Что такое сервер виртуализации
Что такое виртуализация серверов
Зачем нужна виртуализация
Виртуализацию используют для таких целей:
Какими бывают типы виртуализации
Все VPS/VDS-серверы работают на основе технологии виртуализации. С точки зрения реализации технологии, виртуализацию можно разделить на:
На виртуальной машине находится своя собственная операционная система, называемая гостевой. Операционная система, работающая на физическом сервере, называется хост-системой.
Гипервизор применяется и при программной, и при аппаратной виртуализации.
Программная виртуализация
Разделение ресурсов сервера осуществляется средствами операционной системы, и все виртуальные машины используют общее программное ядро.
Требование программной виртуализации: гостевая ОС должна быть одинакова с хост-системой.
Схема работы программной виртуализации
Аппаратная виртуализация
При аппаратной виртуализации на сервере-хосте устанавливается обычная операционная система и создаются полностью изолированные друг от друга виртуальные машины, каждая из которых имеет свою собственную полноценную ОС и использует в работе ее ядро.
При аппаратной виртуализации гостевая операционная система не обязательно должна совпадать с ОС-гипервизором.
Для ускорения работы аппаратной виртуализации используется паравиртуализация, принцип действия которой основан на том, что гостевая операционная система “знает”, что работает внутри виртуальной машины и может пользоваться некоторыми функциями, предоставляемыми гипервизором. Это ускоряет работу системы за счет того, что ей не приходится эмулировать работу всей виртуальной машины.
Полноценная поддержка паравиртуализации со стороны гостевых ОС есть в системах с открытым исходным кодом, таких, как Linux.
Схема работы паравиртуализации
Решения для виртуализации и их особенности
Рынок решений виртуализации предлагает различные варианты.
Они могут быть платными и бесплатными, различаться:
Рассмотрим популярные системы виртуализации, их преимущества и недостатки.
OpenVZ
Популярна у хостинг-провайдеров для дешевых тарифов виртуальных серверов.
VPS/VDS-серверы на OpenVZ нестабильны в работе из-за неравномерного распределения ресурсов между отдельными виртуальными машинами.
Провайдеры часто практикуют на этой платформе оверселлинг, то есть запускают на одном физическом сервере слишком большое количество виртуальных серверов, что приводит к недостатку ресурсов и медленной работе.
Virtuozzo
Система стоит дорого, но все недостатки, описанные выше для бесплатной версии OpenVZ, сохраняются.
Аппаратная система виртуализации обеспечивает полноценное выделение ресурсов для виртуальной машины, что гарантирует большую стабильность работы и затрудняет оверселлинг.
Для работы KVM требует на сервере центральный процессор с поддержкой виртуализации.
XEN обеспечивает стабильное и гарантированное выделение ресурсов для виртуальных машин, как и KVM. Их достоинства идентичны. Для ядра хост-системы Linux XEN поставляется в виде отдельного модуля, соответственно, требуется перекомпиляция ядра.
Hyper-V
Как коммерческая система требует оплату за лицензию на использование.
VMWare
Бесплатная версия VMWare рекомендуется для владельцев выделенных серверов, которые хотят самостоятельно создавать VPS/VDS на своем физическом сервере.
В бесплатной версии отсутствуют некоторые возможности, например, создание кластеров, миграции сетевых хранилищ и т.п. Для индивидуального использования это неплохое решение.
Лицензия на использование платной версии VMWare достаточно дорогая, поэтому, как правило, провайдеры хостинга не применяют ее для услуги “виртуальный сервер”.
Какую технологию виртуализации выбрать
Если вы выбираете VPS/VDS
Мы советуем выбирать провайдеров, которые применяют системы виртуализации KVM и XEN, обеспечивающих максимальную стабильность и бесперебойную работу виртуальных серверов.
Провайдеры строят свою инфраструктуру на основе какого-то одного из этих решений и выбора пользователю не предоставляют.
Что касается OpenVZ, то ее используют на самых дешевых тарифах VDS. Для задачи хостинга сайтов их можно заменить дорогим тарифом обычного виртуального хостинга, который будет работать более стабильно.
OpenVZ подходит только для тех пользователей, которым обязательно нужен свой отдельный виртуальный сервер за минимальную цену и не слишком важна гарантия доступности ресурсов.
Этот вариант категорически не подходит тем пользователям, которым необходим полноценный сервер и определенные компоненты ядра Linux, например, драйвер аудио или модули криптографии.
Большинство хостеров сейчас уже не предлагают решения на базе OpenVZ.
Чтобы выбрать провайдера с нужной технологией виртуализации для своего выделенного сервера, воспользуйтесь рейтингами хостеров, применяющих OpenVZ, KVM и XEN.
Если вы создаете VPS/VDS на выделенном сервере
Для выделенного сервера стоит использовать одну из технологий аппаратной виртуализации.
Выбор между KVM и XEN для платформы Linux будет зависеть от того, с какой из этих систем лучше знаком заказчик или системные администраторы его организации.
Также для выделенного сервера можно рассмотреть применение коммерческой системы VMWare, которая предлагает высокую надежность и поддержку со стороны производителя.
Для серверов, ориентированных на платформу Windows, самым логичным решением будет использование гипервизора Hyper-V.
Комментарий эксперта
Григорий Бабич, менеджер по развитию продукта в Timeweb
Мы в Timeweb прошли долгий путь к подходящей для нас системе виртуализации. В идеале хотели прийти к полной автономности клиентов VDS от соседей по их серверу. Забегая вперёд, скажу, что у нас это получилось. Но давайте по порядку:
1. OpenVz – использовали такую виртуализацию на ранних этапах и быстро пришли к выводу, что оверселлинг не про нас. Хотели сделать виртуальные машины клиентов автономными друг от друга, а такой формат виртуализации нас технически в этом ограничивал. Поэтому было решено переезжать на Xen.
2. XEN – классная система, с которой мы добились заветной автономности, а, значит, и стабильной производительности для наших клиентов. Мы как будто были на верном пути, но хотелось лучше, поэтому наши специалисты приступили к тестам доступных на тот момент систем.
3. KVM – система, установленная сейчас на всех серверах VDS (пока писали этот комментарий, переводились последние серверы). На первый взгляд, эта система не отличается от XEN, но результаты тестов показали повышение производительности.
Это, кстати, не единственный способ, которым мы пытаемся прокачать услугу VDS. За последние годы вместе с виртуализацией прокачали наши серверы высокоскоростными SSD-дисками, сделали линейку тарифов с упором на мощный процессор и начали размещать серверы в Европе.
Сервер виртуализации
Виртуализация вычислительных ресурсов – общий тренд, который набирает силу не только в технологиях, но и в телекоммуникациях, а также в других отраслях. Например, сейчас в облаке виртуализируются даже базовые блоки станций мобильной связи.
Для чего нужна виртуализация
Виртуализация серверов используется для скрытия (абстрагирования) серверных ресурсов от пользователей серверов. При этом могут скрываться типы операционных систем серверов, тип процессора и параметры физических серверов.
Виртуализация серверов – это процесс, при котором с помощью программного обеспечения множество физических серверов разделяется на уникальные и логически изолированные виртуальные серверы. Либо многие физические серверы могут объединяться в один большой логический сервер. Причём у некоторых серверов различаются процессоры, шины и операционные системы. Однако слой виртуализации скрывает эти особенности от пользователей.
Зачем это нужно? Вот некоторые причины, которые делают виртуализацию выгодной по сравнению с использованием физических выделенных серверов:
Поясним, за счёт чего достигаются эти преимущества.
Технологии виртуализации
В общем случае на одном физическом сервере может работать только одна операционная система (ОС), и ресурсы сервера – оперативная память (ОЗУ), центральное процессорное устройство (ЦПУ), дисковый накопитель и другое оборудование – целиком потребляются собственной ОС сервера.
Виртуализация серверов, с другой стороны, позволяет запускать на одном сервере несколько ОС, с различными конфигурациями и настройками в каждой. Технологии виртуализации маскируют ресурсы серверов, включая количество и параметры отдельных серверов, процессоров и операционных систем. Виртуализация серверов распределяет их ресурсы для многих абстрагированных экземпляров программ (instances), которые работают поверх общих ресурсов серверов и используют их как единый пул (pool), или проще сказать, «общий бассейн».
За счёт объединения в пул IT-ресурсов растет коэффициент их использования. Например, в виртуализированном сервере значительно повышается коэффициент использования ЦПУ по сравнению с физическим сервером.
Кроме этого, виртуализация серверов даёт возможность легко перемещать виртуальные машины VM (Virtual Machine) с одного физического сервера на другой. Так можно улучшить температурный режим в машинном зале дата-центра, поскольку все физические серверы будут равномерно загружены.
Если равномерно распределить нагрузку на виртуальный сервер, он сможет быстрее реагировать на запросы, а также повысится доступность серверов.
Гипервизор: отделение программного обеспечения от физического оборудования
При виртуализации серверной инфраструктуры программное обеспечение отделится от физического оборудования. Это делается при помощи специальной программной надстройки – гипервизора (hypervisor). Именно гипервизор позволяет запускать на одном сервере несколько виртуальных машин (серверов), причем они могут работать в разных операционных системах.
Гипервизоры разных типов применяются в различных сценариях.
В обоих случаях виртуальные машины и используемые ими ресурсы оборудования полностью изолированы друг от друга логически. Именно в такой логической изоляции и состоит смысл виртуализации.
Архитектурные различия между гипервизорами типов 1 и 2 (источник: https://microkerneldude.wordpress.com)
Для реального применения в продуктивной нагрузке в настоящее время чаще используются гипервизоры типа 1. С помощью гипервизоров типа 2 чаще проводят различные тестирования в т. н. «песочницах» (Sand Box).
Виртуальный частный и выделенный сервер (VPS/VDS)
Самый распространённый сценарий использования технологии виртуального сервера – это частный, или выделенный, виртуальный сервер VPS/VPS (Virtual Private / Dedicated Server). Это одно из применений облачных услуг IaaS (Infrastructure as a Service) – инфраструктура как услуга, смысл которой состоит в том, чтобы не разворачивать серверную инфраструктуру в собственной IT-системе (on-premise), а арендовать её у хостинг-провайдера публичного облака. Чаще с помощью облачных услуг IaaS инфраструктуру физических серверов в организации переносят в виртуальную структуру частного облака этой организации.
При этом физический сервер находится на площадке провайдера IaaS-инфраструктуры частного облака, которая хорошо защищена от сетевых атак. Провайдер берет на себя все обязательства по обслуживанию и сопровождению оборудования и системы виртуализации.
Часто говорят, что нет смысловой разницы между аббревиатурами VPS и VDS. С точки зрения заказчика, такое утверждение справедливо. Однако, с точки зрения провайдера, различия есть. В случае VDS буква D означает «выделенный» (dedicated). То есть в инфраструктуре хостинг-провайдера для поставщика будут задействованы выделенные физические серверы, в которых виртуализирована IT-система этого конкретного заказчика.
В случае VPS в инфраструктуре хостинг-провайдера действует принцип многоарендности (Multi-tenancy). Таким образом, VPS можно сравнить с многоквартирным домом, а VDS – с таунхаусом.
Различие между общим хостингом, VPS и VDS (источник: go4hocting.in)
Преимущества VDS и VPS перед общим (shared) хостингом:
Недостатки VDS/VPS перед общим хостингом:
Решение VPS/VDS особенно полезно для крупных организаций, имеющих распределённую организационную структуру. Соответственно, их IT-система также состоит из многих дата-центров, соединённых между собой при помощи различных сетевых и транспортных технологий.
IT-система из многих дата-центров, соединённых между собой с использованием решения VPS/VDS (источник: VMware)
Гибридное решение
Вариантом решения виртуального частного сервера является т. н. «гибридное облако», или виртуальное частное облако VPC (Virtual Private Cloud). Публичное облако может служить поддержкой частного облака при нехватке ресурсов или необходимости географического масштабирования.
Гибридное решение виртуального частного облака (источник: techiexpert.com)
В этом случае, если в частном облаке собственного дата-центра предприятия не хватает ресурсов для размещения необходимого количества виртуальных серверов предприятия, можно использовать два пути:
Виртуализация рабочих мест VDI
Многие организации, стремясь оптимизировать собственную IT-систему, переводят рабочие места сотрудников в виртуализированную инфраструктуру рабочих мест VDI (Virtual Desktop Infrastructure) в частном облаке. При этом у работника на столе остаются только монитор, мышь и небольшой модуль – «тонкий клиент» (thin client). Он представляет собой программно-аппаратный интерфейс, при помощи которого пользователь получает доступ к своему компьютеру, работающему в виде виртуальной машины в дата-центре.
Инфраструктура VDI (источник: eduhk.hk)
Преимущества такого метода очевидны:
VDI и RDS (Remote Desktop Service)
Существуют два основных решения виртуализации рабочих мест: собственно VDI и RDS (Remote Desktop Service) – услуга удалённого рабочего места. В принципе, они реализуют одну и ту же услугу, но с разными подходами.
Различия в подходах RDS и VDI (источник: vcloudpoint.com/rds-vs-vdi)
RDS, ранее называвшаяся Terminal Services компании Microsoft, позволяет удалённо подключаться к виртуальной машине или операционной системе (OS) (терминальный сервер). При этом пользователи совместно используют ресурсы операционной системы и приложения, а также физические ресурсы удалённого сервера (хоста). При этом облегчаются управление пользователями, установка и модернизация программ, конфигурация системы.
VDI (Virtual Desktop Infrastructure) запускает каждое рабочее место внутри виртуальной машины VM, которая функционирует в среде гипервизора (Hypervisor), запущенного на одном физическом сервере (или нескольких). Гипервизор абстрагирует физические параметры сервера и ресурсы системы хранения и делает их доступными для отдельных виртуальных машин.
Проблемы выбора
В целом RDS больше подходит для организаций, где пользователям нужны один и тот же набор приложений и одно и то же количество ресурсов. Терминальный сервер RDS проще в установке и обслуживании, в то время как VDI требует некоторой кастомизации под каждого пользователя.
VDI – это лучший вариант для оптимизации потребления ресурсов физического сервера. Он лучше подходит, когда пользователи в организации работают с разными наборами приложений. В VDI нет проблем совместимости приложений. Однако стоимость развёртывания и обслуживания в VDI выше.
Примеры продуктов
В решении по виртуализации серверов НРЕ есть несколько классов в зависимости от статуса пользователя рабочего места: от оператора и рядового офисного сотрудника (200-100 рабочих мест на хост) до пользователя мощных графических рабочих станций, которым необходимы высокая производительность и много вычислительных ресурсов. Такие сотрудники часто требуют 1-2 виртуальные машины на физический хост.
Классы решения виртуализации рабочих мест и число VM на хост (источник: НРЕ)
Операторы — массированный ввод/редактирование текста. Например, регистрация учётных данных, заявок, ввод информации в систему на основе данных опросников социологических и маркетинговых исследований, а также рабочие места торговых точек.
Офисные работники — офисные приложения с минимумом графики и мультимедийных возможностей (например, Microsoft Office). Соответствующие пользовательские рабочие места сегодня в большинстве организаций – это ноутбуки. Виртуализация рабочих мест может быть основана либо на виртуальных машинах, которые различными методами разделяют доступ к графическим ускорителям, либо на хостинге рабочих мест с выделенными ресурсами для каждого рабочего места, включая графические карты.
Пользователи графических систем — специализированные графические программы, для которых необходим графический ускоритель с существенно большей мощностью, чем у типовых графических карт в ноутбуках. Соответствующие пользовательские рабочие места – это стационарные рабочие станции с графическими ускорителями.
Дизайнеры-конструкторы/медийщики представляют группу пользователей, наиболее требовательных к графическому функционалу платформы. Соответствующие пользовательские рабочие места – это высокопроизводительные графические станции с высокими мультимедийными характеристиками.
Это сценарий для виртуализации рабочих мест с достаточно высокой вычислительной производительностью, качественной графикой и максимальной автономностью каждого рабочего места. В качестве физических машин применяются специализированные платформы
На каждое рабочее место выделяется физическая машина с характеристиками: четырехъядерный CPU с интегрированным графическим процессором до 64 GB RAM и до 8 TB GB SSD,2 x 1/10 GbE LAN. В рамках одного шкафа размером 42U возможно размещение 315 мощных рабочих мест.
Появление новых вычислительных модулей – картриджей HPE Moonshot – позволяет реализовывать решения с использованием виртуализации сессий (картриджи HPE ProLiant m510 и HPE ProLiant m710x) и решения для графически активных пользователей (картридж HPE ProLiant m710x).
HPE в качестве программной оснастки для подобных комплексов рекомендует программные платформы Citrix XenDesktop и/или Citrix XenApp.
Решение виртуализации рабочих мест HPE
Dell EMC предлагает выбор архитектур VDI для различных сценариев применения на базе серверов Dell EMC PowerEdge. Архитектуры включают различные гипервизоры:
ПО для тонких клиентов:
Решение VDI Dell EMC (источник Dell EMC)
Dell EMC предоставляет возможность выбора из готовых архитектур (Dell EMC Ready Architecture) для систем VDI.
Полностью интегрированная и протестированная гиперконвергентная система HCI для VDI, разработанная совместно Dell EMC и VMware, – Dell EMC VxRail. Система подходит для растущих компаний, поскольку хорошо масштабируется, а также для сценариев, требующих ускорения графики на базе GPU.
Решение также позволяет заказать предварительно сконфигурированную систему под требуемое число рабочих мест соответствующего класса, с предсказуемой стоимостью расширения в будущем. У системы лёгкий в использовании графический интерфейс, который позволяет быстро разворачивать нужное число рабочих мест с требуемой конфигурацией виртуальных машин. Система обладает большими возможностями для расширения – от 3 до 1024 узлов на кластер.
Решение строится на основе серверов Dell EMC PowerEdge, которые предварительно сконфигурированы, протестированы и сертифицированы для работы VMware vSAN™ и ESXi.
Готовые «строительные блоки» обеспечивают надёжность и удобство работы с системой. Microsoft Storage Spaces Direct эффективно использует серверы PowerEdge с локальными накопителями для создания масштабируемых хранилищ, недорогих по сравнению с традиционными массивами хранения.
Dell EMC Ready Architecture for VDI на базе серверов Dell Poweredge
Готовые пакеты решений для VDI Dell EMC – это референсные архитектуры с тремя уровнями: сервер, SAN и сеть. Они сертифицированы для использования с ПО для VDI от Citrix, Microsoft и VMware.
Решение Fujitsu Primeflex
Аппаратное решение Fujitsu PRIMEFLEX на базе серверов PRIMERGY RX2530/2540 используется вместе с платформой виртуализации VMware vSphere и может гибко конфигурироваться для небольших, средних и крупных предприятий. Минимальная конфигурация сервера – 2 узла, она может расширяться до 64 узлов.
В качестве СХД могут быть выбраны массивы SSD Fujitsu Eternus AF All-Flash или гибридная система Eternus DX. Для коммутаторов подойдут устройства Extreme Networks либо FC-коммутаторы Brocade от Broadcom, которые обеспечивают максимальную производительность системы.
Решение VDI Primeflex Fujutsu (источник: Fujutsu)
Данное решение может выбираться в предварительной конфигурации на 25, 50, 100, 200, 350 и 2800 виртуальных машин.
Виртуализация: новый подход к построению IT-инфраструктуры
Что такое виртуализация и виртуальные машины
Информационные технологии принесли в жизнь современного общества множество полезных и интересных вещей. Каждый день изобретательные и талантливые люди придумывают все новые и новые применения компьютерам как эффективным инструментам производства, развлечения и сотрудничества. Множество различных программных и аппаратных средств, технологий и сервисов позволяют нам ежедневно повышать удобство и скорость работы с информацией. Все сложнее и сложнее выделить из обрушивающегося на нас потока технологий действительно полезные и научиться применять их с максимальной пользой. В этой статье пойдет речь о еще одной невероятно перспективной и по-настоящему эффективной технологии, стремительно врывающейся в мир компьютеров — технологии виртуализации.
В широком смысле, понятие виртуализации представляет собой сокрытие настоящей реализации какого-либо процесса или объекта от истинного его представления для того, кто им пользуется. Продуктом виртуализации является нечто удобное для использования, на самом деле, имеющее более сложную или совсем иную структуру, отличную от той, которая воспринимается при работе с объектом. Иными словами, происходит отделение представления от реализации чего-либо. В компьютерных технологиях под термином «виртуализация» обычно понимается абстракция вычислительных ресурсов и предоставление пользователю системы, которая «инкапсулирует» (скрывает в себе) собственную реализацию. Проще говоря, пользователь работает с удобным для себя представлением объекта, и для него не имеет значения, как объект устроен в действительности.
Сам термин «виртуализация» в компьютерных технологиях появился в шестидесятых годах прошлого века вместе с термином «виртуальная машина», означающим продукт виртуализации программно-аппаратной платформы. В то время виртуализация была, скорее, интересной технической находкой, чем перспективной технологией. Разработки в сфере виртуализации в шестидесятых-семидесятых годах проводились только компанией IBM. С появлением в компьютере IBM M44/44X экспериментальной системы пэйджинга, впервые был употреблен термин «виртуальная машина» (virtual machine), который заменил более ранний термин «псевдо машина» (pseudo machine). Затем в мэйнфреймах IBM серии System 360/370, можно было использовать виртуальные машины для сохранения предыдущих версий операционных систем. До конца девяностых годов никто кроме IBM так и не решался использовать эту оригинальную технологию всерьез. Однако в девяностых годах стали очевидны перспективы подхода виртуализации: с ростом аппаратных мощностей, как персональных компьютеров, так и серверных решений, вскоре представится возможность использовать несколько виртуальных машин на одной физической платформе.
В 1997 году компания Connectix выпускает первую версию Virtual PC для платформы Macintosh, а в 1998 году VMware патентует свои техники виртуализации. Компания Connectix впоследствии была куплена корпорацией Microsoft, а VMware корпорацией EMC, и на данный момент обе эти компании являются двумя основными потенциальными конкурентами на рынке технологий виртуализации в будущем. Потенциальными — потому что сейчас VMware безоговорочный лидер на этом рынке, однако у Microsoft, как всегда, есть козырь в рукаве.
Со времени своего появления термины «виртуализация» и «виртуальная машина» приобрели множество различных значений и употреблялись в разных контекстах. Давайте попробуем разобраться с тем, что такое виртуализация на самом деле.
Виды виртуализации
Виртуализация платформ
Под виртуализацией платформ понимают создание программных систем на основе существующих аппаратно-программных комплексов, зависящих или независящих от них. Система, предоставляющая аппаратные ресурсы и программное обеспечение, называется хостовой (host), а симулируемые ей системы — гостевыми (guest). Чтобы гостевые системы могли стабильно функционировать на платформе хостовой системы, необходимо, чтобы программное и аппаратное обеспечение хоста было достаточно надежным и предоставляло необходимый набор интерфейсов для доступа к его ресурсам. Есть несколько видов виртуализации платформ, в каждом из которых осуществляется свой подход к понятию «виртуализация». Виды виртуализации платформ зависят от того, насколько полно осуществляется симуляция аппаратного обеспечения. До сих пор нет единого соглашения о терминах в сфере виртуализации, поэтому некоторые из приведенных далее видов виртуализации могут отличаться от тех, что предоставят другие источники.
При таком виде виртуализации виртуальная машина полностью виртуализует все аппаратное обеспечение при сохранении гостевой операционной системы в неизменном виде. Такой подход позволяет эмулировать различные аппаратные архитектуры. Например, можно запускать виртуальные машины с гостевыми системами для x86-процессоров на платформах с другой архитектурой (например, на RISC-серверах компании Sun). Долгое время такой вид виртуализации использовался, чтобы разрабатывать программное обеспечение для новых процессоров еще до того, как они были физически доступными. Такие эмуляторы также применяют для низкоуровневой отладки операционных систем. Основной минус данного подхода заключается в том, что эмулируемое аппаратное обеспечение весьма и весьма существенно замедляет быстродействие гостевой системы, что делает работу с ней очень неудобной, поэтому, кроме как для разработки системного программного обеспечения, а также образовательных целей, такой подход мало где используется.
В этом случае виртуальная машина виртуализует лишь необходимое количество аппаратного обеспечения, чтобы она могла быть запущена изолированно. Такой подход позволяет запускать гостевые операционные системы, разработанные только для той же архитектуры, что и у хоста. Таким образом, несколько экземпляров гостевых систем могут быть запущены одновременно. Этот вид виртуализации позволяет существенно увеличить быстродействие гостевых систем по сравнению с полной эмуляцией и широко используется в настоящее время. Кроме того, в целях повышения быстродействия в платформах виртуализации, использующих данный подход, применяется специальная «прослойка» между гостевой операционной системой и оборудованием (гипервизор), позволяющая гостевой системе напрямую обращаться к ресурсам аппаратного обеспечения. Гипервизор, называемый также «Монитор виртуальных машин» (Virtual Machine Monitor) — одно из ключевых понятий в мире виртуализации. Применение гипервизора, являющегося связующим звеном между гостевыми системами и аппаратурой, существенно увеличивает быстродействие платформы, приближая его к быстродействию физической платформы.
К минусам данного вида виртуализации можно отнести зависимость виртуальных машин от архитектуры аппаратной платформы.
Сутью данного вида виртуализации является виртуализация физического сервера на уровне операционной системы в целях создания нескольких защищенных виртуализованных серверов на одном физическом. Гостевая система, в данном случае, разделяет использование одного ядра хостовой операционной системы с другими гостевыми системами. Виртуальная машина представляет собой окружение для приложений, запускаемых изолированно. Данный тип виртуализации применяется при организации систем хостинга, когда в рамках одного экземпляра ядра требуется поддерживать несколько виртуальных серверов клиентов.
Этот вид виртуализации не похож на все остальные: если в предыдущих случаях создаются виртуальные среды или виртуальные машины, использующиеся для изоляции приложений, то в данном случае само приложение помещается в контейнер с необходимыми элементами для своей работы: файлами реестра, конфигурационными файлами, пользовательскими и системными объектами. В результате получается приложение, не требующее установки на аналогичной платформе. При переносе такого приложения на другую машину и его запуске, виртуальное окружение, созданное для программы, разрешает конфликты между ней и операционной системой, а также другими приложениями. Такой способ виртуализации похож на поведение интерпретаторов различных языков программирования (недаром интерпретатор, Виртуальная Машина Java (JVM), тоже попадает в эту категорию).
Примером такого подхода служат: Thinstall, Altiris, Trigence, Softricity.
Виртуализация ресурсов
При описании виртуализации платформ мы рассматривали понятие виртуализации в узком смысле, преимущественно применяя его к процессу создания виртуальных машин. Однако если рассматривать виртуализацию в широком смысле, можно прийти к понятию виртуализации ресурсов, обобщающим в себе подходы к созданию виртуальных систем. Виртуализация ресурсов позволяет концентрировать, абстрагировать и упрощать управление группами ресурсов, таких как сети, хранилища данных и пространства имен.
Многим это слово известно как сокрытие объектом внутри себя своей реализации. Применительно к виртуализации, можно сказать, что это процесс создания системы, предоставляющей пользователю удобный интерфейс для работы с ней и скрывающей подробности сложности своей реализации. Например, использование центральным процессором кэша для ускорения вычислений не отражается на его внешних интерфейсах.
Виртуализация ресурсов, в отличие от виртуализации платформ, имеет более широкий и расплывчатый смысл и представляет собой массу различных подходов, направленных на повышение удобства обращения пользователей с системами в целом. Поэтому, далее мы будем опираться в основном на понятие виртуализации платформ, поскольку технологии, связанные именно с этим понятием, являются в данный момент наиболее динамично развивающимися и эффективными.
Где применяется виртуализация
С приходом эры виртуальных машин будет бессмысленно делать себе рабочую станцию с ее привязкой к аппаратуре. Теперь создав однажды виртуальную машину со своей рабочей или домашней средой, можно будет использовать её на любом другом компьютере. Также можно использовать готовые шаблоны виртуальных машин (Virtual Appliances), которые решают определенную задачу (например, сервер приложений). Концепция такого использования виртуальных рабочих станций может быть реализована на основе хост-серверов для запуска на них перемещаемых десктопов пользователей (нечто подобное мэйнфреймам). В дальнейшем эти десктопы пользователь может забрать с собой, не синхронизируя данные с ноутбуком. Этот вариант использования также предоставляет возможность создания защищенных пользовательских рабочих станций, которые могут быть использованы, например, для демонстрации возможностей программы заказчику. Можно ограничить время использования виртуальной машины — и по прошествии этого времени виртуальная машина перестанет запускаться. В этом варианте использования заложены большие возможности.
Все перечисленные варианты использования виртуальных машин фактически являются лишь сферами их применения в данный момент, со временем, несомненно, появятся новые способы заставить виртуальные машины работать в различных отраслях IT. Но давайте посмотрим, как сейчас обстоят дела с виртуализацией.
Как работает виртуализация сегодня
На сегодняшний день проекты по виртуализации IT-инфраструктуры активно внедряются многими ведущими компаниями, занимающимися системной интеграцией и являющимися авторизованными партнерами провайдеров систем виртуализации. В процессе виртуализации IT-инфраструктуры создается виртуальная инфраструктура – комплекс систем на основе виртуальных машин, обеспечивающих функционирование всей IT-инфраструктуры, обладающий многими новыми возможностями при сохранении существующей схемы деятельности IT-ресурсов. Вендоры различных платформ виртуализации готовы предоставить информацию об успешных проектах по внедрению виртуальной инфраструктуры в крупных банках, промышленных компаниях, больницах, образовательных учреждениях. Множество достоинств виртуализации операционных систем позволяют компаниям экономить на обслуживании, персонале, аппаратном обеспечении, обеспечении бесперебойной работы, репликации данных и восстановлении после сбоев. Также рынок виртуализации начинает наполняться мощными средствами управления, миграции и поддержки виртуальных инфраструктур, позволяющими использовать преимущества виртуализации наиболее полно. Давайте посмотрим, как именно виртуализация позволяет компаниям, внедряющим у себя виртуальную инфраструктуру, экономить деньги.
10 причин использовать виртуальные машины
При использовании виртуальных машин существенно повышается управляемость в отношении создания резервных копий, создания снимков состояний виртуальных машин («снапшотов») и восстановлений после сбоев.
Порой, стоимость развертывания одного виртуального сервера равна стоимости еще одного физического, в определенных условиях это может оказаться нецелесообразным. К счастью, есть множество бесплатных решений, но они, в основном, ориентированы на домашнего пользователя и малый бизнес.
Несмотря на перечисленные и вполне устранимые недостатки, виртуализация продолжает набирать обороты, и в 2007 году ожидается существенное расширение, как рынка платформ виртуализации, так и средств управления виртуальными инфраструктурами. За последние несколько лет интерес к виртуализации вырос в разы, что можно увидеть по статистике Google Trends:
Тем не менее, в связи со сложностью и высокой стоимостью развертывания и поддержки виртуальной инфраструктуры, а также трудностью правильной оценки возвращения инвестиций, многие проекты по виртуализации увенчались неудачей. По результатам исследований, проведенных Computer Associates среди различных компаний, предпринявших попытки виртуализации, 44 процента не могут охарактеризовать результат как успешный. Это обстоятельство сдерживает многие компании, планирующие проекты по виртуализации. Проблему составляет также факт отсутствия по-настоящему грамотных специалистов в этой области.
Что ждет виртуализацию в будущем
2006 год стал для технологий виртуализации ключевым: множество новых игроков пришли на этот рынок, множество релизов платформ виртуализации и средств управления, а также немалое количество заключенных партнерских соглашений и альянсов, говорят о том, что в будущем технология окажется очень и очень востребованной. Рынок средств виртуализации находится в заключительной стадии своего формирования. Множество производителей аппаратного обеспечения заявили о поддержки технологий виртуализации, а это верный залог успеха любой новой технологии. Виртуализация становится ближе к людям: упрощаются интерфейсы для использования виртуальных машин, появляются, не закрепленные пока официально, соглашения об использовании различных средств и техник, упрощается миграция с одной виртуальной платформы на другую. Безусловно, виртуализация займет свою нишу в списке необходимых технологий и инструментальных средств при проектировании IT-инфраструктуры предприятий. Обычные пользователи также найдут свое применение виртуальным машинам. С ростом производительности аппаратных платформ настольных компьютеров появится возможность поддерживать на одной машине несколько пользовательских окружений и переключаться между ними.
Производители аппаратного обеспечения также не собираются оставаться на месте: помимо существующих техник аппаратной виртуализации, вскоре появятся аппаратные системы, нативно поддерживающие виртуализацию и предоставляющие удобные интерфейсы для разрабатываемого программного обеспечения. Это позволит быстро разрабатывать надежные и эффективные платформы виртуализации. Возможно, что любая устанавливаемая операционная система будет сразу виртуализовываться, а специальное низкоуровневое ПО, при поддержке аппаратных функций, будет осуществлять переключение между запущенными операционными системами без ущерба для производительности.
Сама идея, заложенная в технологиях виртуализации, открывает широкие возможности по их использованию. Ведь, в конечном счете, все делается для удобства пользователя и упрощения использования привычных ему вещей. А можно ли на этом существенно экономить деньги, покажет время.