Fakultet Informacionih Tehnologija

MAS

Bezbednost informacija

Projektni zadatak iz predmeta CS471

 Virtuelni operativni sistemi

Mentor:                                                       

                  Student: 

Doc.Dr.Igor Franc                                                 

   Vladimir Apostolov 3209

Niš, 20.02.2017

Sadržaj

Uvod...........................................................................................................................................3
1. Izgradnja blokova ( building blocks )......................................................................................5

1.1 Trap-and-Emulate............................................................................................................5
1.2 Binarno prevođenje..........................................................................................................7

2. Tipovi virtualnih mašina i njihova implementacija................................................................8

2.1 Životni ciklus virtuelne mašine.........................................................................................8
2.2 Tip 0 Hipervizor..............................................................................................................10
2.3 Tip 1 Hipervizor..............................................................................................................11
2.4 Tip 2 Hipervizor..............................................................................................................11
2.5 Virtualizacija programskog okruženja............................................................................12
2.6 Emulacija ( Emulation )...................................................................................................13

3. Virtualizacija i komponente OS-a.........................................................................................13

3.1 Raspoređivanje CPU-a ( CPU Scheduling ).....................................................................13
3.2 Upravljanje memorijom ( Memory management )........................................................13
3.3 I/O...................................................................................................................................13
3.4 Upravljanje memorijom.................................................................................................13

4. Hypervisor............................................................................................................................13
5. Vrste virtualizacije................................................................................................................14

5.1 Potpuna virtualizacija.....................................................................................................14
5.2 Paravirtualizacija............................................................................................................15
5.3 Hardware assisted virtualization (HVM, Native Virtualization).....................................16
5.4 Delimična virtualizacija..................................................................................................16
5.5 Aplikacijska virtualizacija................................................................................................16

5.5.1 Portabilne aplikacije................................................................................................16
5.5.2 “Cross platform” virtualizacija................................................................................16

6. Najpopularnija rešenja virtualizacije....................................................................................17

6.1 VMware..........................................................................................................................17
6.2 XenApp...........................................................................................................................18

7. Uticaj virtualizacije u domenu IT bezbednosti.....................................................................19

7.1 Rizici virtualizacije..........................................................................................................20

7.1.1 VM sprawl...............................................................................................................20
7.1.2 Neažurnost deaktiranih/skrivenih virtualnih mašina..............................................21
7.1.3 Nedozvoljen pristup host hypervisoru....................................................................21
7.1.4 Nebezbedne verzije pre-konfigurisanih template-a virtualnih mašina..................22

background image

3

Uvod

Implementacija virtuelnih mašina uključue nekoliko komponenti. U osnovi je 

host

, osnovni 

hardverski sistem koji pokreće virtuelne mašine. 

Virtual machine manager

 ili VMM takođe 

poznat i kao hypervisor, kreira i pokreće virtuelne mašine omogućavajući interfejs koji je 
identičan hostu. Svaki 

guest 

proces je omogućen sa virtuelnom kopijom hosta ( slika 1.) 

Obično, 

guest 

proces je u suštini operativni sistem. Jedna fizička mašina može tako 

pokrenuti više operativnih sistema istovremeno, svaki u svojoj operativnoj virtuelnoj mašini.
Implementacija VMM-a varira. Opcije uključuju sledeće:

Hardverski bazirana rešenja koja omogućavaju podršku za kreiranje virtuelnih 
mašini i upravljanje preko firmware-a. Ovi VMM koji se često nalaze u 
mejnfrejmu i velikim do servera srednje veličine, opšte su poznati kao 

tip 0 

hipervizori. 

Primeri su IBM LPAR i Oracle LDOM.

Operativni sistemi koji su softverski konstruisani da omoguće virtualizaciju, 
uključujući VMware ESX, Jozent SmartOS i Citrix XenServer. Ovi VMM-ovi su 
poznatiji kao 

tip 1 hipervizori.

Uopšteno- svrha operativnih sistema koji omogućavaju standardne funkcije 
kao i VMM funkcije, uključujući Microsoft Windows Server sa HyperV i 
RedHat Linux sa KVM karakteristikama. Iz razloga što ovakvi sistemi imaju 
karakteristike slične tipu 1 hipervizora, oni su takođe poznati kao 

tip 1.

Aplikacije koje se pokreću na standardnim operativnim sistemima ali 
omogućavaju VMM karakteristike 

guest 

OS-u, ovakve aplikacije pod kojim 

spadaju Vmware Workstation i Fusion, Parallels Desktop i Oracle Virtual Box 
su tip 2 hipervizori.

Paravirtualizacija, tehnika u kojoj je 

guest 

operativni sistem modifikovan da 

radi u kooperaciji sa VMM-om da bi optimizovao performanse.

Programski-okružena virtuelzacija, u kojoj VMM ne virtualizuje stvarni 
hardver ali umesto toga kreira optimizovan virtuelni sistem. Ovu tehniku 
koriste Oracle Java i Microsoft.Net

4

Emulatori koji omogućavaju aplikacijama pisanim za jedno hardversko 
okruženje da pokrenu na sasvim drugo hardversko okruženje, kao što su drugi 
tipovi CPU-a.

Zadržavanje aplikacija, koje nije virtualizacija ali radije omogućava 
virtualizaciju kao karakteristike izdvajanjem aplikacija od operativnog 
sistema.

Slika 1. Sistemski modeli (a) Nevirtualne mašine (b) Virtualne mašine

background image

6

Slika 2. Trap-and-emulate implementacija virtualizacije

Sa privilegovanim instrukcijama, vreme postaje problem. Sve neprivilegovane instrukcije 
pokreću izvorno na hardveru, omogućavajući iste performanse za goste kao “rođene” 
aplikacije. Privilegovane instrukcije stvaraju dodatni overhead, međutim, izazivajući gosta da 
pokrene mnogo sporije nego što bi bilo prirodno. Pored toga, CPU postaje multiprogramiran 
među mnogim virtuelnim mašinama, koji će nadalje usporiti virtuelne mašine u 
nepredvidivom pravcu.
Ovom problemu se pristupalo u različitim pravcima. IBM VM, na primer omogućava 
normalnim instrukcijama za virtuelne mašine da izvrše direktno na hardveru. Samo 
privilegovane instrukcije moraju biti emulirani i stoga se izvršavaju mnogo sporije. U 
principu, sa evolucijom hardvera, performanse trap-and-module funkcionalnosti se 
poboljšavaju, i slučajevi u kojima je potrebno da budu smanjene.
Na primer, mnogi CPU-ovi sada imaju dodatne modove dodatih na njihov standard dual-
mode operacija. VCPU ne mora pratiti šta mod gosta operativnog sistema , zato što fizički 
CPU obavlja tu funkciju.

Želiš da pročitaš svih 35 strana?

Prijavi se i preuzmi ceo dokument.

Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.

Slični dokumenti