PDF de programación - Virtualización - conceptos básicos

Alta Disponibilidad y Virtualización con soluciones de bajo costo

Virtualización
Conceptos básicos
Conceptos básicos

Alta Disponibilidad y Virtualización con soluciones de bajo costo

Programa

● ¿Cuando hablamos de virtualización?

● ¿Por que virtualizar?

● Alta disponibilidad

● Tipos de virtualización

17/10/12

WALC 2012

Universidad Tecnológica de Panamá

Alta Disponibilidad y Virtualización con soluciones de bajo costo

¿Cuándo hablamos de virtualización?

En términos generales consiste en crear/establecer/simular
un recurso que no existe en el mundo real/actual. Dentro de
un escenario virtualizado este
recurso creado es
indistinguible de un recurso real.

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¿Cuándo hablamos de virtualización?

En términos de computación no es un concepto nuevo, como
ejemplos:

● La memoria virtual

memoria virtual pretende que desde el punto de vista

de la aplicación la memoria es ilimitada.

● Un ambiente multi-tarea

ambiente multi-tarea da la impresión de múltiples

procesos ejecutándose simultáneamente

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¿Cuándo hablamos de virtualización?

En nuestro caso nos compete la virtualización de sistemas
el cual todo el computador es simulado:

virtualización de sistemas en

● Sobre una infraestructura existente se crea una o múltiples

maquinas virtuales (en ingles virtual machines – VM).

● Las VM's tienen hardware del mismo tipo (en ocasiones en

cantidades diferentes)

● Que el hardware virtual sea similar al hardware físico es una

diferencia importante con respecto a la emulación.

Mientras más similar el hardware virtual al físico
mayor rendimiento del equipo físico!!!



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¿Por que virtualizar?

Históricamente:

● Administradores de servicios, vendedores de software, otros,
recomiendan e incluso exigen el uso exclusivo de un servidor
por cada aplicación.

● De lo anterior y sin caer en detalles algunos estudios estiman
que el servidor promedio utiliza entre 55 y el 15%15% de los recursos
disponibles.

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¿Por que virtualizar?

Como respuesta a las consideraciones anteriores:

● Una aplicación por cada servidor virtual (VM's)

● Multiples VM's por cada anfitrión (en ingles hosts)

Aplicación

Aplicación

Aplicación

Aplicación

OS 1

OS 2

OS 3

OS 4

Nivel de Virtualización

Arquitectura Física

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¿Por que virtualizar?

Entre las bondades de virtualizar encontramos:

● Correr múltiples VM en un solo servidor físico

● En ocasiones la suma de los recursos asignados a las VMs puede
ingles

recursos del anfitrión

(en

ser mayor que
overcommitment)

los

● Facilidad en el despliegue de nuevos servidores.

● Facilidad para copiar o básicamente migrar VMs:

– En frio cuando la VM no esta corriendo

– En caliente cuando la VM se esta ejecutando.

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Alta disponibilidad

Como ya hemos conversado, un sistema de alta disponibilidad
opera aun en presencia de una falla (modo degradación).

● Un ambiente virtual de alta disponibilidad requiere:

– Múltiples equipos físicos.

– Múltiples conexiones de red.

– Sistemas de almacenamiento donde alojar discos

virtuales.

– Mecanismos de monitoreo con capacidad de tomar

medidas correctivas en caso de fallas.

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Tipos de virtualización

Desde el punto de vista del OS invitado (en ingles guest)
tiene completo control del hardware sobre el que se esta
ejecutando.

Virtualizar es básicamente abstraer al guest de los recursos
físicos. Según como se realiza esta abstracción encontramos:

● Virtualización completa (full virtualization ó bare-metal)

● Paravirtualizacion (paravirtualization)

● Contenedores (OS virtualization)

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Tipos de virtualización

Virtualización completa (full virtualization o bare-metal)
Virtualización completa

● Una de las más utilizadas.

● El OS no tiene idea alguna de estar corriendo en una plataforma

virtual (no es necesario cambios en el software)

● Existe un hypervisor entre el OS guest y el hardware del hosts

● El hypervisor se encarga de emular el hardware que necesita el

guest.

● Si el guest requiere ejecutar una instrucción privilegiada el

hypevisor se encarga de gestionarla adecuadamente.

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Tipos de virtualización

Virtualización completa (full virtualization o bare-metal)
Virtualización completa

● El guest

puede ser para arquitecturas diferentes a

la
arquitectura del hosts (...este cambio de un tipo de instrucciones
a otras genera un alto impacto en el rendimiento...)

● Cada VM tiene entonces su propio OS.

● Algunos ejemplos: QUEMU, XEN, Vmware ESX, Virtualbox...

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Tipos de virtualización

Paravirtualización (paravirtualization)
Paravirtualización

● También el guest ejecuta su propio OS pero es necesario

modificarlo.

● Tambien existe un hypervisor aunque un poco más ligero.

● A diferencia que full virtualization solo

instrucciones
privilegiadas son enviadas al hypervisor. El resto van directas al
hardware.

las

● Lo anterior crea un menor impacto en el rendimiento y mayor

aprovechamiento de recursos.

● XEN es un ejemplo de virtualización paravirtualizada.

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Tipos de virtualización

Contenedores (OS virtualization)
Contenedores

● Ambientes de ejecución aislados entre si que comparten un

mismo kernel .

● Cada contenedor se puede configurar para asignar los recursos
que usara en la ejecución de sus procesos (estos recursos los
comparte con los demás contenedores)

● Los recursos de hardware no son virtualizados (el proceso en

ejecución accede directo al hardware)

● No permite el uso de OS diferentes entre el guest y el host.

● OpenVZ es un ejemplo de OS virtualization.

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Recordemos también...

Los tres tipos de abstracción mencionados se apoyan en otras
tecnologías de gran maduración y despliegue. Por ejemplo
soporte de virtualización a nivel de hardware (VT-x o AMD-V)

Algunos ejemplos KVM (basada en Quemu). Incluso podemos
mencionar XEN que puede ejecutar guest con OS no
modificado “siempre y cuando el host cuente con soporte a
nivel de hardware”

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Entonces así..

Podemos decir entonces que la diferenciación entre usar
uno u otro producto se va ir orientando fuertemente entre
otras cosas en la facilidad de manejo de un ambiente de
visualización con opciones como: OpenStack, OpenQRM,
Vmware, vCenter Manager.

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Referencias

● N. Ruiz, Conceptos básicos de virtualización.

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● D. Kusnetzky, Virtualization: A Manager's Guide.

O'Reilly 2011

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