Facoltà di Ingegneria Tesi di laurea ANALISI DELLE TECNOLOGIE ...

virtualizzazione dell’I/O), e anche dalla virtualizzazione software-only alla hardware-assisted
virtualization, tutt’oggi in evoluzione, che permette, come vedremo, di ottenere prestazioni
elevate quasi alla pari di quelle conseguibili in sistemi nativi.
2.1 Virtualizzazione dell’hardware
La principale tipologia di virtualizzazione è l’hardware virtualization (o platform
virtualization), che prevede la creazione di una macchina virtuale che agisce come un
computer reale , nascondendo agli utenti le caratteristiche fisiche dell’hardware e mostrando,
invece, una piattaforma hardware astratta. La virtualizzazione hardware viene svolta da un
software “host” (control program, hypervisor), che crea un ambiente informatico simulato (la
macchina virtuale), per il suo software “guest”; quest’ultimo si esegue come se “girasse”
direttamente sull’hardware fisico, ovviamente con alcune limitazioni dovute alla macchina
virtuale [12].
In questo tipo di virtualizzazione, l’hypervisor deve controllare e mediare tutte le operazioni
privilegiate effettuate dal guest, “dando l’impressione” al guest di essere in esecuzione
sull’hardware fisico: per esempio quando il guest usa il supporto di paging del processore per
la traslazione degli indirizzi (vedi memoria virtuale), l’hypervisor si deve assicurare che il
guest osservi un comportamento equivalente a quello che si avrebbe su un hardware non
virtualizzato (fisico).
La virtualizzazione hardware richiede che ogni caratteristica saliente dell’architettura
hardware si rifletta in una o diverse macchine virtuali, compreso tutto l’insieme di istruzioni
della CPU, operazioni di I/O, interruzioni, accesso alla memoria.
Si possono individuare tre tipi di virtualizzazione hardware: software virtualization(detta
anche full virtualization), partial virtualization (o anche paravirtualization) e hardware-
assisted virtualization. Tutti e tre gli approcci richiedono la presenza dell’hypervisor che
alloca le risorse della macchina di base come la memoria e la CPU, ma usano modi diversi per
“convincere” il sistema operativo guest di essere l’unico in esecuzione [11].
La Full Virtualization fa in modo che l’hypervisor veda le operazioni hardware che l’OS usa
per leggere o modificare lo stato del sistema o eseguire le operazioni di I/O per poi emularle
via software e avere come risultati codici di stato consistenti con quelli che avrebbe fornito
l’hardware reale: questa tecnica è detta trap-and-emulate [13]. Ogni istruzione privilegiata di
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