8/6/2019 Virtualizarea Hardware

1/17

Virtualizarea hardwareVirtualizarea in lumea x86:

AMD-V

De la dual-core in 2005 la quad-core in 2007 valul multi-

core continua sa se inalte. In timp ce piatadesktopurilor inca incearca sa gaseasca solutii

eficiente pentru a profita de acest surplus deputere, piata serverelor asteapta cu nerabdare

octal-core-urile preconizate pentru 2009.Diferenta e ca piata serverelor are o aplicatie

puternica, dornica de multa putere de procesare:

VIRTUALIZAREA.

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

2/17

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

3/17

c e este virtualizarea?

Virtualizarea impli c a orelatie 1-la-mai multeintre hardware si sistemulde operareVirtualizarea partitioneazaun sistem in masinivirtuale independente c are

se ex c lud mutual, suportasisteme de operare diferitesi fun c tioneaza c on c urentpe a c elasi hardware

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

4/17

b enefi c ii

Reduce costurile

hardware si deinfrastructuraReduce eforturileadministrativeCreste securitateadatelor Ofera un mediu protejatsi izolat pentru testare

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

5/17

modelul traditional

Sistemul de operare : ruleaza in mod privilegiat

(inel 0) c ontroleaza dire c t

hardware-ulApli c atiile ruleaza in inelul3

VMM traditional seb azeaza pe c ompresiainelelor sau de-privilegiere

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

6/17

modelul trap and emulate

La executia unei instructiuni privilegiate segenereaza o intrerupere (trap). VMM intercepteazainreruperile si simuleaza instructiunile fara a periclitaintegritatea celorlalte sisteme de operare

DEZAVANTAJ: un numar mare de intreruperi implica

un timp considerabil pentru tratarea lor

X86 nu suporta acest mod de virtualizare (ISA nuintercepteaza toate intreruperile)

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

7/17

solutia la modelul trap and emulate

HYPERVISOR (VMM) -nivel software situat intrehardware si sistemul deoperare host

VMM ar b itreaza a cc esul lahardware pentru a permitesistemelor de operareguest sa partajeze masina

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

8/17

virtualizand arhite c tura X86 printranslatie b inara

BT s c aneaza c odul pec are kernelul sistemuluide operare guest vrea sa-lexe c ute si il translateazac and este c azul in c odsigur (on the fly)

Codul in mod utilizator nueste afe c tat de BT (seexe c uta dire c t)

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

9/17

apeluri de sistem pe o masina nativavs apeluri de sistem pe o masina virtuala

P entru a trata apelurile desistem, VMM trebuie sarealizeze muncasuplimentara

3.8 GHz P entium 4- apel de sistem pe o

masina nativa: 242cicluri- apel de sistem pe o

masina virtuala: 2308cicluri

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

10/17

c um virtualizam memoria virtuala?

S P T (shadow page tables) asigura legatura directaintre modulul MMU din masina virtuala si tabela depagini a memoriei fizice reale

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

11/17

If its DDR2 and is not a Sempron,then it has AMD-V

Athlon 64 pe socket AM2, nu 939

Athlon 64 X2Turion 64 X2Opteron a doua si a treia generatie

P henomtoate procesoarele noi

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

12/17

modul root

Desi implementata inhardware, fiecaretranzitie de la VM laVMM (VMexit) sau dela VMM la VM(VMenter) necesita unnumar fix si mare decicluri de ceasNu toate apelurile desistem necesitainterventie VMM

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

13/17

c omutare VMexit/VMenter c ostisitoare?

Reducere latenta instructiuni virtualizate

VMCB (Virtual Machine Control Block) tabela ce contine starea UC P -urilor virtuale din

fiecare sistem de operare guest permite sistemelor de operare guest sa ruleze

fara interventie VMM

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

14/17

DEV devi c e ex c lusion ve c tor

exclude dispozitivele in accesarea memoriei

permite sau respinge o cerere de acces la o paginade memorie

Verificarea este realizata la granita dintrehypertransport si cache coherent hypertransport

DEV este doar un mecanism, cum este folosit eproblema programatorilor de VMM

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

15/17

AMD nested paging (NPT)

Super TLB caremonitorizeazamanagementulmemoriei atat in cadrulVMM, cat si in cadrulsistemului de operareguest (TTLB)

Address SpaceIdentifier (ASID) tagin TLB ce indica cu cemasina virtuala easociata o intrare

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

16/17

intre b area, intre b area, c are eintre b area?

8/6/2019 Virtualizarea Hardware

17/17

b ib liografie

http://it.anandtech.com/printarticle.aspx?i=3263http://summerschool.trust.ruhr-uni-bochum.de/papers/Leenert-

van-Doorn-etiss-2007-v2.pdf http://www.theinquirer.net/en/inquirer/news/2005/06/06/amds-pacifica-revealed-in-fullhttp://download3.vmware.com/vmworld/2005/pac346.pdf http://www.rz.uni-hohenheim.de/afsws06/vortraege/tagung/VMware_3_Whats_n

ew.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Virtualizationhttp://en.wikipedia.org/wiki/X86_virtualizationhttp://virtualizationjobs.blogspot.com/ (prezentari video)