Virtualizace. Lukáš Krahulec, KRA556

Transkript

1 Virtualizace Lukáš Krahulec, KRA556

2 Co je vitualizace Způsob jak přistupovat ke zdrojům systému jako k univerzálnímu výkonu a nezajímat se o železo Způsob jak využít silný HW a rozložit ho mezi uživatele, vhodně rozložit síly Způsob jak omezit náklady nákup HW, energie, energie správce

3 Typy virtualizace Virtuální stroj Java (JVM) Virtualizace úložiště RAID Síťová virt. rozdělení šířky pásma dle potřeby RAM Virtuální paměť Virtualizace platformy

4 Privileg. Režim CPU Kernel mod privilegované operace User mod výpočty nad daty Kruh 3 Kruh 2 Kruh 1 APP APP APP User mod Kruh 0 KERNEL Kernel mod HW

5 VMM (Hypervisor) Kruh 3 APP APP Kruh 1 HOST KERNEL0 HOST KERNEL1 Kruh 0 VMM HW

6 Druhy virtualizace HW virt. SW virt. VS0 VS 1... VS n Host server VS 1... VS n Virt. vrstva kernel HW HW Úplná virtualizace Paravirtualizace Na úrovni jádra operačního systému

7 Systémová volání

8 Pamět, I/O CPU ma podporu pro virtuální paměť Virtualizace MMU I/O virtuální se pouze překládá na fyzické zařízeni

9 Paravirtualizace Uprava hosta Zavedení hypercall Značné urychlení Host volá API hypervizora

10 Paravirtualizace II VS0 APP KERNEL VIRT. OVL VS1 APP KERNEL VIRT. OVL Hypervisor API Ovladače HW

11 Zdroje Hardware Virtualization: the Nuts and Bolts

12 Virtualizace s podporou procesoru bc. Jan Král KRA528

13 Obsah základní myšlenka technologie model hardwarově podpořená virtualizace popis práce technologie Intel VT-x přínos problémy a jejich řešení závěrečné zhodnocení

14 Základní myšlenka technologie řešení problému plné virtualizace architektury x86 plná virtualizace podpora OS bez nutnosti jejich modifikace

15 Model hardwarově podpořené virtualizace

16 Model technologie Intel VT-x

17 Přínos poskytování služeb jádra hostovaným OS není třeba modifikovat hostovaný OS poskytuje možnost přímého vykonání instrukce bez zásahu VMM

18 Problémy hardwarová podpora spočívá v rozšíření úrovní ochrany a v implementaci operací VMexit a VMentry, z toho plynou tyto problémy: přechod VM / VMM vyžaduje velké množství cyklů relativně složité operace jsou méně ztrátové relativně jednoduché operace způsobují výrazné ztráty

19 Řešení problémů snížení počtu cyklů, které spotřebují instrukce virtuální technologie změnou vnitřní implementace procesoru snížit počet operací využitím VMCS (Virtual Machine Control Structure), které je součástí technologie

20 Druhá generace technologií AMD Nested Page Tables ( NPT ) a Intel Extended Page Tables ( EPT ) účelem je snížení režie paměti Intel VT-d a AMD IOMMU pro podporu virtualizace zařízení a I/O

21 Závěrečné zhodnocení výkon procesorů se stále zvyšuje což má větší dopad na kapacitu a výkon virtualizace než hardwarová podpora očekává se vývoj hardwarové podpory, které se vyrovnají para-virtualizaci na vývoj VMM bude mít vliv sada hardwarově podporovaných vlastností

22 Zdroje