Bevezető, Virtualizációs technológiák áttekintése

1. Virtualizációs technológiák és alkalmazásaik Bevezető, Virtualizációs technológiák áttekintése Micskei Zoltán, Tóth Dániel

2. Bemutatkozás – előadók • Micskei Zoltán (IB414, http://mit.bme.hu/~micskeiz/) • Tóth Dániel (Nokia Siemens Networks, https://www.inf.mit.bme.hu/members/dtoth)

3. Bemutatkozás – kutatócsoport • Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék • Hibatűrő Rendszerek Kutatócsoport(Fault-Tolerant Systems Research Group, FTSRG) • http://www.inf.mit.bme.hu • BSc - Informatikai technológiák szakirány, Rendszertervezés ágazat • MSc - Szolgáltatásbiztos rendszertervezés szakirány • Főbb témák: • Modell alapú szoftverfejlesztés • Informatikai rendszerek verifikációja és validációja, • Informatikai infrastruktúra elemzése és tervezése, • Rendszeroptimalizálás, projektmenedzsment optimalizálása, • Informatikai eszközök szolgáltatás alapú integrációja, • Modelltranszformációk

4. Bemutatkozás – virtualizácó • Intel Virtualizációs és Platformmenedzsment Laboratórium • IE224, az itteni gépek egy része • VMwareAcademic Program tagság • legújabb VMware szoftverek • Saját infrastruktúra • mérések és gyakorlatok mind virtuális gépeken • 6-8 ESX szerver szakirányos hallgatóknak és kutatáshoz

5. Virtualizációs technológiák és alkalmazásaik • Tárgy honlapja: • http://www.inf.mit.bme.hu/edu/courses/virttech • Időpont • minden héten csütörtök 12:15-14:00 • Helyszín • IE224 labor • Előadás és gyakorlat vegyesen

6. Követelmények • Egy félévközi önálló munka • Házi feladat lehetőségek: • Valamely technológia telepítése, egyszerű feladatok kipróbálása • Egyszerű programozási, scriptelési feladat valamelyik virtualizációs technológiával • Elméleti jellegű, tudományos cikkek feldolgozása, ~5-10 oldalas tanulmányban összefoglalása • Egy rövid (~5 perc) szóbeli beszámoló a házi feladatban megismert technológiáról • Elkészült tanulmányok, dokumentációk, programok, scriptek feltöltése a félév végéig • Vizsga • Nincs  • Félév végi jegy a házi feladat és előadás alapján

7. Követelmények • Fontos dátumok: • HF témakiírások: 2010. 09. 13-tól (2. hét hétfő) • HF téma választás: 2010. 09. 24-ig (3. hét vége) (a megadott témákon kívül természetesen saját ötletet is szívesen fogadunk) • Szóbeli beszámoló a témáról: 2010. 11. 11. (10. hét) • Elkészült anyagok feltöltése: 2010. 12. 10. (szorgalmi időszak vége) • Pótlás: • Szóbeli beszámoló: csak különleges esetben, aki a tárgyat tényleg el szeretné végezni mindenképpen jöjjön el a beszámolóra! • Anyagok feltöltése: 2010. 12. 17. (pótlási hét vége)

8. Tartalom • Adminisztrációs tudnivalók • A félév menete • A virtualizáció fajtái

9. A félév menete HDD ====

10. A félév menete

11. A félév menete

12. A félév menete

13. Tartalom • Adminisztrációs tudnivalók • A félév menete • A virtualizáció fajtái

14. Mi is az a virtualizáció? • „Az erőforrások elvonatkoztatása az erőforrást nyújtó elemektől” - kellemesen sejtelmes általános definíció  • Jellemzően: • fizikai erőforrásokból logikai erőforrások képzése, amik függetlenek a tényleges fizikai elemektől • korlátos erőforrások szétosztása több részre • Ez egy új ötlet? • Korántsem – az oprendszerek is ezt csinálják…

15. Mi micsoda a virtualizáció világában? VirtualDesktopInfrastructure Livemigráció Jail Emuláció Paravirtualizáció Hypervisor Seamlesswindowmanagement Backend Figyelem! Gyakran nincs egyértelmű terminológia, a gyártók is néha következetlen elnevezéseket használnak! Erőforrás- menedzsment Tárhely virtualizáció Desktopvirtualizáció BinaryTranslation Container Konszolidáció Exokernel Mikrokernel Hardveres virtualizáció Alkalmazás virtualizáció

16. Mit csinál az operációs rendszer? A háttértáron a fájlrendszerrel tetszőleges, változtatható méretű, névtérbe szervezett adattömböket lehet tárolni A virtuális memóriával minden alkalmazás saját lineáris címtartományt kap. Extra képességek: megosztott memória, memóriába leképzett fájlok A CPU-t időosztásos rendszerben osztja az alkalmazások között.„Kibővíti az utasításkészletet” rendszerhívásokkal Az oprendszer a fizikai hálózati kapcsolatból egy szoftveres socketet hoz létre, amiből több is mehet egyidejűleg, életciklussal, hibakezeléssel… • Tanulság: • Az operációs rendszer kétféle módon vonatkoztat el a fizikai erőforrásoktól: • Erőforrás megosztással • Erőforrás finomítással, saját logikai erőforrásfajták bevezetésével CPU idő Virtuális memória Fájlrendszer Socketek Szolgáltatások Alkalmazások Operációs rendszer HDD ==== Hardver Processzor Memória Háttértár Hálózat

17. Rétegek közötti interfészek Interfész a hardverhez: CPU, Memória:ISA(InstructionSetArchitecture) Szolgáltatások HDD ==== Alkalmazások Perifériák:I/O vagy memória-tartományban regiszterek, megszakítás, DMA Operációs rendszer Hardver

18. Rétegek közötti interfészek Interfész az alkalmazások és a rendszermag között Rendszerhívások (System calls) Szolgáltatások Interfész Adatszerkezetek Alkalmazások Operációs rendszer IPC mechanizmusok Hardver

19. Rétegek közötti interfészek Interfész az alkalmazások szintjén, illetve az OS magasszintű szolgáltatásai között Könyvtár hívások (call) Szolgáltatások Futtatókörnyezetek Alkalmazások Operációs rendszer Konfig fájlok, Registry, stb… Hardver

20. Rétegek közötti interfészek Interfész a nyújtott szolgáltatások felé Hálózati protokollok Szolgáltatások Felhasználói felület Alkalmazások Operációs rendszer stb… Hardver

21. A virtualizáció különböző fajtái „Desktop virtualizáció” „Alkalmazás futtatókörnyezetek” (Runtimeenvironments) Alkalmazás virtualizáció(packagedapplications…) Szolgáltatások Alkalmazások „Operációs rendszer szintű virtualizáció” - Containerek, Jailek Operációs rendszer „Platform Virtualizáció” Hardver

22. Platform virtualizáció • Amikor a „virtualizáció” buzzword elhangzik leggyakrabban erről van szó • „Szerver virtualizáció”, „Hardver virtualizáció”, „Számítógép virtualizáció” szinonim fogalmak • De nem összekeverendő a „hardveres” virtualizációval! • Cél: megosztani a hardver erőforrásokat: • Nem végzünk finomítást, az eredeti(hez hasonló) interfészen maradnak elérhetőek • Izolált környezeteket („sandbox”) biztosítunk • Célok gyakorlatiasabban megfogalmazva: • Több operációs rendszer példányt futtatni egyazon gépen

23. Mire lesz ez jó nekünk? • Allowmetodemonstrate!  Vegyünk több vasat! Új üzleti szolgáltatást akarok beindítani Biztos, hogy ez segít? Biztos, hogy ez a költséghatékony megoldás?

24. Mire lesz ez jó nekünk? • Allowmetodemonstrate!  Nem lehetne akkor valahogy egy gépre felrakni több szolgáltatást? Hát… feltűnt valami… Sok gépen nagyon kicsi a CPU kihasználtság Egyiknek Linux kell a másiknak Windows… ráadásul különböző verziók…

25. Mire lesz ez jó nekünk? • Allowmetodemonstrate!  Biztonsági okokból nem szabad egy gépre rakni őket! Nem lehetne akkor valahogy egy gépre felrakni több szolgáltatást? (Ő a biztonsági felelős a cégnél) Egyiknek Linux kell a másiknak Windows… ráadásul különböző verziók…

26. Mire lesz ez jó nekünk? • „Now for something completely different…” Több platformon kell fejlesztenem, tesztelnem… az időm nagy része az ide-oda váltogatással megy el. Ráadásul folyton széthomokozom az oprendszeremet (szoftverfejlesztő avatarja) Egyiknek Linux kell a másiknak Windows… ráadásul különböző verziók… Ooop, ezt már mondtam…  Szóval nekem is mindenféle sokgépes bonyolult tesztkörnyezetet kell csinálnom a ti cuccaitokhoz

27. Mire lesz ez jó nekünk – alkalmazási területek

28. Mire lesz ez jó nekünk – alkalmazási területek

29. Történeti áttekintés

30. VMwareworkstation • Desktop virtualizációs szoftvercsomag • Virtuális gép hardver konfigurációja • Virtuális gép „csomag” a hoszt gép fájlrendszerében

31. További információ • Néhány fontosabb blog, hír aggregátor oldalak, RSS feedek: • Hírek, független vélemények • http://www.virtualization.info • PlanetVMware, összes VMwareblog • http://www.vmware.com/vmtn/planet/vmware/rss20.xml • Ben Armstrong (Virtual PC Guy), Microsoft • http://blogs.msdn.com/virtual_pc_guy/rss.xml

32. Összefoglalás • A virtualizáció általános definíciója • A főbb virtualizációs lehetőségek áttekintése • Történeti áttekintés • Platform virtualizációs demo • A következő rész tartalmából • Platform virtualizáció részletes áttekintése • CPU virtualizáció megoldási lehetőségei, nehézségei • Memória virtualizáció lehetőségei, nehézségei