Wstęp

Krótki wstęp

System operacyjny

System operacyjny (OS) to podstawowe oprogramowanie, które zarządza sprzętem komputerowym i umożliwia interakcję użytkownika z komputerem. Jest to warstwa między aplikacjami a sprzętem komputerowym, koordynująca wszystkie podstawowe funkcje i procesy.

1. Podstawowe Funkcje

   • Zarządzanie Zasobami
   • Uruchamianie Aplikacji
   • Interfejs Użytkownika

2. Rodzaje Systemów Operacyjnych

   • Systemy na Komputery Osobiste: Windows, macOS i różne dystrybucje Linuxa
   • Mobilne Systemy Operacyjne: iOS, Android
   • Systemy Serwerowe: Windows Server, Linux Server
   • Systemy Wbudowane
   • Systemy czasu rzeczywistego

3. Znaczenie

   • System operacyjny jest kluczowym elementem każdego komputera, umożliwiając efektywne i bezpieczne wykorzystanie jego zasobów.
   • Ułatwia interakcję użytkownika z komputerem, oferując przyjazny interfejs i zarządzanie aplikacjami.
   • Zapewnia bezpieczeństwo danych, zarządzając dostępem do zasobów i izolując różne procesy.

Czym jest wirtualizacja?

W kontekście przedmiotu SO

Wirtualizacja to proces tworzenia wirtualnych, a nie fizycznych wersji systemu operacyjnego.

• Zalety: Wirtualizacja pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie zasobów sprzętowych, umożliwiając uruchamianie wielu systemów operacyjnych i aplikacji na pojedynczym fizycznym serwerze. Zapewnia to oszczędności kosztów, zwiększa elastyczność, ułatwia backup, odzyskiwanie po awarii oraz testowanie i rozwój oprogramowania.

• Rodzaje Wirtualizacji:

  • Wirtualizacja serwerów: Pojedynczy serwer fizyczny jest dzielony na wiele izolowanych serwerów wirtualnych.
  • Wirtualizacja sieci: Zasoby sieciowe, takie jak przełączniki, routery i połączenia sieciowe, są wirtualizowane.
  • Wirtualizacja pamięci masowej: Dzieli i zarządza zasobami pamięci masowej w sposób elastyczny i efektywny.
  • Wirtualizacja aplikacji: Aplikacje są uruchamiane w odizolowanych środowiskach, co zapobiega konfliktom między oprogramowaniem.

Hypervisor:

To oprogramowanie umożliwiające wirtualizację, zarządzające VM-ami i przydzielające im zasoby. Istnieją dwa główne typy hipernadzorców:

• Bare-Metal: Zainstalowany bezpośrednio na sprzęcie.
• Hostowany: Działa na konwencjonalnym systemie operacyjnym.

Zalety Ochrony i Bezpieczeństwa:

Wirtualizacja umożliwia lepsze zarządzanie bezpieczeństwem, izolując różne systemy operacyjne i aplikacje, co zmniejsza ryzyko rozprzestrzeniania się problemów z jednego systemu na inny.

Elastyczność i Skalowalność:

Ułatwia skalowanie zasobów w górę lub w dół w zależności od potrzeb, bez konieczności inwestowania w dodatkowy sprzęt.

Dostępne technologie

Hipervisor

Hipervisor - Bare-Metal

Te hipernadzorcy działają bezpośrednio na sprzęcie gospodarza, kontrolując sprzęt i zarządzając systemami operacyjnymi gości.

• VMware ESXi: Szeroko stosowany w środowiskach korporacyjnych, oferując zaawansowane funkcje i narzędzia zarządzania.
• Microsoft Hyper-V: Dostępny na Windows Server i niektórych edycjach Windows 10 i 11, znany ze swojej integracji z ekosystemami Microsoft.
• Citrix Hypervisor: Dawniej znany jako XenServer, to potężny hipernadzorca open source często używany w centrach danych.
• Oracle VM Server dla SPARC/x86: Zaprojektowany dla sprzętu Oracle, zwykle stosowany w środowiskach korporacyjnych.
• KVM (Kernel-Based Virtual Machine): Zintegrowany z Linuksem, KVM zamienia jądro Linuksa w hipernadzorcę bare-metal.

Hipernadzorcy - Hostowane

Te hipernadzorcy działają na konwencjonalnym systemie operacyjnym, tak jak inne programy komputerowe.

• VMware Workstation (dla Windows/Linux) i Fusion (dla macOS)
• Oracle VirtualBox
• Parallels Desktop

2. Pełne Symulacje Systemów

Te narzędzia wykraczają poza tradycyjną wirtualizację, symulując całe systemy, w tym sprzęt i środowiska sieciowe.

• QEMU: Open-source emulator, który może wykonywać wirtualizację sprzętu.
• GNS3 (Graphical Network Simulator-3): Głównie używany dla urządzeń sieciowych
• Simics: Pełny symulator systemu używany do symulacji procesorów, systemów i kompletnych systemów sieciowych.

3. Wirtualizacja Aplikacji Skupia się na uruchamianiu poszczególnych aplikacji w odizolowanym środowisku.

• Microsoft Application Virtualization (App-V): Zaprojektowany dla środowisk Windows, pozwala aplikacjom działać w izolowanych środowiskach.
• Wine: Nie jest właściwie oprogramowaniem do wirtualizacji, ale pozwala uruchamiać aplikacje Windows na systemach operacyjnych podobnych do Unix.
• Docker: Specjalizuje się w konteneryzacji, umożliwiając aplikacjom i ich zależnościom działanie w izolowanych procesach zasobów.

4. Wirtualizacja oparta na chmurze

• Amazon EC2 (część AWS)
• Google Compute Engine
• Microsoft Azure Virtual Machines

5. Specjalistyczne lub niszowe narzędzia do wirtualizacji

• Bochs: Emulator dla platform x86 i x86-64, bardziej skupiony na dokładności emulacji.
• Bhyve: Lekki hipernadzorca działający na FreeBSD.
• Gem5: To już jest bardziej symulator architektury