso em servidores, permitindo rodar vários servidores virtuais numa única máquina. Mesmo assim o projeto está sendo desenvolvido de forma bastante ativa, com participação de empresas como a IBM, Sun, Red Hat e com o apoio da Microsoft para que seja compatível com o seu sistema. É de se esperar que o Xen se torne um sistema mais conhecido no futuro e que possa suportar outras plataformas, quem sabe...
livro recomendado: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES LINUX PARA REDES CORPORATIVAS
ELISEU RIBEIRO CHERENE VIANA ( amigo de trabalho )
Fonte: Viva o Linux, páginas de pesquisa e G & W Consultoria Informática ( minha comunidade no orkut )
Em uma definição livre, virtualização é o processo de executar vários sistemas operacionais em um único equipamento. A máquina virtual é um ambiente operacional completo que se comporta como se fosse um computador independente.
Ampliando esse conceito, é importante aprofundar o entendimento de como os ambientes computacionais são independentes um dos outros.
Além do hardware do servidor que hospeda os sistemas virtualizados, esses ambientes virtuais não têm nada mais em comum. Ou seja, não existe há qualquer tipo de dependência entre os sistemas virtualizados.
Em tese, não há limites para a quantidade de servidores virtuais que podem ser criados dentro de um mesmo servidor real. O número de servidores virtuais dependerá da capacidade operacional do servidor.
Existe várias ferramentas para aplicar a solução de virtualização. O conjunto oferece um grande potencial de opções, inclusive com ambientes virtuais baseados em sistemas operacionais proprietários, como o MS Windows. A técnica de virtualização é normalmente indicada para casos em que uma migração é muito custosa (e até mesmo impossível), ou novos parques de servidores onde se busca otimização, racionalização e maior eficiência dos equipamentos.
Papel do hospedeiro e do convidado em um ambiente computacional virtual, existem três componentes fundamentais: o hospedeiro (ou host, em inglês), o convidado (ou guest, em inglês e a camada de virtualização.
O hospedeiro é o sistema operacional executado diretamente sobre o hardware físico ou servidor; a camada de virtualização é o software aplicado sobre o hospedeiro, responsável por gerenciar as instâncias virtuais criadas no sistema e simular o hardware virtual; já o convidado é o ambiente computacional virtual que é executado sobre a camada de virtualização, como uma máquina virtual.
Neste sistema, as máquinas virtuais operam da mesma maneira que uma máquina real, ou seja, possuem sistema operacional, memória RAM, disco rígido, CD-ROM e placa de rede próprios todos virtuais.
Outro aspecto importante para ser destacado é o fato de que a virtualização é absolutamente transparente para o usuário final. Isto quer dizer que cada servidor virtual comporta-se da mesma maneira como quando era um servidor real.
Como já foi dito, as máquinas virtuais são independentes uma das outras, ainda que “habitem” o mesmo hospedeiro. Isso possibilita máquinas virtuais rodando diferentes sistemas operacionais no mesmo hospedeiro, com total independência.
A única restrição para o número de máquinas virtuais é definida pelos limites de memória, espaço em disco e poder de processamento da CPU do servidor hospedeiro. Qualquer computador que espera hospedar uma ou mais máquinas virtuais deve possuir recursos não apenas para o hospedeiro como também para acomodar os sistemas convidados.
Dessa maneira, é possível utilizar um equipamento moderno, manter todos os sistemas antigos instalados em diferentes ambientes virtuais e reservar, dinamicamente, os recursos disponíveis para cada um dos servidores virtuais.
Exemplos de aplicações
Otimização de servidores antigos: nos servidores DHCP, DNS, de impressão ou de arquivos são peças vitais para o parque computacional de qualquer empresa. Mais antigas, mas igualmente essenciais, são as aplicações em Clipper ou Visual Basic que, normalmente, não funcionam bem com sistemas operacionais mais novos e, por esse motivo, são mantidas em computadores ultrapassados, com grandes chances de falhar em algum momento. Apesar de indispensáveis, a capacidade instalada deste conjunto de servidores não costuma ultrapassar 10% do seu total, o que resulta em um cenário de servidores ociosos e baixa eficiência. Para um melhor aproveitamento da capacidade operacional dos servidores, é aplicada a solução de virtualização de servidores.
Novo parque de servidores: a virtualização pode também ser aplicada em um cenário de um novo parque de servidores. Suponha uma empresa que está se instalando e necessita adquirir 5 servidores: um servidor de arquivos, um servidor de web, um servidor de e-mails, um servidor de banco de dados e uma máquina para testes de desenvolvimento. Estimando um custo médio de R$ 15.000,00 por servidor, a empresa precisaria empenhar aproximadamente R$ 75.000,00 apenas em servidores. Ao longo de um ano, o custo de manutenção alcançarão grandes montantes, se forem computados custos de consumo de energia elétrica, manutenção dos equipamentos e refrigeração. Se a solução de virtualização for aplicada a este cenário, será necessário a aquisição de apenas um servidor, a um custo estimado de R$ 30.000,00. Ao longo de um ano, os custos de manutenção serão relativamente baixos, pois custos com energia elétrica, manutenção do equipamento e refrigeração serão inferiores em comparação aos mesmos custos de cinco servidores. A economia total pode chegar a mais de 65%.
Características: as principais características desta solução são: otimização de hardware: transformar diversos servidores reais em servidores virtuais, hospedados em um único servidor real, é a melhor solução para racionalizar a capacidade de processamento de seus
servidores.
Capacidade de operar sistemas legados: alguns sistemas computacionais são particularmente complexos e de vital importância para que empresas simplesmente o abandonem. A virtualização permite que esses computadores sejam processados em um equipamento mais novo e robusto, sem que essas aplicações tenham que deixar de serem usadas.
Alta disponibilidade: ao migrar os servidores para um hardware mais novo, é de se esperar que este apresente menos falhas do que o anterior, resultando em um tempo de parada significativamente menor.
Capacidade de expansão: havendo espaço em disco e memória RAM disponível no servidor hospedeiro é possível criar uma nova máquina virtual, sem qualquer custo adicional. Não havendo essas condições, o custo de criação de uma nova máquina virtual será muito inferior em comparação ao custo de aquisição de um novo servidor completo.
Transparência ao usuário final: o usuário final não é capaz de distinguir se a aplicação que ele utiliza está sendo executada em um ambiente virtualizado ou não. Ou seja, o fato de a aplicação estar hospedada em um ambiente virtual não acarreta mudanças ao comportamento do seu usuário. Além disso, se houver uma falha no servidor que hospeda as máquinas virtuais, a restauração de um backup em um outro servidor capacitado é suficiente para que o sistema volte a operar. Baixo custo de operação: a significante redução na complexidade da operação impacta diretamente nos custos de operação do sistema como um todo. Quanto maior o número de máquinas virtuais criadas, menor o número de máquinas reais em operação e, conseqüentemente, menores os custos com mão-de-obra especializada.
Alta escalabilidade: a simples ampliação da capacidade de processamento, de memória RAM ou dos discos do servidor real se traduz em um ganho de processamento dos servidores virtuais ali hospedados. Cada um deles passa a compartilhar do incremento dos recursos recém-instalados no servidor real.
Economia com energia elétrica: ao transformar servidores reais servidores virtuais dentro de apenas um servidor real, observa-se uma sensível redução no consumo de energia elétrica.
Economia com suporte técnico: a manutenção das máquinas virtuais tende a ser simplificada, por estarem juntas em um mesmo equipamento. O simples fato de a empresa deixar de utilizar hardwares antigos já significa uma simplificação do parque computacional e uma economia nos chamados técnicos
Programas mais utilizados e conhecidos do linux
VirtualBox
OpenVZ
O OpenVZ é uma solução de virtualização em nível de sistema operacional. OpenVZ cria ambientes virtuais isolados, que funcionam como servidores standalone convencionais, porém utilizando um único hardware em comum. Estes ambientes virtuais seguros são conhecidos como VE ou como VPS (virtual private server).
VPS's podem ser reinicializados independentes uns dos outros. Todos possuem hostname, acesso de root, endereço IP e tudo mais que um servidor pode ter, sendo assim uma solução extremamente confiável e funcional de virtualização.
OpenVZ é a base do sistema comercial chamado Virtuozzo, muito conhecido pelo pessoal que costuma alocar servidores em datacenters no exterior. Estas empresas costumam oferecer o VPS por um preço bem mais acessível que um servidor standalone.
XEN
O Xen é mais um virtualizador que permite rodar várias instâncias do Linux, FreeBSD ou Windows no mesmo servidor, algo similar ao VMware, mas implementado de forma diferente.
Em resumo, o Xen utiliza um conceito chamado paravirtualização, onde o sistema operacional rodando dentro da máquina virtual tem a ilusão de estar sendo executado diretamente sobre o hardware. O Xen se encarrega de organizar as requisições feitas pelas máquinas virtuais e repassá-las ao sistema principal. Ele se limita a repassar as instruções, sem interpretá-las como faria um emulador (como por exemplo o Qemu), o que causa uma diminuição de desempenho muito pequena.
O VMware usa uma técnica similar, mas incluindo uma série de funções de checagem destinadas a eliminar problemas de compatibilidade com diversos sistemas operacionais. Isso faz com que o VMware rode diretamente a maioria das versões do Windows, Linux e outros sistemas diretamente, bastando instalá-los na máquina virtual.
No caso do Xen, o sistema que vai ser executado dentro da máquina virtual precisa ser modificado. Ou seja, você precisaria de uma versão específica do Fedora, por exemplo, para poder executá-lo dentro do Xen é necessário instalar um patch no Kernel para isso.
O objetivo inicial do Xen não é ser uma solução fácil de usar como o VMware, ele é mais voltado para uso em servidores, permitindo rodar vários servidores virtuais numa única máquina. Mesmo assim o projeto está sendo desenvolvido de forma bastante ativa, com participação de empresas como a IBM, Sun, Red Hat e com o apoio da Microsoft para que seja compatível com o seu sistema. É de se esperar que o Xen se torne um sistema mais conhecido no futuro e que possa suportar outras plataformas, quem sabe...
livro recomendado: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES LINUX PARA REDES CORPORATIVAS
ELISEU RIBEIRO CHERENE VIANA ( amigo de trabalho )
Fonte: Viva o Linux, páginas de pesquisa e G & W Consultoria Informática ( minha comunidade no orkut )
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