Introdução

O que é virtualização?

A virtualização permite que em uma única máquina possam ser executadas dois ou mais ambientes separados e isolados. Antes usada apenas em servidores ou mainframes, onde estes deviam ser compartilhados por vários usuários em ambientes de aplicação completamente heterogêneos, hoje em dia esta tecnologia pode ser usada normalmente em computadores pessoais graças à crescente onda de interesse em técnicas de virtualização.

Sendo assim, na última década, o interesse nesta tecnologia não só tem caminhado para uma aperfeiçoamento do suporte ao hardware na virtualização do processador, ou na simplificação do monitor da máquina virtual, mas tem evoluido sim com suas principais preocupações na segurança, confiabilidade, disponibilidade, adaptabilidade e custo.

Objetivo

Este trabalho visa estudar os modelos e métodos de virtualização aplicados para os micro-processadores da família Intel, focando nos desafios de implementação desta tecnologia na arquitetura 32 bits (IA-32), e as soluções propostas pelo próprio fabricante. Ao final deste, esperamos chegar à uma conclusão a respeito do desempenho, confiança e adaptabilidade desta tecnologia cada vez mais presente na área de TI.

Modelos de Virtualização

Isolamento do Sistema

Múltiplos Sistemas

Migração de Sistemas

Métodos de Virtualização

Níveis de proteção

Arquitetura IA-32 e seus desafios

Ring Aliasing

Compressão do espaço de endereçamento

Acesso ao estado privilegiado sem gerar falta

Impactos adversos nas chamadas de sistema dos SO visitantes

Virtualização das Interrupções

Acesso ao estado oculto

Compressão dos Níveis de Privilégio

Acesso freqüente a Recursos Privilegiados

Intel Virtualization Technology

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A tecnologia

A tecnologia Intel VT-x tem como objetivo diminuir a complexidade dos VMMs (Monitores de Máquina Virtual), aumentar o desempenho de sistemas virtualizados baseados em software e permitir que sistema operacionais não modificados sejam executados, em máquinas virtuais, com desempenho igual ou superior ao alcançado pela paravirtulização, na qual os sistemas operacionais são modificados ou sofrem translações binárias para serem executados sobre um VMM. (...)

Arquitetura

A tecnologia Intel Virtualization inclui : VT-x, com suporte para a virtualização do processador IA-32; e a VT-i, com suporte para a arquitetura Itanium.

VT-x (IA-32)

A VT-x adiciona ao IA-32 duas novas formas de operação da CPU: VMX (Virtual Machine Extensible) root e VMX non-root-operation. Enquanto a o VMM é executado no VMX root-operation, seus sistemas visitantes são executados no VMX non-root-operation. Ambas as formas de operação possuem suporte para os quatro níveis de privilégio (0 a 3), permitindo que um sistema visitante seja executado com o privilegio que desejar, e fornecendo ao VMM a flexibildade de usar todos os níveis de operação. (...)

VT-i (Itanium)

A tecnologia VT-i expande a arquitetura do Itanium com extensões para o hardware do processador e com uma Camada de Abstração de Processador (PAL).

A tecnologia adiciona um novo bit PSR (Registrador de Status do Processador) para que os sistemas visitantes possam rodar em em seus devidos níveis de privilégios os quais foram designados. Sendo necessário a intervenção da camada PAL ou da própria VMM para setar o valor do PSR quando necessário o acesso ao procesador a partir de um sistema visitante. (...)

Soluções para os desafios da VT-x na arquitetura 32 bits (IA -32)

Ambas tecnologias VT-x e VT-I permitem que aplicações de sistemas visitantes sejam executados com os privilégios os quais foram designados, porém em extensões separaradas da VMM, chamadas de VMX. Sendo assim, estas aplicações não são vetadas em relação aos seus níveis de acesso, fazendo com que os desafios de virtualização sejam identificados antes, sendo assim tratados por camadas inferiores ou pelo próprio VMM.

Compressão do espaço de memória

Ring Aliasing e Ring Compression

Acesso ao estado privilegiado sem gerar falta

Impactos adversos nas chamadas de sistema dos SO visitantes

Virtualização das Interrupções

Acesso ao Estado Oculto

Conclusão

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Perguntas

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Glossário

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