Virtualização

Xen, Qemu, VirtualBox, VMWare... o que usar?

Primeiramente, tudo depende do que o usuário necessita. Por exemplo, se é necessário criar máquinas virtuais para distribuição de serviços (http, smtp, ftp etc.) então o Xen é "o cara". Se for para testar a portabilidade entre diversas arquiteturas (x86, Sparc, PPC etc.) então a opção é o QEMU. Se for para testar performance em diversos SOs ou rodar outras distribuições em mesma arquitetura de processador, então o VirtualBox da Oracle pode ser a melhor opção.

Basicamente, podemos dizer que QEmu + KVM e VirtualBox são equivalentes, enquanto o Xen e VMWare ESXI têm uma outra abordagem de virtualização. O Xen é um virtualizador (hypervisor — a tradução é livre e minha) ou seja, uma camada de software que corre diretamente no hardware do computador, substituindo o sistema operacional propriamente dito.

A virtualização pode ser vista como um sistema "hospedeiro" e um sistema "cliente". O sistema hospedeiro pode disponibilizar recursos de hardware para que um virtualizador controle uma ou mais máquinas virtualizadas (Fig. 1).

Figura 1. Esquema de virtualização do VirtualBox

Os mais importantes virtualizadores de hoje são:


Xen

Usa um modelo denominado "thin hypervisor", com um executável de 2 MB; é atrelado aos service domains; e não usa drivers (os sistemas hospedeiros é que carregam módulos e drivers necessários). Em resumo é uma virtualização real do hardware.

VMware ESXI

Similar ao Xen mas contém os drivers de harware e mantém o gerenciamento de pilhas. O suporte do hardware depende dos drivers do VMware. [1]

QEMU+KVM

É diferente da virtualização do Xen ou do VMware. A virtualização é feita no kernel do sistema hospedeiro. A virtualização do hardware é feita pelo software e o processador virtualizado pode ser de qualquer arquitetura suportada (x86, PPC, ARM, MIPS, Sparc 32 e 64, Motorola M68k etc.) oferecendo maior portabilidade. O KVM é um acelerador da virtualização no kernel que permite a execução do código nativo enquanto emula o restante da máquina. O QEMU pode emular o multiprocessamento simétrico (SMP) mesmo em um hospedeiro com apenas uma CPU. [2]

VirtualBox

Desenvolvido inicialmente pela Sun MicroSystems e agora mantido pela Oracle, o VirtualBox é uma excelente escolha para a virtualização de sistemas operacionais sob uma mesma arquitetura. O modelo de virtualização é de compartilhamento do hardware do hospedeiro, rodando o software do sistema virtualizado direto na CPU. Entretanto o VirtualBox sempre monitora para evitar danos ao sistema hospedeiro. Os processadores Intel e AMD já suportam as tecnologias VT-x e AMD-v para a virtualização de hardware, permitindo ao VirtualBox a interceptação de operações potencialmente danosas.

Nota: em alguns sistemas é necessário habilitar a funcionalidade na BIOS.

VirtualBox [3], Xen [4] e KVM [5] são baseados no QEMU. O QEMU-SystemC [6] usa QEMU para simular um sistema onde os dispositivos de hardware são desenvolvidos em SystemC.

Referências:

[1] http://www.vmware.com/, The VMWare PC virtualizer.

[2] http://wiki.qemu.org/Main_Page, open source processor emulator.

[3] http://virtualbox.org/, The VirtualBox PC virtualizer.

[4] http://www.xen.org/, The Xen hypervisor.

[5] http://kvm.qumranet.com/kvmwiki/Front_Page, Kernel Based Virtual Machine (KVM).

[6] http://www.greensocs.com/projects/QEMUSystemC, QEMU-SystemC, a hardware co-simulator.