Refinement Proposal of the Goldberg's Theory

Virtual Machines (VM) allow the execution of various operating systems and provide several functionalities which are nowadays strongly appreciated by developers and administrators (isolation between applications, exibility of resource management, and so on). As a direct consequence, virtualization has become a buzz word and a lot of virtualization solutions have been proposed, each providing particular functionalities. Goldberg proposed to classify virtualization techniques in two models (Type-I and Type-II), which does not enable the classi cation of latest virtualizations technologies such abstraction, emulation, partitioning and so on. In this document, we propose an extension of the Goldberg model in order to take into account and formaly de ne latest virtualization mechanisms. After giving general de nitions, we show how our proposal enables to rigorously formalize the following terms: virtualization, emulation, abstraction, partitioning, and identity. We also demonstrate that a single virtualization solution is generally composed by several layers of virtualization capabilities, depending on the granularity of the analysis. Key-words: Goldberg theory, Virtualization, Emulation, Abstraction, Partionning, Identity ∗ The INRIA team carries out this research work in the framework of the XtreemOS project partially funded by the European Commission under contract #FP6-033576. ORNL's research sponsored by the Laboratory Directed Research and Development Program of Oak Ridge National Laboratory (ORNL), managed by UT-Battelle, LLC for the U. S. Department of Energy under Contract No. DE-AC05-00OR22725. † INRIA Rennes Bretagne Atlantique, Rennes France [email protected] ‡ Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, USA valleegr, [email protected] § KERLABS, Rennes, France [email protected] in ria -0 03 10 89 9, v er si on 2 21 M ar 2 00 9 Proposition de Ra nement de la Théorie de Goldberg Résumé : Les machines virtuelles (VM) permettent l'exécution de di érents systèmes d'exploitation et fournissent plusieurs fonctionnalités qui sont aujourd'hui fortement apprécié par les développeurs et les administrateurs (isolement entre les applications, exibilité de la gestion des ressources, etc). Ainsi, le mot virtualisation est devenu très prisé et beaucoup de solutions de virtualisation ont été proposées, chacune o rant des fonctionnalités particulières. Dans les années 1970, Goldberg a proposé de classer les techniques de virtualisation en deux modèles (Type-I et Type-II). Le problème est que cette classi cation ne permet pas de répertorier di érentes techniques de virtualisation comme l'abstraction, le partitionnement, etc. Dans ce document, nous proposons une extension du modèle de Goldberg, a n de prendre en compte et dé nir formellement les derniers mécanismes de virtualisation. Après donner des dé nitions générales, nous montrons comment notre proposition permet de formaliser rigoureusement les termes suivants: virtualisation, émulation, abstraction, partitionnement, et identité. Nous montrons également qu'une seule solution de virtualisation est généralement composée de plusieurs couches de capacités de virtualisation, en fonction de la granularité de l'analyse. Mots-clés : Théorie de Goldberg, Virtualisation, Émulation, Abstraction, Partionnement, Identité in ria -0 03 10 89 9, v er si on 2 21 M ar 2 00 9 Re nement Proposal of the Goldberg's Theory 3