Paravirtualización

En informática, la paravirtualización o para-virtualización es una técnica de virtualización que presenta una interfaz de software a las máquinas virtuales que es similar, pero no idéntica, al hardware subyacente. –interfaz de software.

La intención de la interfaz modificada es reducir la parte del tiempo de ejecución del huésped dedicada a realizar operaciones que son sustancialmente más difíciles de ejecutar en un entorno virtual en comparación con un entorno no virtualizado. La paravirtualización proporciona 'ganchos' especialmente definidos; para permitir que los invitados y el anfitrión soliciten y reconozcan estas tareas, que de otro modo se ejecutarían en el dominio virtual (donde el rendimiento de ejecución es peor). Una plataforma paravirtualizada exitosa puede permitir que el monitor de máquina virtual (VMM) sea más simple (al reubicar la ejecución de tareas críticas del dominio virtual al dominio host) y/o reducir la degradación general del rendimiento de la ejecución de la máquina dentro del huésped virtual.

La paravirtualización requiere que el sistema operativo invitado sea portado explícitamente para la para-API: una distribución de sistema operativo convencional que no sea compatible con la paravirtualización no se puede ejecutar sobre un VMM paravirtualizado. Sin embargo, incluso en los casos en los que el sistema operativo no se puede modificar, es posible que haya componentes disponibles que permitan muchas de las importantes ventajas de rendimiento de la paravirtualización. Por ejemplo, el proyecto Xen Windows GPLPV proporciona un kit de controladores de dispositivos compatibles con paravirtualización, con licencia según los términos de GPL, que están destinados a instalarse en un invitado virtual de Microsoft Windows que se ejecuta en el hipervisor Xen. Estas aplicaciones tienden a ser accesibles a través del entorno de interfaz de máquina paravirtual. Esto garantiza la compatibilidad del modo de ejecución entre múltiples modelos de algoritmos de cifrado, lo que permite una integración perfecta dentro del marco paravirtual.

Historia

Paravirtualización es un término nuevo para una vieja idea. El sistema operativo VM de IBM ofrece esta posibilidad desde 1972 (y antes como CP-67). En el mundo de las máquinas virtuales, esto se denomina "código de DIAGNÓSTICO", porque utiliza un código de instrucción utilizado normalmente sólo por el software de mantenimiento de hardware y, por lo tanto, no está definido.

El sistema operativo Parallels Workstation llama a su equivalente "hiperllamada". Todos son lo mismo: una llamada del sistema al hipervisor a continuación. Este tipo de llamadas requieren apoyo en la posición "invitado" sistema operativo, que debe tener un código específico del hipervisor para realizar dichas llamadas.

El término "paravirtualización" se utilizó por primera vez en la literatura de investigación en asociación con Denali Virtual Machine Manager. El término también se utiliza para describir los hipervisores Xen, L4, TRANGO, VMware, Wind River y XtratuM. Todos estos proyectos usan o pueden usar técnicas de paravirtualización para admitir máquinas virtuales de alto rendimiento en hardware x86 mediante la implementación de una máquina virtual que no implementa las partes difíciles de virtualizar del conjunto de instrucciones x86 real.

Un hipervisor proporciona la virtualización del sistema informático subyacente. En la virtualización completa, un sistema operativo invitado se ejecuta sin modificaciones en un hipervisor. Sin embargo, se logra un mejor rendimiento y eficiencia haciendo que el sistema operativo invitado se comunique con el hipervisor. Al permitir que el sistema operativo invitado indique su intención al hipervisor, cada uno puede cooperar para obtener un mejor rendimiento cuando se ejecuta en una máquina virtual. Este tipo de comunicación se conoce como paravirtualización.

En 2005, VMware propuso una interfaz de paravirtualización, la Interfaz de Máquina Virtual (VMI), como mecanismo de comunicación entre el sistema operativo invitado y el hipervisor. Esta interfaz permitió una paravirtualización transparente en la que una única versión binaria del sistema operativo puede ejecutarse en hardware nativo o en un hipervisor en modo paravirtualizado.

Soporte de hardware

A medida que las CPU de AMD e Intel agregaron soporte para una virtualización asistida por hardware más eficiente, el estándar quedó obsoleto y el soporte VMI se eliminó del kernel de Linux en 2.6.37 y de los productos VMware en 2011.

Soporte del sistema operativo

En 2008, Red Hat anunció la paravirtualización VirtIO para KVM y Linux; el controlador VirtIO para Microsoft Windows también está disponible.

En 2008, Microsoft anunció la paravirtualización de Hyper-V.

Linux

La primera aparición del soporte de paravirtualización en Linux ocurrió con la fusión del puerto de ppc64 en 2002, que apoyó el funcionamiento de Linux como invitado paravirtualizado en IBM pSeries (RS/6000) e iSeries (AS/400).

En la conferencia USENIX de 2006 en Boston, Massachusetts, varios proveedores de desarrollo de Linux (incluidos IBM, VMware, Xen y Red Hat) colaboraron en una forma alternativa de paravirtualización, inicialmente desarrollada por el grupo Xen, llamada &# 34;paravirt-ops". El código paravirt-ops (a menudo abreviado como pv-ops) se incluyó en el kernel principal de Linux a partir de la versión 2.6.23 y proporciona una interfaz independiente del hipervisor entre el hipervisor y los kernels invitados. El soporte de distribución para kernels invitados pv-ops apareció a partir de Ubuntu 7.04 y RedHat 9. Los hipervisores Xen basados en cualquier kernel 2.6.24 o posterior admiten invitados pv-ops, al igual que el producto Workstation de VMware a partir de la versión 6.

Soporte de software

VirtualBox también lo admite desde la versión 5.0.