Virtualizacija, klasifikacija i područja primjene. Usporedba virtualizacijskih sustava Poslovna uporaba

Virtualizacija u računalstvu, proces predstavljanja skupa računalnih resursa ili njihove logičke kombinacije koja daje neku prednost u odnosu na izvornu konfiguraciju. Ovo je novi virtualni pogled na resurse koji nisu ograničeni implementacijom, zemljopisnim položajem ili fizičkom konfiguracijom sastavnih dijelova. Tipično, virtualizirani resursi uključuju računalnu snagu i pohranu podataka.

“Tijekom proteklih nekoliko godina, tržište virtualizacije poslužitelja uvelike je sazrelo. U mnogim organizacijama više od 75% poslužitelja je virtualno, što ukazuje na visoku razinu zasićenosti”, rekao je Michael Warrilow, direktor istraživanja u Gartneru.

Analitičari kažu da se stavovi prema virtualizaciji razlikuju više nego ikad među organizacijama različitih veličina. Popularnost virtualizacije među tvrtkama s većim IT budžetom u 2014.-2015. ostao na istoj razini. Takve tvrtke nastavljaju aktivno koristiti virtualizaciju, a zasićenje se približava iu tom segmentu. Među organizacijama s manjim IT proračunom očekuje se pad popularnosti virtualizacije u sljedeće dvije godine (do kraja 2017.). Ovaj trend je već uočen.

« Fizikalizacija»

Prema Gartneru, tvrtke sve više pribjegavaju takozvanoj “fizikalizaciji” – pokretanju poslužitelja bez softvera za virtualizaciju. Očekuje se da će do kraja 2017. u više od 20% tih tvrtki manje od trećine operativnih sustava na x86 poslužiteljima biti virtualni. Usporedbe radi, 2015. takvih je organizacija bilo upola manje.

Analitičari napominju da tvrtke imaju različite razloge za odustajanje od virtualizacije. Danas korisnici imaju nove mogućnosti - mogu iskoristiti prednosti softverski definirane infrastrukture ili hiperkonvergiranih integriranih sustava. Pojava takvih opcija prisiljava pružatelje virtualizacijskih tehnologija da djeluju aktivnije: prošire funkcionalnost svojih rješenja dostupnih odmah po izlasku, pojednostave interakciju s proizvodima i skrate razdoblja povrata za korisnike.

Hiperkonvergirani integrirani sustavi

Početkom svibnja 2016. Gartner je objavio prognozu vezanu uz hiperkonvergirane integrirane sustave. Prema analitičarima, u 2016. ovaj će segment porasti za 79% u odnosu na 2015. na gotovo 2 milijarde dolara te će u roku od pet godina doći u mainstream fazu.

U nadolazećim godinama segment hiperkonvergiranih integriranih sustava doživjet će najveće stope rasta od svih ostalih integriranih sustava. Do kraja 2019. godine narasti će na približno 5 milijardi dolara i zauzimati 24% tržišta integriranih sustava, predviđa Gartner, napominjući da će rast ovog područja dovesti do kanibalizacije ostalih segmenata tržišta.

Analitičari nazivaju hiperkonvergentne integrirane sustave (HCIS) kao hardverske i softverske platforme koje kombiniraju softverski definirane računalne čvorove i softverski definiran sustav pohrane, standardnu pridruženu opremu i zajedničku kontrolnu ploču.

Vrste virtualizacije

Virtualizacija je opći pojam koji pokriva apstrakciju resursa za mnoge aspekte računalstva. Neki od najtipičnijih primjera virtualizacije navedeni su u nastavku.

Paravirtualizacija

Paravirtualizacija je virtualizacijska tehnika u kojoj se gostujući operativni sustavi pripremaju za izvođenje u virtualiziranom okruženju, za što se njihov kernel malo modificira. Operativni sustav komunicira s programom hipervizora, koji mu pruža API za goste, umjesto da izravno koristi resurse kao što je tablica memorijske stranice. Kod koji se odnosi na virtualizaciju lokaliziran je izravno u operativni sustav. Paravirtualizacija zahtijeva modificiranje gostujućeg operativnog sustava za hipervizor, a to je nedostatak ove metode, jer je takva modifikacija moguća samo ako je gostujući OS otvorenog koda i može se mijenjati pod licencom. U isto vrijeme, paravirtualizacija nudi performanse gotovo kao pravi nevirtualizirani sustav, kao i mogućnost istovremene podrške različitim operativnim sustavima, baš kao i potpuna virtualizacija.

Virtualizacija infrastrukture

U ovom ćemo slučaju pod tim pojmom razumjeti stvaranje IT infrastrukture neovisne o hardveru. Primjerice, kada se servis koji nam treba nalazi na gostujućem virtualnom stroju i u principu nam nije posebno bitno na kojem se fizičkom serveru nalazi.

Virtualizacija poslužitelja, stolnih računala, aplikacija - postoje mnoge metode za stvaranje takve neovisne infrastrukture. U ovom slučaju, nekoliko virtualnih ili "gostujućih" strojeva smješteno je na jednom fizičkom ili glavnom poslužitelju pomoću posebnog softvera koji se naziva "hipervizor".

Suvremeni virtualizacijski sustavi, posebice VMware i Citrix XenServer, najvećim dijelom rade na bare metal principu, odnosno instaliraju se izravno na bare metal.

Primjer

Virtualni sustav nije izgrađen na bare metal hipervizoru, već na kombinaciji Linux operativnog sustava CentOS 5.2 i VMware Servera temeljenog na serverskoj platformi Intel SR1500PAL, 2 procesora Intel Xeon 3.2/1/800, 4Gb RAM, 2xHDD 36Gb RAID1 i 4xHDD 146Gb u RAID10 dijeljenom volumenu 292Gb. Glavni stroj ugošćuje četiri virtualna stroja:

Postfix mail server temeljen na FreeBSD (Unix) operativnom sustavu. Za dostavu pošte krajnjem korisniku korišten je POP3 protokol.
Squid proxy poslužitelj temeljen na istom FreeBSD sustavu.
namjenski kontroler domene, DNS, DHCP temeljen na Windows 2003 Server Standard Edition.
kontrolna radna stanica temeljena na Windows XP za uredske potrebe.

Virtualizacija poslužitelja

Virtualni stroj je okruženje koje se "gostujućem" operativnom sustavu pojavljuje kao hardversko okruženje. Međutim, u stvarnosti je to softversko okruženje koje simulira softver glavnog sustava. Ova simulacija mora biti dovoljno robusna kako bi gostujućim vozačima omogućila pouzdan rad. Kada se koristi paravirtualizacija, virtualni stroj ne simulira hardver, već nudi korištenje posebnih

Stručnjaci iz Kosmonove tvrtke svakodnevno rade s različitim virtualizacijskim sustavima, kako u radu s vlastitim oblakom, tako i u projektiranju. Tijekom tog vremena uspjeli smo raditi s velikim brojem virtualizacijskih sustava i sami utvrditi prednosti i slabosti svakog od njih. U ovom članku prikupili smo mišljenja naših inženjera o najčešćim virtualizacijskim sustavima i njihovim kratkim karakteristikama. Ako razmišljate o izgradnji privatnog oblaka i razmatrate različite virtualizacijske sustave za rješavanje ovog problema, ovaj je članak za vas.

Prvo, shvatimo što je sustav virtualizacije i zašto je potreban. Virtualizacija fizičkih strojeva (poslužitelja, osobnih računala, itd.) omogućuje vam da podijelite snagu jednog fizičkog uređaja između nekoliko virtualnih strojeva. Dakle, ti virtualni strojevi mogu imati vlastiti operativni sustav i softver, ni na koji način ne ovisni o susjednim virtualnim strojevima. Danas postoji mnogo virtualizacijskih sustava, svaki od njih ima svoje karakteristike, pa pogledajmo svaki od njih zasebno.

VMware vSphere - vodeći proizvod VMware-a, neupitnog lidera u tržišnom udjelu virtualizacije mnogo godina zaredom. Ima široku funkcionalnost i posebno je kreiran za podatkovne centre koji nude rješenja u oblaku i tvrtke koje grade privatne oblake različitih veličina. Ima dobro promišljeno sučelje i veliku količinu tehničke dokumentacije. Ako imate malo iskustva s virtualizacijom, ovaj sustav će biti dobar izbor za vas. Licencirano prema broju fizičkih procesora u oblaku, bez obzira na broj jezgri. Zbog široke funkcionalnosti i velikog broja modula, ovaj sustav je dosta zahtjevan u pogledu resursa potrebnih za rad.

WMware Esxi- je besplatni analog VMware vSphere. Budući da je ovaj hipervizor besplatan, ima skromniju funkcionalnost, ali je sasvim dovoljan za implementaciju većine tipičnih zadataka virtualizacije i upravljanja privatnim oblakom. Također vrlo jednostavan za korištenje

Hiper - V- Microsoft proizvod razvijen kao dodatak OS Windows server, počevši od verzije 2008. Također postoji kao zaseban proizvod, ali za rad koristi OS Windows poslužitelj. Ovaj hipervizor prilično je jednostavan za konfiguriranje i rukovanje, i naravno, podržava sve verzije OS Windows za gostujuće strojeve, ali proizvođač ne jamči rad mnogih OS Linux. Imajte na umu da se sam hipervizor distribuira pod besplatnom licencom, ali za rad zahtijeva plaćeni OS Windows.

OpenVZ- potpuno besplatan virtualizacijski sustav implementiran na Linux kernelu. Kao i većina Linux sustava, ima dobre performanse i pokazatelje potrošnje resursa i savršeno radi s bilo kojom distribucijom Linuxa kao gostujući OS. Međutim, ne podržava OS Windows, zbog čega se ovaj virtualizacijski sustav ne može smatrati univerzalnim.

KVM - Sustav virtualizacije također se temelji na Linux kernelu i distribuira se pod besplatnom licencom. Ima vrlo dobre pokazatelje učinkovitosti u pogledu količine utrošenih resursa. Ima veliku funkcionalnost i prilično je univerzalan sa stajališta gostujućih operativnih sustava, jer podržava apsolutno sve operativne sustave. Za konfiguraciju i podršku u svom čistom obliku potrebno je određeno znanje i vještine u radu s Unix sustavima. Međutim, postoji mnogo GUI-ja dostupnih kao dodaci hipervizoru, s različitim opcijama licenciranja u rasponu od besplatnih do plaćenih verzija.

Xen- proizvod razvijen od strane Sveučilišta u Cambridgeu s otvorenim kodom. Većina komponenti pomaknuta je izvan hipervizora, što omogućuje postizanje dobrih pokazatelja učinkovitosti. Uz hardversku virtualizaciju, podržava i paravirtualizacijski način rada. Xen podržava pokretanje većine postojećih operativnih sustava.

LXC- prilično novi sustav virtualizacije na razini operativnog sustava koji vam omogućuje pokretanje više instanci operativnog sustava Linux na jednom fizičkom stroju. Posebnost ovog sustava je što ne radi s virtualnim poslužiteljima, već s aplikacijama koje koriste zajedničku jezgru OS-a, a koje su ujedno izolirane jedna od druge, što daje najveću učinkovitost u potrošnji resursa.

Virtualizacijski sustav	Podržani OS	Prednosti	Mane	Licenca
VMware vSphere	Win/Lin	Jednostavan za korištenje. Široka funkcionalnost	Potrošnja resursa.	Plaćeno. Po broju procesora
WMware Esxi	Win/Lin	Jednostavan za korištenje	Nije najšira funkcionalnost.	Besplatno
OpenVZ	Linux	Učinkovita potrošnja resursa	Podržan samo Linux	Besplatno
	Win/Lin	Učinkovita potrošnja resursa. Podržava sve OS		Besplatno
Hyper-V	Windows	Jednostavan za korištenje	Podržani su samo Windowsi. Potrošnja resursa	Besplatno. Radi na plaćenom OS-u
	Win/Lin	Visoka efikasnost. Otvoreni izvor.	Zahtijeva poznavanje Unix sustava za konfiguraciju i upravljanje	Besplatno
	Linux	Visoka efikasnost	Ne podržava Windows	Besplatno

Podsjetimo vas i da u oblaku Kosmonov možete implementirati infrastrukturu bilo koje složenosti bez uranjanja u zamršenost rada virtualizacijskih sustava i hardvera uz minimalan utrošak vremena. U oblaku Kosmonov dostupna su vam gotova rješenja i poslužitelji u oblaku za rješavanje vaših poslovnih problema.

Tema virtualizacije vrlo je široka i postoji mnogo nijansi u radu navedenih virtualizacijskih sustava, uz mnoge varijacije u dizajnu hardvera. U ovom članku ne dajemo prednosti određenom sustavu, već predstavljamo njihove opće karakteristike za odabir odgovarajućeg sustava u početnoj fazi.

Samo lijeni ljudi danas nisu čuli za virtualizaciju. Nije pretjerano reći da je to danas jedan od glavnih trendova u razvoju informatike. Međutim, mnogi administratori još uvijek imaju vrlo fragmentarna i raštrkana znanja o ovoj temi, pogrešno vjerujući da je virtualizacija dostupna samo velikim tvrtkama. S obzirom na relevantnost teme, odlučili smo napraviti novu rubriku i započeti seriju članaka o virtualizaciji.

Što je virtualizacija?

Virtualizacija je danas vrlo širok i raznolik pojam, ali nećemo danas razmatrati sve njegove aspekte; to daleko nadilazi okvire ovog članka. Za one koji se tek upoznaju s ovom tehnologijom bit će dovoljan pojednostavljeni model pa smo ovaj materijal pokušali što više pojednostaviti i generalizirati, ne ulazeći u detalje implementacije na pojedinoj platformi.

Dakle, što je virtualizacija? Ovo je mogućnost pokretanja nekoliko virtualnih strojeva međusobno izoliranih na jednom fizičkom računalu, od kojih će svaki "misliti" da radi na zasebnom fizičkom računalu. Razmotrite sljedeći dijagram:

Poseban softver radi povrh stvarnog hardvera - hipervizor(ili monitor virtualnog stroja), koji omogućuje emulaciju virtualnog hardvera i interakciju virtualnih strojeva sa stvarnim hardverom. Također je odgovoran za komunikaciju između virtualnih računala i stvarnog okruženja putem mreže, dijeljenih mapa, dijeljenog međuspremnika itd.

Hipervizor može raditi ili izravno na hardveru ili na razini operativnog sustava; postoje i hibridne implementacije koje rade na vrhu posebno konfiguriranog OS-a u minimalnoj konfiguraciji.

Pomoću hipervizora stvaraju se virtualni strojevi za koje se emulira minimalno potreban skup virtualnog hardvera i pristup zajedničkim resursima glavnog računala, nazvan " domaćin". Svaki virtualni stroj, poput običnog računala, sadrži vlastitu instancu OS-a i aplikacijskog softvera, a naknadna interakcija s njima ne razlikuje se od rada s običnim računalom ili poslužiteljem.

Kako je dizajniran virtualni stroj?

Unatoč prividnoj složenosti, virtualni stroj (VM) je samo mapa s datotekama; ovisno o specifičnoj implementaciji, njihov skup i broj mogu varirati, ali se svaki VM temelji na istom minimalnom skupu datoteka; prisutnost ostalih je nije kritično.

Datoteka virtualnog tvrdog diska je od najveće važnosti; njen gubitak je jednak kvaru tvrdog diska običnog računala. Druga po važnosti je konfiguracijska datoteka VM-a, koja sadrži opis hardvera virtualnog stroja i zajedničkih host resursa koji su mu dodijeljeni. Takvi resursi uključuju, na primjer, virtualnu memoriju, koja je namjensko područje zajedničke memorije glavnog računala.

U principu, gubitak konfiguracijske datoteke nije kritičan; ako imate samo jednu virtualnu HDD datoteku, možete pokrenuti virtualni stroj ponovnim stvaranjem njegove konfiguracije. Kao da imate samo jedan tvrdi disk, možete ga spojiti na drugo računalo slične konfiguracije i dobiti potpuno funkcionalan stroj.

Osim toga, mapa u virtualnom računalu može sadržavati druge datoteke, ali one nisu kritične, iako njihov gubitak također može biti nepoželjan (na primjer, snimke koje vam omogućuju vraćanje stanja virtualnog računala).

Prednosti virtualizacije

Ovisno o namjeni dijelimo virtualizaciju desktopa i poslužitelja. Prvi se prvenstveno koristi u svrhu obuke i testiranja. Sada, da biste proučili neku tehnologiju ili testirali implementaciju bilo koje usluge u korporativnoj mreži, sve što trebate je prilično moćno računalo i alati za virtualizaciju radne površine. Broj virtualnih strojeva koje možete imati u svom virtualnom laboratoriju ograničen je samo veličinom diska; broj strojeva koji rade istovremeno ograničen je uglavnom količinom dostupnog RAM-a.

Na donjoj slici prozor alata za virtualizaciju radne površine iz našeg testnog laboratorija u kojem je pokrenut Windows 8.

Vizualizacija poslužitelja široko se koristi u IT infrastrukturama bilo koje razine i omogućuje korištenje jednog fizičkog poslužitelja za pokretanje nekoliko virtualnih poslužitelja. Prednosti ove tehnologije su očite:

Optimalno korištenje računalnih resursa

Nije tajna da je računalna snaga čak i početnih poslužitelja i tek prosječnih osobnih računala pretjerana za mnoge zadatke i uloge poslužitelja i nije u potpunosti iskorištena. To se obično rješava dodavanjem dodatnih poslužiteljskih uloga, no ovakav pristup znatno komplicira administraciju poslužitelja i povećava vjerojatnost kvarova. Virtualizacija vam omogućuje sigurno korištenje besplatnih računalnih resursa dodjeljivanjem vlastitog poslužitelja svakoj kritičnoj ulozi. Sada, da biste izvršili održavanje na, recimo, web poslužitelju, ne morate zaustaviti poslužitelj baze podataka

Štednja fizičkih resursa

Korištenje jednog fizičkog poslužitelja umjesto nekoliko omogućuje vam učinkovitu uštedu energije, prostora u sobi s poslužiteljem i troškove povezane infrastrukture. Ovo je posebno važno za male tvrtke koje mogu značajno smanjiti troškove najma zbog smanjenja fizičke veličine opreme, na primjer, nema potrebe za dobro prozračenom serverskom sobom s klima uređajem.

Povećana skalabilnost i proširivost infrastrukture

Kako tvrtka raste, sposobnost brzog i bez značajnih troškova povećanja računalne snage poduzeća postaje sve važnija. Tipično, ova situacija uključuje zamjenu poslužitelja snažnijim, nakon čega slijedi migracija uloga i usluga sa starih poslužitelja na nove. Provođenje takve tranzicije bez kvarova, zastoja (uključujući i planirane) i raznih vrsta “prijelaznih razdoblja” gotovo je nemoguće, što svako takvo proširenje čini malim hitnim slučajem za tvrtku i administratore koji su često prisiljeni raditi noću i na vikendima.

Virtualizacija nam omogućuje puno učinkovitije rješavanje ovog problema. Ako postoje slobodni računalni resursi hosta, možete ih jednostavno dodati na željeni virtualni stroj, na primjer, povećanjem količine dostupne memorije ili dodavanjem procesorskih jezgri. Ako je potrebno značajnije povećati performanse, kreira se novi host na snažnijem poslužitelju, gdje se prenosi virtualni stroj kojem su potrebni resursi.

Zastoj u ovoj situaciji je vrlo kratak i svodi se na vrijeme potrebno za kopiranje VM datoteka s jednog poslužitelja na drugi. Osim toga, mnogi moderni hipervizori uključuju značajku "migracije uživo" koja vam omogućuje premještanje virtualnih strojeva između hostova bez zaustavljanja.

Povećana tolerancija grešaka

Možda je fizički kvar poslužitelja jedan od najneugodnijih trenutaka u radu administratora sustava. Situacija je komplicirana činjenicom da je fizička instanca OS-a gotovo uvijek ovisna o hardveru, što onemogućuje brzo pokretanje sustava na drugom hardveru. Virtualni strojevi nemaju ovaj nedostatak; ako glavni poslužitelj zakaže, svi se virtualni strojevi brzo i bez problema prebacuju na drugi, radni poslužitelj.

U ovom slučaju razlike u hardveru poslužitelja ne igraju nikakvu ulogu; možete uzeti virtualne strojeve s poslužitelja na Intelovoj platformi i uspješno ih pokrenuti nekoliko minuta kasnije na novom hostu koji radi na AMD platformi.

Ista okolnost omogućuje vam da privremeno stavite poslužitelje na održavanje ili promijenite njihov hardver bez zaustavljanja virtualnih strojeva koji rade na njima; dovoljno ih je privremeno premjestiti na drugo računalo.

Sposobnost podrške naslijeđenim operativnim sustavima

Unatoč stalnom napretku i izdavanju novih verzija softvera, korporativni sektor često nastavlja koristiti zastarjele verzije softvera; 1C:Enterprise 7.7 je dobar primjer. Virtualizacija omogućuje integraciju takvog softvera u modernu infrastrukturu bez dodatnih troškova; također može biti korisna kada se staro računalo sa zastarjelim operativnim sustavom pokvarilo i nije ga moguće pokrenuti na modernom hardveru. Hipervizor omogućuje emulaciju skupa zastarjelog hardvera kako bi se osigurala kompatibilnost sa starijim operativnim sustavima, a posebni uslužni programi omogućuju prijenos fizičkog sustava u virtualno okruženje bez gubitka podataka.

Virtualne mreže

Teško je zamisliti moderno računalo bez neke vrste mrežne veze. Stoga moderne tehnologije virtualizacije omogućuju virtualizaciju ne samo računala već i mreža. Kao i obično računalo, virtualni stroj može imati jedan ili više mrežnih adaptera, koji se mogu spojiti na vanjsku mrežu, preko jednog od fizičkih mrežnih sučelja glavnog računala ili na jednu od virtualnih mreža. Virtualna mreža je virtualni mrežni preklopnik na koji su povezani mrežni adapteri virtualnih strojeva. Ako je potrebno, u takvoj mreži, korištenjem hipervizora, mogu se implementirati DHCP i NAT usluge za pristup Internetu putem internetske veze glavnog računala.

Mogućnosti virtualnih mreža omogućuju vam stvaranje prilično složenih mrežnih konfiguracija čak i unutar istog glavnog računala, pogledajmo na primjer sljedeći dijagram:

Host je povezan s vanjskom mrežom putem fizičkog mrežnog adaptera LAN 0, virtualni stroj VM5 povezan je s vanjskom mrežom putem istog fizičkog sučelja putem mrežnog adaptera VM LAN 0. Za ostale strojeve na vanjskoj mreži, host i VM5 dva su različita računala, svako od njih ima svoju mrežnu adresu, svoju mrežnu karticu s vlastitom MAC adresom. Druga VM5 mrežna kartica povezana je s virtualnim preklopnikom virtualne mreže VMNET 1, na njega su također povezani mrežni adapteri virtualnih strojeva VM1-VM4. Tako smo unutar jednog fizičkog hosta organizirali sigurnu internu mrežu, koja ima pristup vanjskoj mreži samo preko VM5 rutera.

U praksi, virtualne mreže olakšavaju organiziranje nekoliko mreža s različitim razinama sigurnosti unutar jednog fizičkog poslužitelja, na primjer, postavljanje potencijalno nesigurnih hostova u DMZ bez dodatnih troškova za mrežnu opremu.

Snimke

Još jedna funkcija virtualizacije čiju je korisnost teško precijeniti. Njegova se bit svodi na činjenicu da u bilo kojem trenutku, bez zaustavljanja rada virtualnog stroja, možete spremiti snimku trenutnog stanja, i to više od jedne. Za neiskvarenog admina, to je samo neka vrsta odmora da se može lako i brzo vratiti u prvobitno stanje ako nešto iznenada pođe po zlu. Za razliku od stvaranja slike tvrdog diska i zatim vraćanja sustava pomoću nje, što može potrajati dosta vremena, prebacivanje između snimki događa se u roku od nekoliko minuta.

Još jedna upotreba snimki je u svrhu obuke i testiranja; uz njihovu pomoć možete stvoriti cijelo stablo stanja virtualnog stroja, uz mogućnost brzog prebacivanja između različitih opcija konfiguracije. Slika u nastavku prikazuje stablo fotografija rutera iz našeg ispitnog laboratorija, s kojim ste dobro upoznati iz naših materijala:

Zaključak

Unatoč činjenici da smo pokušali dati samo kratak pregled, članak je ispao prilično dugačak. Istodobno se nadamo da ćete zahvaljujući ovom materijalu moći stvarno procijeniti sve mogućnosti koje virtualizacijska tehnologija pruža i smisleno, predstavljajući prednosti koje vaša IT infrastruktura može dobiti, početi proučavati naše nove materijale i praktičnu implementaciju virtualizacija u svakodnevnoj praksi .

Koncept virtualnog okruženja

Novi smjer virtualizacije, koji daje cjelokupnu holističku sliku cjelokupne mrežne infrastrukture korištenjem tehnika agregacije.

Vrste virtualizacije

Virtualizacija je opći pojam koji pokriva apstrakciju resursa za mnoge aspekte računalstva. Vrste virtualizacije navedene su u nastavku.

Virtualizacija softvera

Dinamičko emitiranje

Tijekom dinamičkog prijevoda ( binarni prijevod) problematične naredbe gostujućeg OS-a presreće hipervizor. Nakon što se ove naredbe zamijene sigurnima, vraća se kontrola gostujućeg OS-a.

Paravirtualizacija

Metoda paravirtualizacije postiže veću izvedbu od metode dinamičkog prevođenja.

Metoda paravirtualizacije primjenjiva je samo ako gostujući OS imaju otvorene izvorne kodove koji se mogu mijenjati prema licenci ili je hipervizor i gostujući OS razvio isti proizvođač uzimajući u obzir mogućnost paravirtualizacije gostujućeg OS-a (iako pod uvjetom da hipervizor se može pokrenuti ispod niže razine hipervizora, zatim paravirtualizacija samog hipervizora).

Pojam se prvi put pojavio u projektu Denali.

Ugrađena virtualizacija

Prednosti:

Dijeljenje resursa između oba operacijska sustava (imenici, pisači itd.).
Sučelje prilagođeno korisniku za prozore aplikacija iz različitih sustava (prozori aplikacija koji se preklapaju, ista minimizacija prozora kao u glavnom sustavu)
Kada se fino prilagodi hardverskoj platformi, performanse se malo razlikuju od izvornog izvornog OS-a. Brzo prebacivanje između sustava (manje od 1 sekunde)
Jednostavan postupak za ažuriranje gostujućeg OS-a.
Dvosmjerna virtualizacija (aplikacije na jednom sustavu rade na drugom i obrnuto)

Implementacije:

Virtualizacija hardvera

Prednosti:

Pojednostavite razvoj softverskih platformi za virtualizaciju pružanjem sučelja za upravljanje hardverom i podrškom za virtualne sustave za goste. Ovo smanjuje intenzitet rada i vrijeme potrebno za razvoj virtualizacijskih sustava.
Sposobnost povećanja performansi virtualizacijskih platformi. Virtualnim gostujućim sustavima upravlja izravno mali srednji sloj, hipervizor, koji povećava performanse.
Sigurnost se poboljšava i postaje moguće prebacivati između nekoliko pokrenutih nezavisnih virtualizacijskih platformi na hardverskoj razini. Svaki od virtualnih strojeva može raditi neovisno, u svom prostoru hardverskih resursa, potpuno izolirani jedan od drugog. To vam omogućuje da eliminirate gubitke performansi povezane s održavanjem platforme domaćina i povećate sigurnost.
Sustav za goste postaje nepovezan s arhitekturom host platforme i implementacijom virtualizacijske platforme. Hardverska virtualizacijska tehnologija omogućuje pokretanje 64-bitnih gostiju na 32-bitnim host sustavima (s 32-bitnim virtualizacijskim okruženjima na hostovima).

Primjeri primjene:

laboratoriji za testiranje i obuka: Pogodno je testirati aplikacije u virtualnim strojevima koji utječu na postavke operativnih sustava, na primjer instalacijske aplikacije. Zbog jednostavnosti postavljanja virtualnih strojeva često se koriste za obuku o novim proizvodima i tehnologijama.
distribucija unaprijed instaliranog softvera: mnogi programeri softvera stvaraju gotove slike virtualnih strojeva s unaprijed instaliranim proizvodima i daju ih besplatno ili na komercijalnoj osnovi. Takve usluge pružaju Vmware VMTN ili Parallels PTN

Virtualizacija poslužitelja

smještaj više logičkih poslužitelja unutar jednog fizičkog poslužitelja (konsolidacija)
kombiniranje nekoliko fizičkih poslužitelja u jedan logički poslužitelj za rješavanje određenog problema. Primjer: Oracle Real Application Cluster, grid tehnologija, klasteri visokih performansi.

SVISTA
dvaOdva
Red Hat Enterprise Virtualizacija za poslužitelje
PowerVM

Osim toga, virtualizacija poslužitelja olakšava vraćanje pokvarenih sustava na bilo koje dostupno računalo, bez obzira na njegovu specifičnu konfiguraciju.

Virtualizacija radnih stanica

Virtualizacija resursa

Dijeljenje resursa (particioniranje). Virtualizacija resursa može se zamisliti kao dijeljenje jednog fizičkog poslužitelja na nekoliko dijelova, od kojih je svaki vidljiv vlasniku kao zasebni poslužitelj. To nije tehnologija virtualnog stroja; implementirana je na razini jezgre OS-a.

U sustavima s drugom vrstom hipervizora, oba operacijska sustava (gost i hipervizor) troše fizičke resurse i zahtijevaju odvojeno licenciranje. Virtualni poslužitelji koji rade na razini OS kernela nemaju gotovo nikakav gubitak u performansama, što omogućuje pokretanje stotina virtualnih poslužitelja na jednom fizičkom poslužitelju, koji ne zahtijevaju dodatne licence.

Dijeljenje diskovnog prostora ili propusnosti mreže na nekoliko manjih komponenti koje su manje od resursa iste vrste.

Na primjer, implementacija dijeljenja resursa uključuje (Crossbow Project), koji vam omogućuje stvaranje nekoliko virtualnih mrežnih sučelja na temelju jednog fizičkog.

Agregiranje, distribucija ili dodavanje više resursa u veće resurse ili udruživanje resursa. Na primjer, simetrični višeprocesorski sustavi kombiniraju mnogo procesora; RAID i upravitelji diskova kombiniraju mnogo diskova u jedan veliki logički pogon; RAID i mrežna oprema koriste višestruke kanale, kombinirane tako da izgledaju kao jedan širokopojasni kanal. Na meta razini, računalni klasteri rade sve gore navedeno. Ponekad to uključuje i mrežne datotečne sustave izvučene iz pohrane podataka na kojoj su izgrađeni, na primjer, Vmware VMFS, Solaris / OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL

Virtualizacija aplikacije

Prednosti:

izolacija izvršavanja aplikacije: odsutnost nekompatibilnosti i sukoba;
svaki put u izvornom obliku: registar nije pretrpan, nema konfiguracijskih datoteka - potrebnih za poslužitelj;
manja potrošnja resursa u usporedbi s emulacijom cijelog OS-a.

vidi također

Linkovi

Pregled virtualizacijskih tehnika, arhitektura i implementacija (Linux), www.ibm.com
Virtualni strojevi 2007. Natalia Elmanova, Sergey Pakhomov, ComputerPress 9’2007

Virtualizacija poslužitelja

Virtualizacija poslužitelja. Neil McAllister, InfoWorld
Virtualizacija poslužitelja standardne arhitekture. Leonid Chernyak, Otvoreni sustavi
Alternative voditeljima na kanalu 2009., 17.08.2009

Virtualizacija hardvera

Tehnologije hardverske virtualizacije, ixbt.com
Spirale hardverske virtualizacije. Aleksandar Aleksandrov, Otvoreni sustavi

Bilješke

Zaklada Wikimedia. 2010.

Pogledajte što je "Virtualizacija" u drugim rječnicima:

virtualizacija- U radovima udruge SNIA data je sljedeća opća definicija. "Virtualizacija je čin kombiniranja nekoliko uređaja, usluga ili funkcija unutarnje komponente infrastrukture (back end) s dodatnom vanjskom (front... ...

virtualizacija- Odvajanje fizičkog sloja mreže (lokacija i veze uređaja) od njegovog logičkog sloja (radne grupe i korisnici). Konfigurirajte konfiguraciju mreže koristeći logičke kriterije umjesto fizičkih. ... Vodič za tehničke prevoditelje

Virtualizacija mreže je proces kombiniranja mrežnih resursa hardvera i softvera u jednu virtualnu mrežu. Mrežna virtualizacija dijeli se na vanjsku, odnosno povezivanje više mreža u jednu virtualnu, i unutarnju, stvaranje... ... Wikipedia

Virtualizacija- koncept koji opisuje proces akumulacije i kombiniranja računalnih resursa, pružajući prednosti u usporedbi s izvornom konfiguracijom. Virtualizirani resursi obično se sastoje od računalne snage i glavne pohrane podataka.

Simetrične višeprocesorske arhitekture s više od jednog procesora mogu se nazvati tipičnim primjerom "virtualizacije". U takvim slučajevima operativni sustavi obično su dizajnirani na način da je nekoliko procesora spojeno u jedan jedini modul. Ova konfiguracija omogućuje znatno brži i lakši rad aplikacija jer nema potrebe za razmatranjem višestrukih konfiguracija procesora. Većina softverskih aplikacija napisana je za jedan virtualni računalni modul, koji može biti modul koji uključuje nekoliko zasebnih procesora.

Pojam “virtualizacija” je dosta općenit i apstraktan, zbog čega ga je teško konkretno definirati. Pokriva mnoge aspekte računalstva.

Postoji nekoliko vrsta virtualizacije:

Virtualizacija softvera;
Hardverska virtualizacija.

Virtualizacija softvera također uključuje nekoliko podvrsta:

Dinamičko (binarno) prevođenje- proces u kojem se problematične naredbe gostujućeg OS-a zamjenjuju sigurnima.
Paravirtualizacija- proces kojim operativni sustavi za goste modificiraju svoju jezgru kako bi funkcionirali u virtualiziranom okruženju. OS komunicira s hipervizorom koji pruža API za goste. Ovo eliminira korištenje tablice memorijskih stranica. Paravirtualizacija jamči veću izvedbu u usporedbi s dinamičkim prijevodom, ali je prikladna samo kada je gostujući OS otvorenog koda ili su hipervizor i gostujući OS istog proizvođača. Pojam je nastao u sklopu projekta Denali.
Ugrađena virtualizacija- nova metoda temeljena na korištenju hardverski podržanih virtualizacijskih mogućnosti, koja korisnicima omogućuje korištenje bilo koje verzije OS-a u kombinaciji s različitim opcijama za radna okruženja. U biti, ugrađena virtualizacija je potpuna virtualizacija implementirana u hardver. Ovaj pristup implementiran je u sklopu BlueStacks Multi-OS (MOS) projekta.

Prednosti softverske virtualizacije:

Dostupnost resursa (direktorija, pisača itd.) za oba operacijska sustava;
Zgodno sučelje prozora aplikacija;
S finim podešavanjem hardverske platforme, performanse se malo razlikuju od originalnog OS-a. Prebacivanje između sustava događa se za manje od 1 sekunde;
Jednostavan postupak ažuriranja gostujućeg OS-a;
Dvosmjerna virtualizacija (aplikacije na jednom sustavu rade na drugom i obrnuto).

Virtualizacija hardvera

Hardverska virtualizacija je virtualizacijski proces podržan hardverskom podrškom. Nema temeljnih razlika od virtualizacije softvera. Virtualizacija hardvera pruža razine performansi slične onima kod nevirtualiziranog stroja, što je čini širokom primjenom u praksi.

Prednosti:

Jednostavnost razvoja softverskih platformi za virtualizaciju, dostupnost sučelja za upravljanje hardverom, podrška za virtualne sustave za goste;
Povećanje performansi virtualizacijskih platformi korištenjem hipervizora;
Sigurnost, mogućnost prebacivanja između više pokrenutih nezavisnih virtualizacijskih platformi. Svaki virtualni stroj radi neovisno u svom prostoru hardverskih resursa. Potpuna izolacija, eliminirajući gubitke performansi povezane s održavanjem platforme domaćina;
Sustav za goste nije vezan za arhitekturu platforme domaćina. Moguće je pokrenuti 64-bitne gostujuće operativne sustave na 32-bitnim host sustavima.

Tehnologije:

Virtualni 8086 način
Intel VT (VT-x)
AMD-V

Platforme koje rade na hardverskoj virtualizaciji:

IBM LPAR
VMware
Hyper-V

Gdje se koristi virtualizacija?

Postoje četiri područja primjene virtualizacije:

Virtualni strojevi;
Resursi;
Prijave.

Virtualizacija na razini OS-a

Virtualizira fizički poslužitelj na razini OS-a. Korisnik ima mogućnost pokretanja izoliranih i sigurnih virtualnih poslužitelja na jednom fizičkom poslužitelju. Ova je tehnologija ograničena samo na one OS-e koji dijele kernele s osnovnim OS-om. Ne postoji zaseban sloj hipervizora; operativni sustav glavnog računala odgovoran je za distribuciju hardverskih resursa između nekoliko virtualnih poslužitelja.

Solaris kontejneri/zone
FreeBSD zatvor
Linux-VServer (engleski)
FreeVPS (engleski)
OpenVZ
Virtuozzo
iCore virtualni računi

Virtualni strojevi

Govorimo o okruženju predstavljenom gostujućem OS-u. Inicijaliziran je kao hardver, ali zapravo je softver i emulira ga softver glavnog sustava. Kada se koristi paravirtualizacija, virtualni stroj ne emulira hardver; koristi se poseban API. Koristi se u ispitnim laboratorijima kao eksperimentalni alat.

Virtualizacija poslužitelja

Virtualizacija poslužitelja omogućuje vam da pojednostavite proces vraćanja sustava koji su otkazali, bez obzira na njihovu konfiguraciju.

Virtualizacija se u ovom slučaju koristi za smještaj nekoliko logičkih poslužitelja na temelju jednog fizičkog. Taj se proces naziva konsolidacija.

Moguć je i obrnuti proces: spajanje više fizičkih poslužitelja u jedan logički. Primjer takvog procesa je Oracle Real Application Cluster. Postoji i niz drugih:

Virtualno željezo
Microsoft (Hyper-V)
VMware (ESX poslužitelj)
Red Hat Enterprise Virtualizacija za poslužitelje
PowerVM

Virtualizacija resursa

Dijeljenje jednog fizičkog poslužitelja na nekoliko. Svaki pojedinačni dio prikazuje se korisniku kao zasebni poslužitelj. Ova metoda implementirana je na razini jezgre OS-a.

Virtualni poslužitelji koji rade na razini jezgre OS-a ostaju jednako brzi, što vam omogućuje pokretanje stotina virtualnih na jednom fizičkom poslužitelju.

Primjer implementacije dijeljenja resursa je projekt OpenSolaris Network Virtualization and Resource Control, koji omogućuje stvaranje nekoliko virtualnih mrežnih sučelja na temelju jednog fizičkog.

Ovaj proces također uključuje agregaciju, distribuciju i udruživanje resursa. Na primjer, simetrični višeprocesorski sustavi kombiniraju mnogo procesora; RAID i upravitelji diskova kombiniraju mnogo diskova u jedan veliki logički pogon. Često ova podvrsta uključuje i mrežne datotečne sustave, izdvojene iz pohrane podataka na kojoj su izgrađeni (Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL).

Virtualizacija aplikacije

Rezultat ovog procesa je aplikacija koja se pretvara iz aplikacije koja zahtijeva instalaciju na OS u samostalnu aplikaciju koja ne zahtijeva instalaciju.

Softver za virtualizaciju određuje, prilikom instaliranja virtualizirane aplikacije, koje su komponente potrebne OS-u za rad te ih emulira. Kao rezultat, stvoreno je specijalizirano okruženje za određenu virtualiziranu aplikaciju, što osigurava potpunu izolaciju pokrenute aplikacije.

Za izradu virtualne aplikacije, virtualizirana aplikacija se stavlja u posebnu mapu. Prilikom pokretanja virtualne aplikacije pokreće se virtualizirana aplikacija i mapa koja služi kao njeno radno okruženje. To stvara određeni jaz između aplikacije i operativnog sustava, čime se izbjegavaju sukobi između softvera i OS-a. Virtualizaciju aplikacije provode programi kao što su: Citrix XenApp, SoftGrid i VMWare ThinApp.

Prednosti virtualizacije aplikacije:

Izolacija aplikacija i OS-a;
Nema nekompatibilnosti ili sukoba između softvera i OS-a;
Registar nije začepljen, nema konfiguracijskih datoteka;
Mala potrošnja resursa u usporedbi s emulacijom cijelog OS-a.