Виртуализация, классификация және қолдану салалары. Виртуализация жүйелерін салыстыру Іскерлік қолдану

Виртуализацияесептеуіште бастапқы конфигурациядан біршама артықшылықты қамтамасыз ететін есептеу ресурстарының жиынтығын немесе олардың логикалық комбинациясын көрсету процесі. Бұл іске асырумен, географиялық орналасуымен немесе құрамдас бөліктердің физикалық конфигурациясымен шектелмейтін ресурстардың жаңа виртуалды көрінісі. Әдетте виртуалдандырылған ресурстарға есептеу қуаты мен деректерді сақтау кіреді.

«Соңғы бірнеше жылда серверді виртуалдандыру нарығы айтарлықтай жетілді. Көптеген ұйымдарда серверлердің 75%-дан астамы виртуалды болып табылады, бұл қанықтылықтың жоғары деңгейін көрсетеді», - деді Майкл Уоррилоу, Gartner зерттеу директоры.

Сарапшылардың айтуынша, виртуализацияға деген көзқарас әртүрлі көлемдегі ұйымдарда бұрынғыдан да өзгереді. 2014-2015 жж. үлкен IT бюджеті бар компаниялар арасында виртуалдандырудың танымалдығы. сол деңгейде қалды. Мұндай компаниялар виртуализацияны белсенді түрде пайдалануды жалғастыруда және бұл сегментте қанықтыру жақындап келеді. IT бюджеті аз ұйымдар арасында виртуализацияның танымалдылығы алдағы екі жылда (2017 жылдың соңына дейін) төмендейді деп күтілуде. Бұл үрдіс қазірдің өзінде байқалуда.

« Физикалықтандыру»

Gartner мәліметтері бойынша, компаниялар виртуализация бағдарламалық құралынсыз серверлерді іске қосу деп аталатын «физикалықтандыруға» көбірек жүгінеді. 2017 жылдың соңына қарай мұндай компаниялардың 20%-дан астамында x86 архитектурасы бар серверлердегі операциялық жүйелердің үштен бірінен азы виртуалды болады деп күтілуде. Салыстыру үшін, 2015 жылы мұндай ұйымдардың саны екі есеге аз болған.

Сарапшылар компаниялардың виртуализациядан бас тартуының әртүрлі себептері бар екенін атап өтті. Бүгінгі күні тұтынушыларда жаңа опциялар бар - олар бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталған инфрақұрылымды немесе гиперконвергентті біріктірілген жүйелерді пайдалана алады. Мұндай опциялардың пайда болуы виртуалдандыру технологиясы провайдерлерін белсендірек әрекет етуге мәжбүр етеді: қораптан тыс қол жетімді олардың шешімдерінің функционалдығын кеңейту, өнімдермен өзара әрекеттесуді жеңілдету және тұтынушылардың өтелу мерзімін қысқарту.

Гиперконвергиялық интеграцияланған жүйелер

2016 жылдың мамыр айының басында Gartner гиперконвергентті интеграцияланған жүйелерге қатысты болжамын жариялады. Сарапшылардың пікірінше, 2016 жылы бұл сегмент 2015 жылмен салыстырғанда 79%-ға өсіп, 2 миллиард долларға жуықтады және бес жыл ішінде негізгі кезеңге жетеді.

Алдағы жылдары гиперконвергентті интеграцияланған жүйелер сегменті кез келген басқа интеграцияланған жүйелердің ең жоғары өсу қарқынына ие болады. 2019 жылдың соңына қарай ол шамамен $5 миллиардқа дейін өседі және интеграцияланған жүйелер нарығының 24% алады, деп болжайды Gartner, бұл саланың өсуі нарықтың басқа сегменттерінің каннибализміне әкелетінін атап өтті.

Сарапшылар гиперконвергентті біріктірілген жүйелерді (HCIS) бағдарламалық құралмен анықталған есептеу түйіндері мен бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталған сақтау жүйесін, стандартты байланыстырылған жабдықты және жалпы басқару тақтасын біріктіретін аппараттық және бағдарламалық платформалар ретінде атайды.

Виртуализацияның түрлері

Виртуализация – есептеудің көптеген аспектілері үшін ресурстарды абстракциялауды қамтитын жалпы термин. Виртуализацияның ең типтік мысалдарының кейбірі төменде келтірілген.

Паравиртуализация

Паравиртуализация - виртуализациялау әдісі, онда қонақ операциялық жүйелері виртуалдандырылған ортада орындауға дайындалады, оның ядросы аздап өзгертіледі. Операциялық жүйе жад беті кестесі сияқты ресурстарды тікелей пайдаланбай, оны қонақ API-мен қамтамасыз ететін гипервизор бағдарламасымен байланысады. Виртуализацияға қатысты код операциялық жүйеге тікелей локализацияланған. Паравиртуализация гипервизор үшін қонақтық операциялық жүйені өзгертуді талап етеді және бұл әдістің кемшілігі, өйткені мұндай өзгерту тек қонақ ОЖ ашық бастапқы код болса және лицензия бойынша өзгертілуі мүмкін болса ғана мүмкін болады. Сонымен қатар, паравиртуализация нақты виртуалды емес жүйе сияқты өнімділікті, сонымен қатар толық виртуализация сияқты әртүрлі операциялық жүйелерді бір уақытта қолдау мүмкіндігін ұсынады.

Инфрақұрылымды виртуализациялау

Бұл жағдайда біз бұл термин арқылы аппараттық құралдарға тәуелсіз АТ-инфрақұрылымын құруды түсінеміз. Мысалы, бізге қажет қызмет қонақ виртуалды машинасында орналасқанда және, негізінен, оның қай физикалық серверде орналасқаны біз үшін маңызды емес.

Серверлерді, жұмыс үстелдерін, қолданбаларды виртуализациялау - мұндай тәуелсіз инфрақұрылымды құрудың көптеген әдістері бар. Бұл жағдайда бірнеше виртуалды немесе «қонақ» машиналар «гипервизор» деп аталатын арнайы бағдарламалық жасақтаманы пайдалану арқылы бір физикалық немесе хост серверінде орналастырылады.

Заманауи виртуалдандыру жүйелері, атап айтқанда VMware және Citrix XenServer, көп жағдайда жалаңаш металл принципі бойынша жұмыс істейді, яғни олар тікелей жалаң металға орнатылады.

Мысал

Виртуалды жүйе жалаң металл гипервизорға емес, Linux операциялық жүйесі CentOS 5.2 және Intel SR1500PAL серверлік платформасына негізделген VMware Server, 2 Intel Xeon 3.2/1/800 процессоры, 4 Гб жедел жады, 2xHDD 36 Гб RAID1 комбинациясына салынған. және RAID10 4xHDD 146 Гб ортақ көлемі 292 Гб. Негізгі құрылғы төрт виртуалды машинаны орналастырады:

FreeBSD (Unix) операциялық жүйесіне негізделген Postfix пошта сервері. POP3 хаттамасы соңғы пайдаланушыға поштаны жеткізу үшін пайдаланылды.
Сол FreeBSD жүйесіне негізделген Squid прокси сервері.
арнайы домен контроллері, DNS, Windows 2003 Server Standard Edition негізіндегі DHCP.
кеңсе мақсаттары үшін Windows XP негізіндегі басқару жұмыс станциясы.

Серверді виртуалдандыру

Виртуалды машина – «қонақ» операциялық жүйеге аппараттық орта ретінде көрінетін орта. Дегенмен, шын мәнінде бұл хост жүйесінің бағдарламалық жасақтамасымен имитацияланатын бағдарламалық жасақтама ортасы. Бұл модельдеу қонақ драйверлеріне сенімді жұмыс істеуге мүмкіндік беру үшін жеткілікті берік болуы керек. Паравиртуализацияны пайдаланған кезде виртуалды машина аппараттық құралдарды модельдемейді, оның орнына арнайы пайдалануды ұсынады

Космонова компаниясының мамандары күн сайын әртүрлі виртуализация жүйелерімен жұмыс істейді, олар жеке бұлтпен жұмыс істегенде де, жобалау жұмыстарын орындауда да. Осы уақыт ішінде біз виртуалды жүйелердің айтарлықтай санымен жұмыс істей алдық және олардың әрқайсысының күшті және әлсіз жақтарын өзіміз анықтай алдық. Бұл мақалада біз ең көп таралған виртуалдандыру жүйелері және олардың қысқаша сипаттамалары туралы инженерлеріміздің пікірлерін жинадық. Егер сіз жеке бұлтты құру туралы ойласаңыз және осы мәселені шешу үшін әртүрлі виртуалдандыру жүйелерін қарастырсаңыз, бұл мақала сізге арналған.

Алдымен виртуализация жүйесі дегеніміз не және ол не үшін қажет екенін анықтап алайық. Физикалық машиналарды (серверлер, ДК және т.б.) виртуализациялау бір физикалық құрылғының қуатын бірнеше виртуалды машиналар арасында бөлуге мүмкіндік береді. Осылайша, бұл виртуалды машиналар көрші виртуалды машиналарға тәуелді емес, өздерінің операциялық жүйесі мен бағдарламалық жасақтамасына ие болуы мүмкін. Бүгінгі күні көптеген виртуализация жүйелері бар, олардың әрқайсысының өзіндік сипаттамалары бар, сондықтан олардың әрқайсысын жеке қарастырайық.

VMware vSphere - VMware флагмандық өнімі, көптеген жылдар қатарынан виртуалдандыру нарығындағы сөзсіз көшбасшы. Оның кең функционалдығы бар және бұлтты шешімдерді ұсынатын деректер орталықтары мен әртүрлі өлшемдегі жеке бұлттарды құрастыратын компаниялар үшін арнайы жасалған. Оның жақсы ойластырылған интерфейсі және техникалық құжаттаманың үлкен көлемі бар. Виртуализация бойынша тәжірибеңіз аз болса, бұл жүйе сіз үшін жақсы таңдау болады. Ядролар санына қарамастан, бұлттағы физикалық процессорлар саны бойынша лицензияланған. Оның кең функционалдығы мен көптеген модульдерінің арқасында бұл жүйе оның жұмыс істеуі үшін қажетті ресурстар тұрғысынан айтарлықтай талап етеді.

WMware Esxi- VMware vSphere тегін аналогы болып табылады. Бұл гипервизор тегін болғандықтан, оның қарапайым функционалдығы бар, бірақ ол виртуализацияның көптеген типтік тапсырмаларын орындау және жеке бұлтты басқару үшін жеткілікті. Сондай-ақ пайдалану өте оңай

Гипер - В- 2008 нұсқасынан бастап OS Windows серверіне қосымша ретінде әзірленген Microsoft өнімі. Ол бөлек өнім ретінде де бар, бірақ жұмыс істеу үшін OS Windows серверін пайдаланады. Бұл гипервизорды конфигурациялау және басқару өте оңай және, әрине, қонақ машиналары үшін OS Windows-тың барлық нұсқаларын қолдайды, бірақ өндіруші көптеген OS Linux жұмысына кепілдік бермейді. Есіңізде болсын, гипервизордың өзі тегін лицензия бойынша таратылады, бірақ жұмыс істеуі үшін ақылы Windows операциялық жүйесі қажет.

OpenVZ- Linux ядросында енгізілген толығымен тегін виртуалдандыру жүйесі. Көптеген Linux жүйелері сияқты, ол жақсы өнімділік пен ресурстарды тұтыну көрсеткіштеріне ие және қонақ ОЖ ретінде кез келген Linux дистрибутивімен тамаша жұмыс істейді. Дегенмен, ол Windows операциялық жүйесін қолдамайды, сондықтан бұл виртуализация жүйесін әмбебап деп санауға болмайды.

KVM - Виртуализация жүйесі де Linux ядросына негізделген және тегін лицензия бойынша таратылады. Ол тұтынылатын ресурстардың көлемі бойынша өте жақсы тиімділік көрсеткіштеріне ие. Ол керемет функционалдылыққа ие және қонақ операциялық жүйелері тұрғысынан әмбебап болып табылады, өйткені ол барлық операциялық жүйелерді қолдайды. Оның таза түрінде конфигурациялау және қолдау көрсету үшін ол Unix жүйелерімен жұмыс істеуде белгілі бір білім мен дағдыларды қажет етеді. Дегенмен, гипервизорға қондырмалар ретінде қол жетімді көптеген GUI бар, олар тегіннен ақылы нұсқаларға дейін әртүрлі лицензиялау опциялары бар.

Ксен- ашық бастапқы кодпен Кембридж университеті әзірлеген өнім. Көптеген компоненттер гипервизордан тыс жылжытылады, бұл жақсы тиімділік көрсеткіштеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Аппараттық виртуализациямен қатар ол паравиртуализация режимін де қолдайды. Xen бар операциялық жүйелердің көпшілігін іске қосуды қолдайды.

LXC- Linux операциялық жүйесінің бірнеше данасын бір физикалық машинада іске қосуға мүмкіндік беретін операциялық жүйе деңгейіндегі айтарлықтай жаңа виртуалдандыру жүйесі. Бұл жүйенің ерекшелігі - ол виртуалды серверлермен емес, бір уақытта бір-бірінен оқшауланған жалпы ОЖ ядросын пайдаланатын қолданбалармен жұмыс істейді, бұл ресурстарды тұтынуда ең жоғары тиімділікті береді.

Виртуализация жүйесі	Қолдау көрсетілетін операциялық жүйе	Артықшылықтары	Кемшіліктер	Лицензия
VMware vSphere	Жеңіс/Лин	Қолдануға оңай. Кең функционалдылық	Ресурстарды тұтыну.	Ақылы. Процессорлар саны бойынша
WMware Esxi	Жеңіс/Лин	Қолдануға оңай	Ең кең функция емес.	Тегін
OpenVZ	Linux	Ресурстарды тиімді тұтыну	Linux тек қана қолдау көрсетеді	Тегін
	Жеңіс/Лин	Ресурстарды тиімді тұтыну. Барлық ОЖ-ны қолдайды		Тегін
Hyper-V	Windows	Қолдануға оңай	Тек Windows жүйесіне қолдау көрсетіледі. Ресурстарды тұтыну	Тегін. Ақылы операциялық жүйеде жұмыс істейді
	Жеңіс/Лин	Жоғары тиімділік. Ашық дереккөз.	Конфигурациялау және басқару үшін Unix жүйелерін білу қажет	Тегін
	Linux	Жоғары тиімділік	Windows жүйесін қолдамайды	Тегін

Сондай-ақ Космонов бұлтында виртуализация жүйелері мен аппараттық құралдардың жұмысының қыр-сырына енбей, ең аз уақыт шығынымен кез келген күрделіліктегі инфрақұрылымды жүзеге асыруға болатынын еске сала кетейік. Космонов бұлтында бизнес мәселелерін шешу үшін дайын шешімдер де, бұлттық серверлер де қолжетімді.

Виртуализация тақырыбы өте кең және аталған виртуалдандыру жүйелерінің жұмысында көптеген нюанстар бар, сонымен қатар аппараттық дизайндағы көптеген вариациялар бар. Бұл мақалада біз белгілі бір жүйеге артықшылық бермейміз, бірақ бастапқы кезеңде сәйкес жүйені таңдау үшін олардың жалпы сипаттамаларын ұсынамыз.

Виртуализация туралы бүгінде тек жалқаулар естімеген. Бұл бүгінгі таңда ІТ-ті дамытудың негізгі тенденцияларының бірі десек, артық айтқандық емес. Дегенмен, көптеген әкімшілер әлі де бұл тақырып туралы өте фрагменттік және шашыраңқы білімге ие, виртуалдандыру тек ірі компаниялар үшін ғана қол жетімді деп қате сенеді. Тақырыптың өзектілігін ескере отырып, біз жаңа бөлім құруды және виртуалдандыру туралы мақалалар сериясын бастауды шештік.

Виртуализация дегеніміз не?

Виртуализация бүгінгі күні өте кең және әртүрлі ұғым, бірақ біз оның барлық аспектілерін бүгін қарастырмаймыз; Бұл технологиямен енді ғана танысып жатқандар үшін жеңілдетілген үлгі жеткілікті болады, сондықтан біз белгілі бір платформада іске асырудың егжей-тегжейіне бармай, бұл материалды мүмкіндігінше жеңілдетуге және жалпылауға тырыстық.

Сонымен, виртуализация дегеніміз не? Бұл бір физикалық компьютерде бір-бірінен оқшауланған бірнеше виртуалды машиналарды іске қосу мүмкіндігі, олардың әрқайсысы жеке физикалық компьютерде жұмыс істейді деп «ойлайды». Келесі диаграмманы қарастырыңыз:

Арнайы бағдарламалық жасақтама нақты жабдықтың үстінде жұмыс істейді - гипервизор(немесе виртуалды машинаның мониторы), ол виртуалды жабдықты эмуляциялауды және виртуалды машиналардың нақты аппараттық құралдармен әрекеттесуін қамтамасыз етеді. Ол сонымен қатар виртуалды компьютерлер мен желі, ортақ қалталар, ортақ алмасу буфері және т.б. арқылы нақты орта арасындағы байланысқа жауап береді.

Гипервизор тікелей аппараттық құралдың үстінде немесе операциялық жүйе деңгейінде жұмыс істей алады, сонымен қатар минималды конфигурацияда арнайы конфигурацияланған ОЖ үстінде жұмыс істейтін гибридті іске асырулар бар;

Гипервизордың көмегімен виртуалды машиналар жасалады, олар үшін виртуалды жабдықтың ең аз қажетті жиынтығы эмуляцияланады және негізгі ДК ортақ ресурстарына қол жетімділік « хост". Әрбір виртуалды машина, кәдімгі ДК сияқты, ОЖ және қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз етудің өз данасын қамтиды және олармен кейінгі өзара әрекеттесу қарапайым ДК немесе сервермен жұмыс істеуден еш айырмашылығы жоқ.

Виртуалды машина қалай құрастырылған?

Көрінетін күрделілікке қарамастан, виртуалды машина (VM) - бұл нақты іске асыруға байланысты файлдары бар қалта, олардың жиынтығы мен саны әр түрлі болуы мүмкін, бірақ кез келген VM файлдардың ең аз жиынтығына негізделген; сыни емес.

Виртуалды қатты дискінің файлы өте маңызды, оның жоғалуы кәдімгі компьютердің қатты дискісінің істен шығуына тең. Екінші маңыздысы - виртуалды машинаның аппараттық құралдарының және оған бөлінген ортақ хост ресурстарының сипаттамасын қамтитын VM конфигурация файлы. Мұндай ресурстарға, мысалы, хосттың ортақ жадының бөлінген аймағы болып табылатын виртуалды жады жатады.

Негізінде, конфигурация файлының жоғалуы маңызды емес, тек бір виртуалды HDD файлы болса, оның конфигурациясын қайтадан жасау арқылы виртуалды машинаны іске қосуға болады. Бір ғана қатты дискі бар сияқты, оны ұқсас конфигурациядағы басқа компьютерге қосып, толық жұмыс істейтін құрылғыны алуға болады.

Сонымен қатар, виртуалды машинадағы қалта басқа файлдарды қамтуы мүмкін, бірақ олар маңызды емес, бірақ олардың жоғалуы да қалаусыз болуы мүмкін (мысалы, виртуалды компьютердің күйін қайтаруға мүмкіндік беретін суреттер).

Виртуализацияның артықшылықтары

Мақсатына қарай жұмыс үстелі және сервер виртуализациясы бөлінеді. Біріншісі негізінен оқыту және тестілеу мақсатында қолданылады. Енді қандай да бір технологияны зерттеу немесе корпоративтік желіде кез келген қызметтің жүзеге асырылуын тексеру үшін сізге жеткілікті қуатты компьютер мен жұмыс үстелін виртуалдандыру құралдары қажет. Виртуалды зертханада болуы мүмкін виртуалды машиналар саны тек дискінің өлшемімен шектеледі, бір уақытта жұмыс істейтін машиналар саны негізінен қол жетімді ЖЖҚ көлемімен шектеледі.

Төмендегі суретте Windows 8 жүйесі жұмыс істейтін сынақ зертханасының жұмыс үстелін виртуализациялау құралының терезесі.

Серверді визуализациялау кез келген деңгейдегі АТ-инфрақұрылымдарда кеңінен қолданылады және бірнеше виртуалды серверлерді іске қосу үшін бір физикалық серверді пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл технологияның артықшылықтары айқын:

Есептеу ресурстарын оңтайлы пайдалану

Жасыратыны жоқ, тіпті бастапқы деңгейдегі серверлердің және жай ғана орташа компьютерлердің есептеу қуаты көптеген тапсырмалар мен сервер рөлдері үшін шамадан тыс және толық пайдаланылмайды. Бұл әдетте қосымша сервер рөлдерін қосу арқылы шешіледі, бірақ бұл тәсіл серверді басқаруды айтарлықтай қиындатады және сәтсіздіктердің ықтималдығын арттырады. Виртуализация әрбір маңызды рөлге өз серверіңізді арнау арқылы тегін есептеу ресурстарын қауіпсіз пайдалануға мүмкіндік береді. Енді, айталық, веб-серверде техникалық қызмет көрсету үшін дерекқор серверін тоқтатудың қажеті жоқ

Физикалық ресурстарды үнемдеу

Бірнеше емес, бір физикалық серверді пайдалану қуатты, сервер бөлмесіндегі орынды және қатысты инфрақұрылымға арналған шығындарды тиімді үнемдеуге мүмкіндік береді. Бұл әсіресе жабдықтың физикалық көлемін азайту есебінен жалға алу шығындарын айтарлықтай төмендете алатын шағын компаниялар үшін өте маңызды, мысалы, ауаны кондиционері бар жақсы желдетілетін серверлік бөлменің болуының қажеті жоқ.

Инфрақұрылымның ауқымдылығы мен кеңейтілуін арттыру

Компания өсіп келе жатқанда, кәсіпорынның есептеу қуатын жылдам және айтарлықтай шығындарсыз арттыру мүмкіндігі барған сайын маңызды бола түседі. Әдетте, бұл жағдай серверлерді неғұрлым қуаттыларымен ауыстыруды, содан кейін рөлдер мен қызметтерді ескі серверлерден жаңаларына ауыстыруды қамтиды. Мұндай ауысуды сәтсіздіктерсіз, тоқтап қалуларсыз (соның ішінде жоспарлы) және әртүрлі «өтпелі кезеңдердің» түрлерінсіз жүзеге асыру мүмкін емес, бұл әрбір мұндай кеңейтуді көбінесе түнде және түнде жұмыс істеуге мәжбүр болатын компания мен әкімшілер үшін шағын төтенше жағдайға айналдырады. демалыс күндері.

Виртуализация бұл мәселені әлдеқайда тиімді шешуге мүмкіндік береді. Тегін хост-есептеу ресурстары болса, оларды қалаған виртуалды машинаға оңай қосуға болады, мысалы, қолжетімді жад көлемін ұлғайту немесе процессор өзектерін қосу. Егер өнімділікті едәуір арттыру қажет болса, ресурстарды қажет ететін виртуалды машина тасымалданатын қуаттырақ серверде жаңа хост құрылады.

Бұл жағдайдағы үзіліс уақыты өте қысқа және VM файлдарын бір серверден екіншісіне көшіруге қажетті уақытқа дейін төмендейді. Сонымен қатар, көптеген заманауи гипервизорлар виртуалды машиналарды хосттар арасында тоқтатпай жылжытуға мүмкіндік беретін «тірі көшіру» мүмкіндігін қамтиды.

Ақауларға төзімділіктің жоғарылауы

Сервердің физикалық істен шығуы жүйелік әкімші жұмысындағы ең жағымсыз сәттердің бірі болуы мүмкін. Жағдай ОЖ-ның физикалық данасы әрдайым дерлік аппараттық құралға тәуелді болуымен қиындайды, бұл жүйені басқа жабдықта жылдам іске қосуды мүмкін емес етеді. Виртуалды машиналарда бұл кемшілік жоқ, егер хост сервері сәтсіз болса, барлық виртуалды машиналар басқа жұмыс істейтін серверге тез және қиындықсыз ауыстырылады.

Бұл жағдайда серверлердің аппараттық құралындағы айырмашылықтар ешқандай рөл атқармайды, сіз Intel платформасындағы серверден виртуалды машиналарды алып, оларды бірнеше минуттан кейін AMD платформасында жұмыс істейтін жаңа хостта сәтті іске қоса аласыз;

Дәл осындай жағдай серверлерді техникалық қызмет көрсетуге уақытша шығаруға немесе оларда жұмыс істейтін виртуалды машиналарды тоқтатпастан олардың аппараттық құралдарын өзгертуге мүмкіндік береді, оларды уақытша басқа хостқа көшіру жеткілікті.

Бұрынғы операциялық жүйелерді қолдау мүмкіндігі

Тұрақты прогреске және бағдарламалық қамтамасыз етудің жаңа нұсқаларының шығарылуына қарамастан, корпоративтік сектор көбінесе ескірген бағдарламалық жасақтама нұсқаларын пайдалануды жалғастыруда: 1С: Enterprise 7.7. Виртуализация мұндай бағдарламалық жасақтаманы қосымша шығынсыз заманауи инфрақұрылымға біріктіруге мүмкіндік береді, ол ескірген ОЖ жұмыс істейтін ескі компьютер істен шыққан кезде де пайдалы болуы мүмкін және оны заманауи жабдықта іске қосу мүмкін емес. Гипервизор ескі операциялық жүйелермен үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін ескірген аппараттық құралдар жинағын эмуляциялауға мүмкіндік береді, ал арнайы утилиталар физикалық жүйені деректерді жоғалтпай виртуалды ортаға тасымалдауға мүмкіндік береді.

Виртуалды желілер

Қазіргі компьютерді желілік қосылымсыз елестету қиын. Сондықтан заманауи виртуалдандыру технологиялары тек компьютерлерді ғана емес, сонымен қатар желілерді де виртуализациялауға мүмкіндік береді. Кәдімгі компьютер сияқты, виртуалды машинада сыртқы желіге, хосттың физикалық желі интерфейстерінің бірі арқылы немесе виртуалды желілердің біріне қосылуға болатын бір немесе бірнеше желі адаптері болуы мүмкін. Виртуалды желі - виртуалды машиналардың желілік адаптерлері қосылған виртуалды желі қосқышы. Қажет болса, мұндай желіде гипервизорды пайдалану арқылы DHCP және NAT қызметтерін хосттың интернет қосылымы арқылы Интернетке кіруге болады.

Виртуалды желілердің мүмкіндіктері тіпті бір хост ішінде өте күрделі желі конфигурацияларын жасауға мүмкіндік береді, мысалы, келесі диаграмманы қарастырайық:

Хост физикалық желі адаптері арқылы сыртқы желіге қосылған LAN 0, VM5 виртуалды машинасы сыртқы желіге желі адаптері арқылы бірдей физикалық интерфейс арқылы қосылған VM LAN 0. Сыртқы желідегі басқа машиналар үшін хост және VM5 екі түрлі ДК болып табылады, олардың әрқайсысының жеке желілік мекенжайы, өзінің MAC мекенжайы бар жеке желілік картасы бар. Екінші VM5 желілік картасы виртуалды желінің виртуалды қосқышына қосылған VMNET 1, VM1-VM4 виртуалды машиналарының желілік адаптерлері де оған қосылған. Осылайша, бір физикалық хост ішінде біз сыртқы желіге тек VM5 маршрутизаторы арқылы қол жеткізе алатын қауіпсіз ішкі желіні ұйымдастырдық.

Іс жүзінде виртуалды желілер бір физикалық сервер ішінде әртүрлі қауіпсіздік деңгейлері бар бірнеше желілерді ұйымдастыруды жеңілдетеді, мысалы, ықтимал қауіпті хосттарды желілік жабдыққа қосымша шығындарсыз DMZ-ге орналастыру.

Суреттер

Пайдалылығын асыра бағалау қиын басқа виртуалдандыру функциясы. Оның мәні кез келген уақытта виртуалды машинаның жұмысын тоқтатпай, оның ағымдағы күйінің суретін сақтауға болатындығына және біреуден көп. Күтпеген әкімші үшін бұл кенеттен бірдеңе дұрыс емес болып кетсе, бастапқы күйіне оңай және жылдам оралу мүмкіндігінің бір түрі ғана. Қатты дискінің кескінін жасаудан және оны пайдаланып жүйені қалпына келтіруден айырмашылығы, бұл айтарлықтай уақытты алуы мүмкін, суреттер арасында ауысу бірнеше минут ішінде орын алады.

Суреттерді пайдаланудың тағы бір түрі оқыту және тестілеу мақсатында, олардың көмегімен әртүрлі конфигурация опциялары арасында жылдам ауыса отырып, виртуалды машинаның бүкіл күй ағашын жасауға болады; Төмендегі суретте сіз біздің материалдарымыздан жақсы таныс сынақ зертханасының маршрутизаторының суреттерінің ағашы көрсетілген:

Қорытынды

Біз қысқаша шолу жасауға тырысқанымызға қарамастан, мақала өте ұзақ болып шықты. Сонымен бірге, осы материалдың арқасында сіз виртуалдандыру технологиясы ұсынатын барлық мүмкіндіктерді шынымен бағалай аласыз және IT-инфрақұрылымыңыз алатын артықшылықтарды ұсына аласыз, жаңа материалдарымызды және тәжірибелік іске асыруды зерделей бастайсыз деп үміттенеміз. күнделікті тәжірибеде виртуалдандыру.

Виртуалды орта түсінігі

Виртуализацияның жаңа бағыты, ол біріктіру әдістерін қолдана отырып, бүкіл желілік инфрақұрылымның жалпы көрінісін береді.

Виртуализацияның түрлері

Виртуализация – есептеудің көптеген аспектілері үшін ресурстарды абстракциялауды қамтитын жалпы термин. Виртуализацияның түрлері төменде келтірілген.

Бағдарламаны виртуалдандыру

Динамикалық хабар тарату

Динамикалық аударма кезінде ( екілік аударма) қонақ ОЖ-нің проблемалық командаларын гипервизор ұстайды. Бұл пәрмендер қауіпсіз командалармен ауыстырылғаннан кейін қонақ ОЖ басқаруы қайтарылады.

Паравиртуализация

Паравиртуализация әдісі динамикалық аударма әдісіне қарағанда жоғары өнімділікке қол жеткізеді.

Паравиртуализация әдісі, егер қонақ ОЖ-де лицензия бойынша өзгертуге болатын ашық бастапқы кодтар болса немесе гипервизор мен қонақтық ОЖ қонақ ОЖ-ны паравиртуализациялау мүмкіндігін ескере отырып, бір өндіруші әзірлеген жағдайда ғана қолданылады (бірақ бұл жағдайда гипервизорды гипервизордың төменгі деңгейінде іске қосуға болады, содан кейін гипервизордың өзін паравиртуализациялау).

Термин алғаш рет Denali жобасында пайда болды.

Кірістірілген виртуализация

Артықшылықтары:

Екі операциялық жүйе арасында ресурстарды ортақ пайдалану (каталогтар, принтерлер және т.б.).
Әртүрлі жүйелердегі қолданба терезелері үшін ыңғайлы интерфейс (қабатталатын қолданба терезелері, хост жүйесіндегідей терезені азайту)
Аппараттық платформаға дәл бапталған кезде өнімділік бастапқы жергілікті ОЖ-дан аз ғана ерекшеленеді. Жүйелер арасында жылдам ауысу (1 секундтан аз)
Қонақ ОЖ жаңартудың қарапайым процедурасы.
Екі жақты виртуализация (бір жүйедегі қолданбалар екіншісінде және керісінше жұмыс істейді)

Іске асыру:

Аппараттық құралдарды виртуалдандыру

Артықшылықтары:

Аппараттық құралдарды басқару интерфейстерін және виртуалды қонақ жүйелеріне қолдау көрсету арқылы виртуалдандыру бағдарламалық платформаларын әзірлеуді жеңілдетіңіз. Бұл виртуализация жүйелерін әзірлеуге қажетті еңбек сыйымдылығы мен уақытты азайтады.
Виртуализация платформаларының өнімділігін арттыру мүмкіндігі. Виртуалды қонақ жүйелері өнімділікті арттыратын шағын аралық бағдарлама қабаты, гипервизор арқылы тікелей басқарылады.
Қауіпсіздік жақсарады және аппараттық деңгейде бірнеше жұмыс істейтін тәуелсіз виртуалдандыру платформалары арасында ауысу мүмкін болады. Виртуалды машиналардың әрқайсысы бір-бірінен толығымен оқшауланған өзінің аппараттық ресурстық кеңістігінде дербес жұмыс істей алады. Бұл хост платформасын қолдауға байланысты өнімділік жоғалтуларын жоюға және қауіпсіздікті арттыруға мүмкіндік береді.
Қонақ жүйесі хост платформасының архитектурасына және виртуализация платформасын іске асыруға қатысы жоқ болады. Аппараттық виртуалдандыру технологиясы 64 биттік қонақтарды 32 биттік хост жүйелерінде (хосттарда 32 биттік виртуалдандыру орталарымен) іске қосуға мүмкіндік береді.

Қолдану мысалдары:

сынақ зертханалары және оқыту: Операциялық жүйелердің параметрлеріне әсер ететін виртуалды машиналардағы қолданбаларды, мысалы орнату қолданбаларын сынау ыңғайлы. Виртуалды машиналарды орналастырудың қарапайымдылығына байланысты олар көбінесе жаңа өнімдер мен технологияларды оқыту үшін қолданылады.
алдын ала орнатылған бағдарламалық қамтамасыз етуді тарату: көптеген бағдарламалық жасақтаманы әзірлеушілер алдын ала орнатылған өнімдері бар виртуалды машиналардың дайын кескіндерін жасайды және оларды тегін немесе коммерциялық негізде қамтамасыз етеді. Мұндай қызметтерді Vmware VMTN немесе Parallels PTN ұсынады

Серверді виртуалдандыру

бір физикалық сервер ішінде бірнеше логикалық серверлерді орналастыру (консолидация)
белгілі бір мәселені шешу үшін бірнеше физикалық серверлерді бір логикалық серверге біріктіру. Мысал: Oracle Real Application Cluster, тор технологиясы, өнімділігі жоғары кластерлер.

SVISTA
екі екі
Серверлерге арналған Red Hat Enterprise виртуализациясы
PowerVM

Сонымен қатар, серверді виртуалдандыру кез келген қол жетімді компьютерде, оның нақты конфигурациясына қарамастан, сәтсіз жүйелерді қалпына келтіруді жеңілдетеді.

Жұмыс станциясын виртуализациялау

Ресурстарды виртуалдандыру

Ресурстарды ортақ пайдалану (бөлу). Ресурстарды виртуализациялауды бір физикалық серверді әрқайсысы жеке сервер ретінде иесіне көрінетін бірнеше бөлікке бөлу ретінде қарастыруға болады. Бұл виртуалды машина технологиясы емес, ол ОЖ ядросы деңгейінде жүзеге асырылады.

Гипервизордың екінші түрі бар жүйелерде екі операциялық жүйе де (қонақ және гипервизор) физикалық ресурстарды тұтынады және бөлек лицензиялауды қажет етеді. ОЖ ядросы деңгейінде жұмыс істейтін виртуалды серверлер өнімділігін жоғалтпайды, бұл қосымша лицензияларды қажет етпейтін бір физикалық серверде жүздеген виртуалды серверлерді іске қосуға мүмкіндік береді.

Дискілік кеңістікті немесе желінің өткізу қабілеттілігін бірдей түрдегі ресурстарға қарағанда жеңілірек бірнеше құрамдас бөліктерге бөлу.

Мысалы, ресурстарды ортақ пайдалануды жүзеге асыру бір физикалық негізінде бірнеше виртуалды желі интерфейстерін жасауға мүмкіндік беретін (Crossbow Project) қамтиды.

Үлкенірек ресурстарға бірнеше ресурстарды біріктіру, тарату немесе қосу немесе ресурстарды біріктіру. Мысалы, симметриялық мультипроцессорлы жүйелер көптеген процессорларды біріктіреді; RAID және диск менеджерлері көптеген дискілерді бір үлкен логикалық дискіге біріктіреді; RAID және желілік жабдық бір кең жолақты арна ретінде көрінетіндей біріктірілген бірнеше арналарды пайдаланады. Мета деңгейде компьютерлік кластерлер жоғарыда аталғандардың барлығын орындайды. Кейде бұған олар құрастырылған деректер қоймасынан алынған желілік файлдық жүйелер кіреді, мысалы, Vmware VMFS, Solaris / OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL

Қолданбаны виртуалдандыру

Артықшылықтары:

қосымшаның орындалуын оқшаулау: үйлесімсіздіктер мен қайшылықтардың болмауы;
әр уақытта өзінің бастапқы түрінде: тізілім шатастырылмайды, конфигурация файлдары жоқ - сервер үшін қажет;
бүкіл операциялық жүйені эмуляциялаумен салыстырғанда ресурсты аз тұтыну.

да қараңыз

Сілтемелер

Виртуализация әдістеріне, архитектураларына және іске асыруларына шолу (Linux), www.ibm.com
Виртуалды машиналар 2007. Наталья Эльманова, Сергей Пахомов, ComputerPress 9’2007

Серверді виртуалдандыру

Серверді виртуалдандыру. Нил МакАллистер, InfoWorld
Стандартты архитектуралық серверлерді виртуалдандыру. Леонид Черняк, Ашық жүйелер
Арнадағы көшбасшыларға балама 2009, 17 тамыз 2009 ж

Аппараттық құралдарды виртуалдандыру

Аппараттық виртуализация технологиялары, ixbt.com
Аппараттық виртуалдандыру спиральдары. Александр Александров, Ашық жүйелер

Ескертпелер

Викимедиа қоры. 2010.

Басқа сөздіктерде «Виртуализация» деген не екенін қараңыз:

виртуалдандыру- SNIA бірлестігінің еңбектерінде мынадай жалпы анықтама берілген. «Виртуализация - бұл бірнеше құрылғыларды, қызметтерді немесе инфрақұрылымның ішкі құрамдас бөлігінің функцияларын (артқы жағы) қосымша сыртқы (алдыңғы... ...) біріктіру актісі.

виртуалдандыру- желінің физикалық деңгейін (құрылғылардың орналасуы мен қосылымдары) оның логикалық деңгейінен (жұмыс топтары мен пайдаланушылар) бөлу. Физикалық емес, логикалық критерийлерге негізделген желі конфигурациясы. ... Техникалық аудармашыға арналған нұсқаулық

Желіні виртуализациялау – аппараттық және бағдарламалық желі ресурстарын бір виртуалды желіге біріктіру процесі. Желіні виртуалдандыру сыртқы, яғни көптеген желілерді бір виртуалдыға қосу және ішкі, құру... ... Wikipedia болып бөлінеді.

Виртуализация- бастапқы конфигурациямен салыстырғанда артықшылықтарды қамтамасыз ететін есептеу ресурстарын жинақтау және біріктіру процесін сипаттайтын ұғым. Виртуалды ресурстар әдетте есептеу қуаты мен негізгі деректерді сақтаудан тұрады.

Бірнеше процессоры бар симметриялық мультипроцессорлық архитектураларды «виртуализацияның» типтік мысалы деп атауға болады. Мұндай жағдайларда операциялық жүйелер әдетте бірнеше процессорларды бір модульге біріктіретіндей етіп құрастырылады. Бұл конфигурация қолданбаларға айтарлықтай жылдамырақ және оңай жұмыс істеуге мүмкіндік береді, себебі бірнеше процессор конфигурацияларын қарастырудың қажеті жоқ. Бағдарламалық қосымшалардың көпшілігі бір виртуалды есептеу модулі үшін жазылған, ол бірнеше бөлек процессорларды қамтитын модуль болуы мүмкін.

«Виртуализация» термині өте жалпы және дерексіз, сондықтан оны нақты анықтау қиын. Ол есептеудің көптеген аспектілерін қамтиды.

Виртуализацияның бірнеше түрі бар:

бағдарламалық қамтамасыз етуді виртуалдандыру;
Аппараттық құралдарды виртуалдандыру.

Бағдарламаны виртуалдандыру сонымен қатар бірнеше кіші түрлерді қамтиды:

Динамикалық (екілік) аударма- проблемалы қонақ ОЖ командалары қауіпсізге ауыстырылатын процесс.
Паравиртуализация- виртуалдандырылған ортада жұмыс істеу үшін қонақтық операциялық жүйелер өз ядросын өзгерту процесі. ОЖ қонақ API қамтамасыз ететін гипервизормен байланысады. Бұл жад беті кестесін пайдалануды болдырмайды. Паравиртуализация динамикалық аудармамен салыстырғанда жоғары өнімділікке кепілдік береді, бірақ ол қонақ ОЖ ашық бастапқы коды болса немесе гипервизор мен қонақ ОЖ бір өндірушіден болғанда ғана орынды болады. Термин Denali жобасының бір бөлігі ретінде қалыптасты.
Кірістірілген виртуализация- пайдаланушыларға операциялық жүйенің кез келген нұсқасын жұмыс ортасының әртүрлі опцияларымен үйлестіре отырып пайдалануға мүмкіндік беретін аппараттық құралдармен қолдау көрсетілетін виртуализация мүмкіндіктерін пайдалануға негізделген жаңа әдіс. Негізінде, ендірілген виртуализация - бұл аппараттық құралда жүзеге асырылатын толық виртуализация. Бұл тәсіл BlueStacks Multi-OS (MOS) жобасының бөлігі ретінде жүзеге асырылды.

Бағдарламаны виртуалдандырудың артықшылықтары:

Екі операциялық жүйе үшін ресурстардың (каталогтар, принтерлер және т.б.) болуы;
Қолданбалы терезелердің ыңғайлы интерфейсі;
Аппараттық платформаны дәл баптау арқылы өнімділік бастапқы ОЖ-дан аз ерекшеленеді. Жүйелер арасында ауысу 1 секундтан аз уақыт ішінде орын алады;
Қонақ ОЖ жаңартудың қарапайым процедурасы;
Екі жақты виртуализация (бір жүйедегі қолданбалар екіншісінде жұмыс істейді және керісінше).

Аппараттық құралдарды виртуалдандыру

Аппараттық құралдарды виртуализациялау – аппараттық қолдау арқылы қолдау көрсетілетін виртуалдандыру процесі. Оның бағдарламалық жасақтаманы виртуалдандырудан түбегейлі айырмашылығы жоқ. Аппараттық виртуализация виртуалды емес машинаға ұқсас өнімділік деңгейлерін қамтамасыз етеді, бұл оны практикада кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.

Артықшылықтары:

Виртуализация бағдарламалық платформаларын әзірлеудің қарапайымдылығы, аппараттық басқару интерфейстерінің болуы, виртуалды қонақ жүйелерін қолдау;
Гипервизорды қолдану арқылы виртуализация платформаларының өнімділігін арттыру;
Қауіпсіздік, бірнеше жұмыс істейтін тәуелсіз виртуализация платформалары арасында ауысу мүмкіндігі. Әрбір виртуалды машина өзінің аппараттық ресурстық кеңістігінде дербес жұмыс істейді. Толық оқшаулау, негізгі платформаны ұстауға байланысты өнімділік жоғалтуларын жою;
Қонақ жүйесі хост платформасының архитектурасына байланысты емес. 32 биттік хост жүйелерінде 64 биттік қонақтық операциялық жүйелерді іске қосуға болады.

Технологиялар:

Виртуалды 8086 режимі
Intel VT (VT-x)
AMD-V

Аппараттық виртуализацияда жұмыс істейтін платформалар:

IBM LPAR
VMware
Hyper-V

Виртуализация қайда қолданылады?

Виртуализацияда қолданудың төрт саласы бар:

Виртуалды машиналар;
Ресурстар;
Қолданбалар.

ОЖ деңгейін виртуалдандыру

Физикалық серверді ОЖ деңгейінде виртуалды етеді. Пайдаланушы бір физикалық серверде оқшауланған және қауіпсіз виртуалды серверлерді іске қосу мүмкіндігіне ие. Бұл технология тек негізгі ОЖ-мен ядроларды ортақ пайдаланатын ОЖ-мен шектеледі. Жеке гипервизор қабаты жоқ, бірнеше виртуалды серверлер арасында аппараттық ресурстарды тарату үшін негізгі операциялық жүйе жауап береді.

Solaris контейнерлері/аймақтары
FreeBSD түрмесі
Linux-VServer (ағылшын)
FreeVPS (ағылшын)
OpenVZ
Виртуозцо
iCore виртуалды тіркелгілері

Виртуалды машиналар

Біз қонақ ОЖ-ға ұсынылған орта туралы айтып отырмыз. Ол аппараттық құрал ретінде инициализацияланған, бірақ шын мәнінде ол бағдарламалық құрал болып табылады және хост жүйесінің бағдарламалық жасақтамасы арқылы эмуляцияланады. Паравиртуализацияны пайдаланған кезде виртуалды машина аппараттық құралды эмуляцияламайды; Сынақ зертханаларында тәжірибелік құрал ретінде қолданылады.

Серверді виртуалдандыру

Серверді виртуалдандыру олардың конфигурациясына қарамастан сәтсіз болған жүйелерді қалпына келтіру процесін жеңілдетуге мүмкіндік береді.

Виртуализация бұл жағдайда бір физикалық сервер негізінде бірнеше логикалық серверлерді орналастыру үшін қолданылады. Бұл процесс консолидация деп аталады.

Кері процесс де мүмкін: бірнеше физикалық серверлерді бір логикалық серверге біріктіру. Мұндай процестің мысалы ретінде Oracle Real Application Cluster табылады. Сондай-ақ басқа да бірқатар бар:

Виртуалды темір
Microsoft (Hyper-V)
VMware (ESX сервері)
Серверлерге арналған Red Hat Enterprise виртуализациясы
PowerVM

Ресурстарды виртуалдандыру

Бір физикалық серверді бірнешеге бөлу. Әрбір жеке бөлік пайдаланушыға жеке сервер ретінде көрсетіледі. Бұл әдіс ОЖ ядросы деңгейінде жүзеге асырылады.

ОЖ ядросы деңгейінде жұмыс істейтін виртуалды серверлер бірдей жылдам болып қалады, бұл бір физикалық серверде жүздеген виртуалды серверлерді іске қосуға мүмкіндік береді.

Ресурстарды ортақ пайдалануды жүзеге асырудың мысалы ретінде бір физикалық негізінде бірнеше виртуалды желі интерфейстерін жасауға мүмкіндік беретін OpenSolaris Network Virtualization and Resource Control жобасы табылады.

Бұл процесс ресурстарды біріктіруді, бөлуді және біріктіруді де қамтиды. Мысалы, симметриялық мультипроцессорлы жүйелер көптеген процессорларды біріктіреді; RAID және диск менеджерлері көптеген дискілерді бір үлкен логикалық дискіге біріктіреді. Көбінесе бұл ішкі түрге олар құрастырылған деректер қоймасынан алынған желілік файлдық жүйелер де кіреді (Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL).

Қолданбаны виртуалдандыру

Бұл процестің нәтижесі ОЖ-да орнатуды қажет ететін қолданбадан орнатуды қажет етпейтін дербес бағдарламаға түрлендірілетін қолданба болып табылады.

Виртуализатор бағдарламалық құралы виртуалдандырылған қолданбаны орнату кезінде қолданбаның жұмыс істеуі үшін ОЖ қандай құрамдастарды қажет ететінін анықтайды және оларды эмуляциялайды. Нәтижесінде нақты виртуалдандырылған қолданба үшін арнайы орта жасалады, ол жұмыс істеп тұрған қолданбаның толық оқшаулануын қамтамасыз етеді.

Виртуалды қосымшаны жасау үшін виртуалдандырылған қолданба арнайы қалтаға орналастырылады. Виртуалды қолданба іске қосылған кезде виртуалдандырылған қолданба және оның жұмыс ортасы ретінде қызмет ететін қалта іске қосылады. Бұл қолданба мен операциялық жүйе арасында белгілі бір алшақтықты тудырады, бұл бағдарламалық жасақтама мен ОЖ арасындағы қайшылықтарды болдырмайды. Қолданбаларды виртуализациялау Citrix XenApp, SoftGrid және VMWare ThinApp сияқты бағдарламалар арқылы жүзеге асырылады.

Қолданбаны виртуалдандырудың артықшылықтары:

Қосымшаларды және ОЖ оқшаулау;
Бағдарламалық жасақтама мен ОЖ арасында сәйкессіздік немесе қайшылықтар жоқ;
Тізілім бітелмеген, конфигурация файлдары жоқ;
Бүкіл ОЖ-ны эмуляциялаумен салыстырғанда ресурсты аз тұтыну.