Aktuelle Themen der Informatik: Virtualisierung

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1 Aktuelle Themen der Informatik: Virtualisierung Sebastian Siewior 15 Mai / 22

2 1 Überblick 2 Techniken 3 Paravirtualisierung 4 Ende 2 / 22

3 Wieso Virtualisieren Wieso mehrere Betriebsysteme auf einer Hardware? Einheitliche Hardware Immer schnellere Hardware Leichtere Entwicklung Flexible Infrastuktur = Auslastung der Hardware, high availability 3 / 22

4 Funktionsweise Emulation Partitionierung Paravirtualisierung Hypervisor mit Hardwareunterstützung 4 / 22

5 Vorgehen Emulation Opcode Kenntnise Hardware Kenntnisse (Bausteine) Timing = ARM auf PPC, Gameboy, Atari 800XL 5 / 22

6 Probleme bei der Emulation Relativ langsam aufgrund der Interpretation der Befehle Abhilfe durch Dynamic Translation, Recompilation Versuchen den Code native auszuführen,,,kritische Befehle Opcodes ersetzen 6 / 22

7 Betriebssystem Partitionen FreeBSD Jail, Linux VServer, OpenVZ Logische Partitionen Prozessraum, Ressourcen,... getrennt Generell verschiedene Netzwerk Interfaces Ein Kernel So gut wie kein Overhead 7 / 22

8 Betriebssystem Partitionen 8 / 22

9 Hardware Partitionen Realisiert in Hardware Vertreter Sun Fire und IBM System P Beide haben relativ lange Erfahrung in diesem Bereich Laut Benchmark Ergebnissen kaum bis kein Verlust 9 / 22

10 Paravirtualisierung Xen Neue Schicht wird gebildet zwischen der Hardware und dem Betriebssystem Hypervisor Er hat die Kontrolle über die Hardware Erlaubt oder verweigert den Zugriff 10 / 22

11 Betriebssystem Partitionen 11 / 22

12 Xen Architektur Hypervisor bootet zuerst (Ring 0) Hat leider keine Treiber Lädt,,Dom0 nach (mit Treiber Unterstützung (Ring 1)) Ring 1 hat beschränkten Hardware Zugriff, z.b. Speicher = der Code im Ring 1 läßt sich isolieren 12 / 22

13 Prinzipieler Ablauf Dom0 kontrolliert die Hardware mit dem Hypervisor Erzeugt Gäste und gewährt den erforderlichen Zugriff Neu erzeugte Gäste müssen angepasst werden Gast OS benutzt,,hyper Calls für die Kommunikation mit dem Hypervisor 13 / 22

14 Performance Test 14 / 22

15 Performance Test 15 / 22

16 Performance Test 16 / 22

17 Migration von Gästen Den gesamten Gastspeicher kopieren Gast anhalten,,,dirty Pages kopieren Alten Gast terminieren, Neuen starten, (arp ping) 17 / 22

18 Gast Migration 18 / 22

19 Hardware Unterstützung Neue CPUs unterstützen VT Hardware Unterstützung erweitert die Ring Architektur Der Prozessor weiß nun, dass es einen Hypervisor gibt und ein Betriebssystem Exceptions werden korrekt zugeordnet 19 / 22

20 20 / 22

21 Literatur Linux Magazin 04/06 FreeBSD Jail Linux VServer Intel VT ftp://download.intel.com/technology/computing/ vptech/c pdf AMD VT Consolidation/virtualization.aspx Xen Papers Xen Press 21 / 22

22 Diskussion Danke für die Aufmerksamkeit 22 / 22

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