Virtualização - Conceito

Ao falar em virtualização, é inevitável que a maioria das pessoas a associem à ideia de vários sistemas operacionais rodando na mesma máquina. Esse é, na verdade, um dos diversos tipos de virtualização: a de hardware. Se por um lado ela não é a única, por outro é, certamente, a mais perceptível.

A presente aula contempla os aspectos triviais da virtualização, com noções conceituais, aplicações práticas e sua forma de interação com o usuário final.

A VIRTUALIZAÇÃO EM SI

Para entender perfeitamente o conceito da tecnologia, deve-se traçar um paralelo entre o que é real e o que é virtual. Seguindo essa linha de raciocínio, algo real teria características físicas, concretas; já o virtual está associado àquilo que é simulado, abstrato. Dessa forma a virtualização pode ser definida como a criação de um ambiente virtual que simula um ambiente real, propiciando a utilização de diversos sistemas e aplicativos sem a necessidade de acesso físico à máquina na qual estão hospedados.

Isso acaba reduzindo a relação de dependência que os recursos de computação exercem entre si, pois possibilita, por exemplo, a dissociação entre um aplicativo e o sistema operacional que ele utiliza (já imaginou acessar o Microsoft Word através do Linux?).

E qual é a vantagem?

Prioritariamente, econômica. Com a iminente crise ambiental global (principal fomentadora da TI verde) e a crescente necessidade de diminuir o desperdício de recursos (incluída aí a energia elétrica), não há nada mais natural que o surgimento de alternativas para otimizar o uso de tais recursos.

Agora pense em um computador no qual opere um servidor de e-mails: mesmo que o disco rígido seja plenamente utilizado, não se pode dizer o mesmo sobre sua capacidade de processamento: enquanto ela pode chegar ao ápice em horários de pico (como às 15h), também pode se aproximar da ociosidade durante a madrugada. E se essa “sobra” fosse usada para gerar relatórios, aproveitando melhor o tempo e processamento livres? Na teoria, surtiria a tão desejada economia de recursos; na prática, isso é obtido através da virtualização.

OS TIPOS DE VIRTUALIZAÇÃO

Virtualização de Hardware

A virtualização de hardware consiste em rodar vários sistemas operacionais na mesma máquina. Isso é possível com o uso de programas específicos, que geram máquinas virtuais (Virtual Machines, ou VMs): estas emulam os componentes físicos de um PC, possibilitando que um sistema operacional diferente seja instalado em cada uma delas.

Há duas grandes vantagens na adoção dessa tecnologia: uma voltada a usuários, outra a servidores. No caso dos primeiros, o trunfo consiste em eliminar a incompatibilidade entre aplicativos e sistemas operacionais; pense em um usuário cujo PC tenha o Windows Vista instalado, mas que deseje rodar um aplicativo que só é compatível com o Windows XP. Isso é possível com a criação, nesse PC, de uma VM que rode o WinXP: depois disso, basta instalar o aplicativo nessa VM e executá-lo normalmente (como se fosse um computador dentro de outro).

Quando aos servidores, sua virtualização permite que, ao invés de se ter diversos subservidores (que utilizam apenas uma porcentagem dos recursos das máquinas em que estão hospedados), os processos sejam distribuídos de forma equânime entre um número menor de computadores (que, com isso, chegam mais próximos do aproveitamento total de sua capacidade). Isso reduz a quantidade de mão-de-obra técnica, o espaço para alocar as máquinas e o gasto com eletricidade necessários; tudo isso incorre em economia.

Virtualização da Apresentação

A maioria dos programas disponíveis no mercado funciona no mesmo local em que se encontra a instalação. Isso pode parecer óbvio para usuários tradicionais, mas tal barreira foi quebrada com o uso da Virtualização da Apresentação: trata-se do acesso a um ambiente computacional sem a necessidade de estar em contato físico com ele. Isso propicia, entre outras coisas, a utilização de um sistema operacional completo (bem como de seus aplicativos) de qualquer local do planeta, como se estivessem instalados no seu PC. O conceito é bem parecido com o de acesso remoto, com a diferença de que vários usuários podem se beneficiar do mesmo sistema simultaneamente (sem interferir uns aos outros).

Virtualização de Aplicativos

Cada aplicativo depende do sistema operacional para uma variedade de serviços, como alocação de memória ou gerenciamento de drivers. Resolver incompatibilidades entre determinado programa e o sistema operacional instalado na máquina é fácil, podendo ser feito uso de qualquer um dos dois tipos de virtualização já citados (hardware e apresentação). Mas e quando o conflito é entre dois aplicativos distintos? Pode ser que cada um deles requeira, por exemplo, uma versão diferente de uma mesma DLL.

Isso é resolvido através da virtualização de aplicativos. A técnica consiste em ter uma única cópia de determinado aplicativo, instalada em um servidor virtual; usuários que desejarem ter acesso a tal aplicativo podem fazê-lo diretamente, sem a necessidade de que ele também esteja instalado na máquina física. A partir daí o programa pode ser executado normalmente, já que as características específicas de cada aplicativo (seus drivers, entradas no registro, DLLs e afins) são compiladas e baixadas diretamente para o PC do usuário, através da geração de um aplicativo virtual que fica à parte.

A VIRTUALIZAÇÃO NO FUTURO

A virtualização está chegando com o vento em popa – suas vantagens econômicas são atrativas demais para serem resistidas. A adoção de tecnologias como a computação em nuvens só corrobora para seu inevitável progresso. Será que daqui a alguns anos poderemos acessar nossos PCs de qualquer lugar do planeta? Só o tempo dirá.

MICROSOFT VIRTUAL PC

O Virtual PC é a ferramenta da Microsoft para emulação de outros sistemas operacionais em um computador. Ou seja, ele possibilita que você instale outra versão do Windows para executar programas antigos, incompatíveis ou para que faça testes sem prejudicar o sistema operacional de uma máquina

Para que o Virtual PC consiga executar outro sistema operacional na mesma máquina, ele utiliza uma técnica chamada virtualização. Um computador cria um ambiente simulado onde o novo sistema é instalado. Esse sistema é capaz de executar o sistema operacional diretamente do disco rígido.

O acesso a recursos como rede, teclado, propriedades de exibição e outros dispositivos, por exemplo, pode sofrer com certa limitação nesse processo. Esses dispositivos são gerenciados de maneira restrita, pois nem sempre é possível executar todos os processos de um sistema operacional antigo adaptado para uma máquina mais moderna. Dependendo da capacidade da máquina utilizada, nem todos os recursos de um dispositivo podem ser utilizados. Por outro lado, qualquer erro que aconteça dentro de um sistema operacional emulado não prejudica o computador que o hospeda.

Técnicas de virtualização podem ser utilizadas para diversos fins. Uma vez que você usa um sistema em pano de fundo, é possível se submeter a certos riscos sem chances de causar danos. Por exemplo, é mais seguro acessar sites de bancos ou páginas suspeitas, testar programas suspeitos, fazer manutenções, etc. De fato, existem vários programas capazes de executar virtualização, porém focamos no Microsoft Virtual PC como referência.

O primeiro passo é criar um drive virtual. Ele não representa o sistema operacional que será instalado, é apenas um disco virtual para armazená-lo. Esse drive tem um arquivo que contém todos os arquivos necessários para a inicialização e o uso do sistema. Esse arquivo tem a extensão VHD. Você tem três opções: criar uma máquina nova através de um guia básico, criar uma máquina nova com as configurações já definidas ou adicionar uma máquina já existente.

O segundo passo é dar um nome para o sistema criado. Use um nome que facilmente identifique tal sistema para que você não se confunda.

Em seguida, selecione a versão do Windows desejada. Lembre-se que isso não define nada sobre o sistema operacional que será instalado posteriormente. É apenas uma identificação para o disco virtual criado.

O próximo passo é crucial para o bom funcionamento do sistema instalado: a escolha de quanta memória RAM deverá ser utilizada neste sistema. Você tem duas opções: usar a quantidade recomendada ou então ajustar manualmente esse nível. Uma dica é utilizar o dobro de memória RAM indicado.

Outra dica: se você não pretende utilizar o sistema operacional emulado, é recomendável não deixá-lo ativo para que ele não "roube" memória RAM do seu computador.

A configuração seguinte é simples, porém importante: a definição de um nome e uma pasta para o disco virtual. É importante marcar a opção “Enable undo disks” caso você use o sistema para testes ou outros procedimentos que podem não ser seguros. A tela seguinte conclui esta parte, definindo onde o drive virtual será instalado.

As configurações da instalação serão resumidas na tela seguinte. Com tudo nos conformes, basta prosseguir para concluir a instalação. A máquina virtual será instalada e configurada. Agora você deve instalar o sistema operacional dessa máquina criada. O processo é o mesmo de um computador normal.

O console do Virtual PC

A máquina virtual criada será exibida à esquerda. À direita, quatro botões controlam todo o funcionamento do programa.

O botão “New” facilita a criação de novas máquinas virtuais. Já o botão “Settings” exibe todas as configurações e características da máquina virtual selecionada. São informados nome, memória RAM e outros detalhes. Clicando em cada um dos itens à esquerda, os respectivos detalhes são exibidos à direita.

O botão “Remove” exclui uma máquina criada. O botão “Start” inicia a máquina virtual e é aqui que você pode instalar um novo sistema operacional. Com o CD de instalação inserido (ou outro dispositivo com boot), inicie a maquina virtual para executar o boot e instalar o sistema normalmente.

Para usar um arquivo de imagem, basta clicar em “CD”-“Capture CD image”. Basta indicar onde o arquivo está localizado para começar a usá-lo e prosseguir a instalação. Com o sistema instalado, basta usar a máquina como se fosse um outro computador.

Opções dos menus

O menu “Action” oferece controles para o aperfeiçoamento do uso do sistema operacional emulado. São elas:

“Full-Screen Mode”: exibe o novo sistema instalado em tela cheia.

“Ctrl+Alt+Del”: acessa opções para gerenciamento de processos e desligamento da máquina.

“Pause”, “Reset” e “Close”: pausar, resetar ou fechar o sistema. Você tem a possibilidade, em alguns casos, de salvar o atual estado do sistema (por exemplo, um programa aberto).

“Install or Update Virtual Machine Additions”: o Virtual PC oferece “extras” que complementam a funcionalidade do sistema instalado. Nessa opção você instala esses extras.

“Properties”: propriedades da máquina virtual em execução.

No menu “CD” você tem controles para ejetar a bandeja ou parar o uso de uma imagem.