Hipervisor Xen PVM
Autores: Francisco Renato Cavalcante Araújo
Fernando Pessoa Oliveira de Sousa
Professor: Paulo Antônio ...
Virtualização
 Surgiu por volta de 1960 com a IBM;
 Técnica que permite instalar um sistema operacional dentro de outro;...
Tipos de Virtualização
 VIRTUALIZAÇÃO TOTAL
 Primeiro tipo de virtualização a surgir;
 Proporcionava uma abstração comp...
Tipos de Virtualização
 PARAVIRTUALIZAÇÃO
 Kernel do SO convidado é modificado;
 SO convidado sabe que está sendo execu...
Tipos de virtualização
 VIRTUALIZAÇÃO A NÍVEL DE SISTEMA OPERACIONAL
 Baseia-se em containers ou partições;
 SO convida...
Tipos de Virtualização
 VIRTUALIZAÇÃO ASSISTIDA POR HARDWARE
 Apoiado pelos hardwares atuais que implementam uma nova ar...
Hipervisor Xen PVM
 O Xen é um framework de virtualização originalmente desenvolvido pela University of Cambridge (UK) e ...
Vantagens do Hipervisor Xen PVM
 Elevado desempenho na execução das maquinas virtuais;
 Flexibilidade Recursos de admini...
Desvantagens do Hipervisor Xen PVM
 A paravirtualzação é menos flexível, pois carece de modificações no sistema operacion...
Trabalhos Relacionados
 SCHMIDT, A. H. et al. Análise de Desempenho da Virtualização de Redes nos Sistemas Xen e OpenVZ. ...
Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS
 Para instalar o hipervisor Xen PVM e suas dependências utilize o comando:
 sudo ...
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 Entre no arquivo de configuração do xen, que fica no diretório “/etc/xen/xend-con...
Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS
 Abra o arquivo “/etc/xen-tools/xen-tools.conf” e adicione no fim do arquivo a seg...
Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS
 Entre na pasta “/etc/grub.d” e renomeie o arquivo 10_linux para 50_linux e atuali...
Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS
 Entre no arquivo “/etc/network/interface” para criar a interface bridge que funci...
Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS
 Após criar a interface bridge é necessário que você levante a interface com o com...
Instalação e Configuração de Máquinas Virtuais
 Para criar máquinas virtuais no hipervisor xen, você precisa passar como ...
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 Após criar a imagem da máquina virtual, é preciso criar um domínio para e...
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 Para salvar a máquina virtual, é preciso especificar o domínio, e um arqu...
Instalação e Configuração do Iperf
 Para instalar o iperf execute os seguintes comandos:
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Instalação e Configuração do Bonnie++
 Execute o comando abaixo para instalar a ferramenta usada para testar discos rígid...
Instalação e Configuração do Bonnie++
 Execute os comandos abaixo para criar o usuário na máquina virtual e em seguida pa...
Instalação e Configuração do Sysbench
 Para instalar a aplicação na máquina utilize o comando:
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Resultados Obtidos Iperf
 Ao analisarmos o Gráfico 1, correspondente a máquina virtual e o Gráfico 2 correspondente a máq...
Desempenho de rede MF e MV
Resultados Obtidos Bonnie++
 Se um teste é concluído em menos de 500ms, então a saída será exibida como “+ + + +”, pois o...
Resultados Obtidos Bonnie++
 Abaixo mostraremos as tabelas com o desempenho da máquina virtual:
Resultados Obtidos Bonnie++
 Abaixo mostraremos as tabelas com o desempenho da máquina física:
Resultados Obtidos Sysbench
Resultados Obtidos Sysbench
 Na análise dos resultados na ferramenta sysbench, assumindo que o número máximo de primos ca...
Referências Bibliográficas
 AZEVEDO, E. et al. Nuvem pública versus privada: Variações no desempenho de infraestrutura pa...
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Instalação e Configuração do Hipervisor xen pvm

  1. 1. Hipervisor Xen PVM Autores: Francisco Renato Cavalcante Araújo Fernando Pessoa Oliveira de Sousa Professor: Paulo Antônio Leal Rego
  2. 2. Virtualização  Surgiu por volta de 1960 com a IBM;  Técnica que permite instalar um sistema operacional dentro de outro;  Melhor aproveitamento dos recursos da máquina;  Utiliza-se de hipervisores para gerenciar as máquinas virtuais.
  3. 3. Tipos de Virtualização  VIRTUALIZAÇÃO TOTAL  Primeiro tipo de virtualização a surgir;  Proporcionava uma abstração completa do hardware;  SO não sabia que era executado em hardware emulado;  Usava tradução binária para comunicação entre máquina virtual e física.
  4. 4. Tipos de Virtualização  PARAVIRTUALIZAÇÃO  Kernel do SO convidado é modificado;  SO convidado sabe que está sendo executado sobre hardware simulado;  Combina tradução binária com chamadas de sistema (hyper calls) para comunicação entre as máquinas;  Melhor desempenho;  Acesso parcial ao hardware.
  5. 5. Tipos de virtualização  VIRTUALIZAÇÃO A NÍVEL DE SISTEMA OPERACIONAL  Baseia-se em containers ou partições;  SO convidados devem possuir o mesmo kernel do SO da máquina física;
  6. 6. Tipos de Virtualização  VIRTUALIZAÇÃO ASSISTIDA POR HARDWARE  Apoiado pelos hardwares atuais que implementam uma nova arquitetura;  Anel -1, onde é instalado o hipervisor;  Máquina virtual executa no anel 0, ao lado do SO hospedeiro;  Acesso direto ao hardware.
  7. 7. Hipervisor Xen PVM  O Xen é um framework de virtualização originalmente desenvolvido pela University of Cambridge (UK) e está mantido pela XenSource, Inc. (parte da Citrix). Ele usa paravirtualização, um método de virtualização que envolve alto grau de cooperação entre hosts virtualizados e máquinas virtuais (GUTIERREZ, 2014).
  8. 8. Vantagens do Hipervisor Xen PVM  Elevado desempenho na execução das maquinas virtuais;  Flexibilidade Recursos de administração de uma máquina virtual em tempo real sem necessidade de reiniciá-la;  Migração em tempo real;  Pode ser instalado em infraestrutura heterogênea, na qual pode haver processadores que não tenham suporte a virtualização assistida por hardware.
  9. 9. Desvantagens do Hipervisor Xen PVM  A paravirtualzação é menos flexível, pois carece de modificações no sistema operacional convidado, para que este possa trabalhar perfeitamente
  10. 10. Trabalhos Relacionados  SCHMIDT, A. H. et al. Análise de Desempenho da Virtualização de Redes nos Sistemas Xen e OpenVZ. p. 1–8, 2007.  AZEVEDO, E. et al. Nuvem pública versus privada: Variações no desempenho de infraestrutura para elasticidade. p. 110–123, 2012.
  11. 11. Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS  Para instalar o hipervisor Xen PVM e suas dependências utilize o comando:  sudo apt-get install xen-hypervisor-4.3-amd64 xen-utils-4.3 xenwatch xen-tools xen-utils-common xenstore-utils  Após isso instale a biblioteca virt com o commando:  sudo apt-get install virtinst virt-viewer virt-manager
  12. 12. Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS  Entre no arquivo de configuração do xen, que fica no diretório “/etc/xen/xend-config.sxp”, e configure-o para que o hipervisor possa usar uma rede bridge descomentando a linha (network-script network-bridge) e ative o acesso HTTP ao servidor xen descomentando as linhas abaixo: #(xend-http-server yes) #(xend-unix-server yes)
  13. 13. Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS  Abra o arquivo “/etc/xen-tools/xen-tools.conf” e adicione no fim do arquivo a seguinte linha: pygrub=1  Edite o arquivo “/etc/default/grub” e modifique o grub para iniciar o Xen por padrão. Para tanto é necessário modificar as seguintes linhas: GRUB_DEFAULT=“Xen 4.1-amd64” #GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0 #GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true GRUB_TIMEOUT=10
  14. 14. Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS  Entre na pasta “/etc/grub.d” e renomeie o arquivo 10_linux para 50_linux e atualize o grub utilizando os comandos abaixo: cd /etc/grub.d sudo mv 10_linux 50_linux sudo update-grub
  15. 15. Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS  Entre no arquivo “/etc/network/interface” para criar a interface bridge que funcione com DHCP. Como segue: auto lo iface lo inet loopback auto xenbr0 iface xenbr0 inet dhcp bridge_ports eth0 bridge_maxwait 0
  16. 16. Instalação Xen PVM no Ubunto 12.04 LTS  Após criar a interface bridge é necessário que você levante a interface com o comando abaixo: sudo ifup xenbr0  Entre no arquivo “/etc/init.d/rc.local” e adicione a linha “ifup xenbr0” no final do arquivo, para a interface subir junto com a inicialização do sistema operacional.  Para ter certeza de que a sua interface bridge está funcionando, verifique se ela consta na saída do comando abaixo: sudo brctl show  Caso não esteja configurada ainda, reinicie o serviço de rede com o comando a seguir: /etc/init.d/networking restart
  17. 17. Instalação e Configuração de Máquinas Virtuais  Para criar máquinas virtuais no hipervisor xen, você precisa passar como parâmetros: nome, distribuição, tamanho do disco, tamanho do swap, rede estática ou por DHCP, tamanho da memória RAM, diretório destino para criar a imagem e um parâmetro que possibilita a criação de um senha do usuário no processo de criação da máquina virtual:  Ex: sudo xen-create-image –-hostname=gerente -–dist=precise –-size=4Gb -–swap=512Mb -–dhcp –- memory=1024Mb -–dir=/xen -–role=udev --passwd
  18. 18. Instalação e Configuração de Máquinas Virtuais  Após criar a imagem da máquina virtual, é preciso criar um domínio para essa máquina. A imagem criada é um arquivo com o nome “hostname.cfg”. No caso do exemplo citado, ficaria “gerente.cfg”. Para criar tal domínio execute o comando: sudo xm create NomeDoDomínio.cfg  Por motivos de melhor assimilação utilize tanto para a imagem, quanto para o domínio o mesmo nome.
  19. 19. Instalação e Configuração de Máquinas Virtuais  Com o domínio criado, a máquina virtual já pode ser iniciada. O usuário padrão é “root” e a senha, é a que você escolheu no momento em que criou a imagem.  Para acessar a máquina virtual execute o comando a seguir: sudo xm console “domínio”  Caso seja necessário pausar e depois iniciar a máquina pausada, execute os seguintes comandos respectivamente: sudo xm pause gerente sudo xm unpause gerente
  20. 20. Instalação e Configuração de Máquinas Virtuais  Para salvar a máquina virtual, é preciso especificar o domínio, e um arquivo de saída para ser salva uma cópia da imagem da máquina virtual. Execute o comando abaixo para salvar uma máquina: sudo xm save –c gerente /home/domínioBackup  Para deletar uma máquina precisamos primeiro apagar seu domínio, e em seguida podemos deletar a imagem da máquina virtual. Passando o nome da imagem a ser deletada e o diretório do domínio da imagem. Abaixo foi usado como exemplo uma máquina virtual e domínio de nome “teste”. sudo xm destroy teste sudo xen-delete-image teste –dir=/xen
  21. 21. Instalação e Configuração do Iperf  Para instalar o iperf execute os seguintes comandos: sudo apt-get update sudo apt-get install iperf  Depois de instalar os pacotes nas duas máquinas vamos executar o comando abaixo para realização do teste na máquina servidor e na máquina cliente respectivamente. A sintaxe do segundo comando executado no cliente, 200.129.39.86 é o endereço IP do servidor, -w tamanho do pacote, -i intervalo de 1 segundo, -t tempo para transmitir: Iperf -s Iperf –c 200.129.39.86 –w 64k –I 1 –t 60
  22. 22. Instalação e Configuração do Bonnie++  Execute o comando abaixo para instalar a ferramenta usada para testar discos rígidos e performance do sistema de arquivos: sudo apt-get install bonnie++  Com a ferramenta instalada vamos aos testes de desempenho. Na máquina virtual é preciso criar um usuário para poder executar a ferramenta, por exemplo “admin”. Na máquina física basta executar o segundo comando.  Então basta executar o comando bonnie++, porém o comando roda com os valores padrão (Default). Especificamos os parâmetros –r 100, tamanho de memória RAM em megabytes que será usada na execução, e o parâmetro –s 200, tamanho dos arquivos para o teste de entrada e saída em megabytes. É recomendado usar o dobro da quantidade de memória RAM, para o teste ficar mais realista.
  23. 23. Instalação e Configuração do Bonnie++  Execute os comandos abaixo para criar o usuário na máquina virtual e em seguida para executar o teste com o bonnie++: adduser admin bonnie++ -r 100 –s 200
  24. 24. Instalação e Configuração do Sysbench  Para instalar a aplicação na máquina utilize o comando: sudo apt-get install sysbench  Com a ferramenta instalada, vamos fazer os testes de desempenho da CPU. Neste modo é calculado o número de primos até o valor especificado pela opção --cpu-max-prime. Nós usamos o número 20000 como exemplo. sysbench -–test=cpu -–cpu-max-prime=20000 run
  25. 25. Resultados Obtidos Iperf  Ao analisarmos o Gráfico 1, correspondente a máquina virtual e o Gráfico 2 correspondente a máquina física, observamos que os testes foram feitos no tempo total de 60 segundos (eixo X), e usamos um tamanho fixo do pacote a ser enviado na rede de 64k, com intervalos para envio de 1 segundo.  Notamos que a máquina física se manteve nove vezes por mais de um segundo com taxa de transmissão de 94,5 Mbits/s e não se manteve nenhuma vez com taxas abaixo de 93,5 Mbits/s por mais de um segundo. Enquanto a máquina virtual se manteve com transmissões de 94,5 Mbits/s por mais de um segundo apenas três vezes, e com o mesmo valor de vezes para taxas de transmissões de 93,5 Mbits/s por mais de um segundo. Apesar da analise ter sido feita em um espaço curto de tempo, podemos observar um melhor desempenho na transmissão de pacotes e uso da rede, por parte da máquina física, como mostram os gráficos a seguir.
  26. 26. Desempenho de rede MF e MV
  27. 27. Resultados Obtidos Bonnie++  Se um teste é concluído em menos de 500ms, então a saída será exibida como “+ + + +”, pois o resultado de teste não pode ser calculado com precisão devido a erros de arredondamento e os desenvolvedores da ferramenta preferiram exibir nenhum resultado, para não mostrar resultados errados.  As tabelas a seguir mostram o desempenho da máquina física e virtual respectivamente:
  28. 28. Resultados Obtidos Bonnie++  Abaixo mostraremos as tabelas com o desempenho da máquina virtual:
  29. 29. Resultados Obtidos Bonnie++  Abaixo mostraremos as tabelas com o desempenho da máquina física:
  30. 30. Resultados Obtidos Sysbench
  31. 31. Resultados Obtidos Sysbench  Na análise dos resultados na ferramenta sysbench, assumindo que o número máximo de primos calculado no teste de CPU foi 20000, em ambas as máquinas, verificamos que o tempo total de execução na máquina física foi de 23.8280 segundos e na máquina virtual foi de 23.9419 segundos, uma diferença de 0,1139 segundos para a máquina física que se mostrou mais rápida no cálculo dos primos.  As tabelas a seguir mostram as estatísticas de desempenho de cada máquina.
  32. 32. Referências Bibliográficas  AZEVEDO, E. et al. Nuvem pública versus privada: Variações no desempenho de infraestrutura para elasticidade. p. 110–123, 2012.  GUTIERREZ, F. .XEN no Ubuntu 12.04 LTS. Lipe.82. 2012. Disponível em: <htpps://sites.google.com/site/lipe82/Home/diaadia/xen>. Acesso em: 24 abr. 2014.  REGO, P. A. L. Installing Xen 4.3 on Ubuntu 12.04 LTS. Lost of stuff. 2012. Disponível em: <pauloalr.wordpress.com>. Acesso em: 28 abr. 2014.  SEO, C. E. Virtualização–Problemas e desafios. IBM Linux Technology Center, v. 1, n. 008278, p. 1–19, 2009.  SCHMIDT, A. H. et al. Análise de Desempenho da Virtualização de Redes nos Sistemas Xen e OpenVZ. p. 1–8, 2007.

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