Virtualizacija, klasifikavimas ir taikymo sritys. Virtualizavimo sistemų palyginimas Verslo naudojimas

Virtualizacija kompiuterijoje – skaičiavimo išteklių rinkinio arba jų loginio derinio vaizdavimo procesas, suteikiantis tam tikro pranašumo prieš pradinę konfigūraciją. Tai naujas virtualus išteklių vaizdas, kurio neriboja įgyvendinimas, geografinė padėtis ar fizinė sudedamųjų dalių konfigūracija. Paprastai virtualizuoti ištekliai apima skaičiavimo galią ir duomenų saugojimą.

„Per pastaruosius kelerius metus serverių virtualizacijos rinka labai subrendo. Daugelyje organizacijų daugiau nei 75% serverių yra virtualūs, o tai rodo aukštą prisotinimo lygį“, – sakė „Gartner“ tyrimų direktorius Michaelas Warrilowas.

Analitikai teigia, kad požiūris į virtualizaciją įvairaus dydžio organizacijose skiriasi labiau nei bet kada anksčiau. Virtualizavimo populiarumas tarp didesnius IT biudžetus turinčių įmonių 2014-2015 m. liko tame pačiame lygyje. Tokios įmonės ir toliau aktyviai naudoja virtualizaciją, o šio segmento prisotinimas artėja. Mažesnius IT biudžetus turinčiose organizacijose per artimiausius dvejus metus (iki 2017 m. pabaigos) virtualizacijos populiarumas turėtų sumažėti. Ši tendencija jau pastebima.

« Fizikinimas»

„Gartner“ teigimu, įmonės vis dažniau imasi vadinamosios „fizikalizacijos“ – paleidžia serverius be virtualizacijos programinės įrangos. Tikimasi, kad iki 2017 metų pabaigos daugiau nei 20% tokių įmonių mažiau nei trečdalis operacinių sistemų serveriuose su x86 architektūra bus virtualios. Palyginimui, 2015 metais tokių organizacijų buvo perpus mažiau.

Analitikai pastebi, kad įmonės dėl įvairių priežasčių atsisako virtualizacijos. Šiandien klientai turi naujų galimybių – jie gali pasinaudoti programinės įrangos apibrėžtos infrastruktūros arba hiperkonverguotų integruotų sistemų privalumais. Tokių galimybių atsiradimas verčia virtualizacijos technologijų tiekėjus veikti aktyviau: plėsti savo sprendimų funkcionalumą, prieinamą jau iš karto, supaprastinti sąveiką su produktais ir sumažinti klientų atsipirkimo periodus.

Hiperkonverguotos integruotos sistemos

2016 m. gegužės pradžioje „Gartner“ paskelbė prognozę dėl hiperkonverguotų integruotų sistemų. Anot analitikų, 2016 m. šis segmentas išaugs 79%, palyginti su 2015 m., iki beveik 2 mlrd. USD ir per penkerius metus pasieks pagrindinę stadiją.

Ateinančiais metais hiperkonverguotų integruotų sistemų segmentas patirs didžiausius augimo tempus iš visų kitų integruotų sistemų. Iki 2019 metų pabaigos ji išaugs iki maždaug 5 milijardų JAV dolerių ir užims 24% integruotų sistemų rinkos, prognozuoja „Gartner“ ir pažymi, kad šios srities augimas lems kitų rinkos segmentų kanibalizaciją.

Analitikai hiperkonverguotas integruotas sistemas (HCIS) vadina aparatūros ir programinės įrangos platformomis, kurios sujungia programinės įrangos apibrėžtus skaičiavimo mazgus ir programinės įrangos apibrėžtą saugojimo sistemą, standartinę susijusią įrangą ir bendrą valdymo skydelį.

Virtualizavimo tipai

Virtualizacija yra bendras terminas, apimantis išteklių paėmimą daugeliui skaičiavimo aspektų. Žemiau pateikiami kai kurie tipiškiausi virtualizacijos pavyzdžiai.

Paravirtualizacija

Paravirtualizacija yra virtualizavimo technika, kai svečių operacinės sistemos paruošiamos vykdyti virtualizuotoje aplinkoje, kuriai jų branduolys yra šiek tiek modifikuotas. Operacinė sistema palaiko ryšį su hipervizoriaus programa, kuri suteikia jai svečio API, o ne tiesiogiai naudodama išteklius, pvz., atminties puslapio lentelę. Su virtualizavimu susijęs kodas yra lokalizuotas tiesiai operacinėje sistemoje. Paravirtualizacija reikalauja, kad svečio operacinė sistema būtų modifikuota hipervizoriui, ir tai yra šio metodo trūkumas, nes toks modifikavimas galimas tik tuo atveju, jei svečio OS yra atvirojo kodo ir gali būti modifikuojamas pagal licenciją. Tuo pačiu metu paravirtualizacija siūlo našumą beveik kaip tikroji nevirtualizuota sistema, taip pat galimybę vienu metu palaikyti skirtingas operacines sistemas, kaip ir visiška virtualizacija.

Infrastruktūros virtualizavimas

Šiuo atveju šiuo terminu suprasime nuo techninės įrangos nepriklausomos IT infrastruktūros kūrimą. Pavyzdžiui, kai mums reikalinga paslauga yra svečių virtualioje mašinoje ir iš esmės mums nėra ypač svarbu, kuriame fiziniame serveryje ji yra.

Serverių, stalinių kompiuterių, programų virtualizavimas – yra daug metodų, kaip sukurti tokią nepriklausomą infrastruktūrą. Šiuo atveju kelios virtualios arba „svečio“ mašinos yra talpinamos viename fiziniame arba pagrindiniame serveryje, naudojant specialią programinę įrangą, vadinamą „hipervizoriumi“.

Šiuolaikinės virtualizacijos sistemos, ypač „VMware“ ir „Citrix XenServer“, dažniausiai veikia pliko metalo principu, tai yra, jos diegiamos tiesiai ant pliko metalo.

Pavyzdys

Virtuali sistema sukurta ne ant metalinio hipervizoriaus, o ant Linux operacinės sistemos CentOS 5.2 ir VMware Server derinio, paremto Intel SR1500PAL serverio platforma, 2 Intel Xeon 3.2/1/800 procesoriais, 4Gb RAM, 2xHDD 36Gb RAID1 ir 4xHDD 146 Gb RAID10 bendrame 292 Gb tūryje. Pagrindiniame kompiuteryje yra keturios virtualios mašinos:

Postfix pašto serveris, pagrįstas FreeBSD (Unix) operacine sistema. POP3 protokolas buvo naudojamas laiškui pristatyti galutiniam vartotojui.
Squid proxy serveris, pagrįstas ta pačia FreeBSD sistema.
skirtas domeno valdiklis, DNS, DHCP, pagrįsta Windows 2003 Server Standard Edition.
valdymo darbo vieta, pagrįsta Windows XP, skirta biuro reikmėms.

Serverio virtualizavimas

Virtuali mašina yra aplinka, kuri „svečio“ operacinei sistemai atrodo kaip aparatinės įrangos aplinka. Tačiau iš tikrųjų tai yra programinės įrangos aplinka, kurią imituoja pagrindinės sistemos programinė įranga. Šis modeliavimas turi būti pakankamai tvirtas, kad svečiai vairuotojai galėtų veikti patikimai. Naudojant paravirtualizaciją, virtualioji mašina nemodeliuoja aparatinės įrangos, o siūlo naudoti specialią

Kosmonova įmonės specialistai kasdien dirba su įvairiomis virtualizacijos sistemomis tiek dirbdami su nuosavu debesiu, tiek atlikdami projektavimo darbus. Per šį laiką spėjome dirbti su nemažai virtualizacijos sistemų ir patiems nustatyti kiekvienos iš jų stipriąsias ir silpnąsias puses. Šiame straipsnyje surinkome mūsų inžinierių nuomones apie dažniausiai naudojamas virtualizacijos sistemas ir trumpas jų charakteristikas. Jei galvojate apie privataus debesies kūrimą ir svarstote apie įvairias virtualizacijos sistemas, kaip išspręsti šią problemą, šis straipsnis skirtas jums.

Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra virtualizacijos sistema ir kodėl ji reikalinga. Fizinių mašinų (serverių, asmeninių kompiuterių ir kt.) virtualizavimas leidžia padalyti vieno fizinio įrenginio galią tarp kelių virtualių mašinų. Taigi šios virtualios mašinos gali turėti savo operacinę sistemą ir programinę įrangą, jokiu būdu nepriklausančios nuo gretimų virtualių mašinų. Šiandien yra daug virtualizacijos sistemų, kiekviena iš jų turi savo ypatybes, todėl pažvelkime į kiekvieną iš jų atskirai.

VMware vSphere - pavyzdinis VMware produktas, neabejotinas virtualizacijos rinkos lyderis daugelį metų iš eilės. Jis pasižymi plačiu funkcionalumu ir yra specialiai sukurtas debesų sprendimus teikiantiems duomenų centrams bei įmonėms, kuriančiomis įvairaus dydžio privačius debesis. Jis turi gerai apgalvotą sąsają ir daug techninės dokumentacijos. Jei turite mažai virtualizacijos patirties, ši sistema jums bus geras pasirinkimas. Licencijuota pagal fizinių procesorių skaičių debesyje, neatsižvelgiant į branduolių skaičių. Dėl plataus funkcionalumo ir daugybės modulių ši sistema yra gana reikli jos veikimui reikalingų išteklių atžvilgiu.

WMware Esxi- yra nemokamas VMware vSphere analogas. Kadangi šis hipervizorius yra nemokamas, jo funkcionalumas yra kuklesnis, tačiau jo visiškai pakanka tipiškiausioms virtualizacijos ir privataus debesies valdymo užduotims įgyvendinti. Taip pat gana paprasta naudoti

Hiper - V- Microsoft produktas, sukurtas kaip OS Windows serverio priedas, pradedant nuo 2008 versijos. Jis taip pat egzistuoja kaip atskiras produktas, bet naudoja OS Windows serverį. Šį hipervizorių gana lengva konfigūruoti ir valdyti, be to, jis palaiko visas OS Windows versijas svečių mašinoms, tačiau gamintojas negarantuoja daugelio OS Linux veikimo. Atkreipkite dėmesį, kad pats hipervizorius platinamas pagal nemokamą licenciją, tačiau norint veikti, reikalinga mokama OS Windows.

OpenVZ- visiškai nemokama virtualizacijos sistema, įdiegta Linux branduolyje. Kaip ir dauguma Linux sistemų, ji turi gerus našumo ir išteklių suvartojimo rodiklius ir puikiai veikia su bet kokiu Linux platinimu kaip svečio OS. Tačiau ji nepalaiko OS Windows, dėl ko ši virtualizacijos sistema negali būti laikoma universalia.

KVM - Virtualizavimo sistema taip pat yra pagrįsta Linux branduoliu ir platinama pagal nemokamą licenciją. Ji turi labai gerus efektyvumo rodiklius pagal sunaudojamų išteklių kiekį. Jis turi puikų funkcionalumą ir yra gana universalus svečių operacinių sistemų požiūriu, nes palaiko absoliučiai visas operacines sistemas. Norint konfigūruoti ir palaikyti grynąja forma, reikia tam tikrų žinių ir įgūdžių dirbant su Unix sistemomis. Tačiau yra daug GUI kaip hipervizoriaus priedai su įvairiomis licencijavimo galimybėmis nuo nemokamos iki mokamos versijos.

Xen- Kembridžo universiteto sukurtas produktas su atvirojo kodo kodu. Dauguma komponentų perkeliami už hipervizoriaus ribų, o tai leidžia pasiekti gerus efektyvumo rodiklius. Kartu su aparatinės įrangos virtualizavimu, jis taip pat palaiko paravirtualizacijos režimą. Xen palaiko daugumą esamų operacinių sistemų.

LXC- gana nauja virtualizacijos sistema operacinės sistemos lygiu, leidžianti paleisti kelis Linux operacinės sistemos egzempliorius viename fiziniame kompiuteryje. Šios sistemos ypatumas yra tas, kad ji veikia ne su virtualiais serveriais, o su aplikacijomis, kurios naudoja bendrą OS branduolį, kurios tuo pačiu yra izoliuotos viena nuo kitos, o tai suteikia didžiausią resursų vartojimo efektyvumą.

Virtualizacijos sistema	Palaikoma OS	Privalumai	Trūkumai	Licencija
VMware vSphere	Win/Lin	Paprasta naudoti. Platus funkcionalumas	Išteklių suvartojimas.	Mokama. Pagal procesorių skaičių
WMware Esxi	Win/Lin	Paprasta naudoti	Ne pats plačiausias funkcionalumas.	Laisvas
OpenVZ	Linux	Efektyvus išteklių naudojimas	Palaikoma tik Linux	Laisvas
	Win/Lin	Efektyvus išteklių naudojimas. Palaiko visas OS		Laisvas
Hiper-V	Windows	Paprasta naudoti	Palaikoma tik „Windows“. Išteklių suvartojimas	Laisvas. Veikia mokama OS
	Win/Lin	Didelis efektyvumas. Atviro kodo.	Norint konfigūruoti ir valdyti reikia Unix sistemų žinių	Laisvas
	Linux	Didelis efektyvumas	Nepalaiko Windows	Laisvas

Taip pat priminsime, kad Kosmonov debesyje su minimaliomis laiko sąnaudomis galite įdiegti bet kokio sudėtingumo infrastruktūrą, nepasinerdami į virtualizacijos sistemų ir aparatinės įrangos veikimo subtilybes. Kosmonov debesyje yra paruoštų sprendimų ir debesies serverių, kurie padės išspręsti jūsų verslo problemas.

Virtualizavimo tema yra labai plati ir yra daug niuansų, susijusių su išvardytų virtualizacijos sistemų veikimu, kartu su daugybe techninės įrangos dizaino variacijų. Šiame straipsnyje mes nesuteikiame privalumų konkrečiai sistemai, o pateikiame bendrąsias jų charakteristikas, kad pradiniame etape būtų pasirinkta tinkama sistema.

Tik tinginiai šiandien nėra girdėję apie virtualizaciją. Neperdedame sakyti, kad šiandien tai yra viena pagrindinių IT plėtros tendencijų. Tačiau daugelis administratorių vis dar turi labai fragmentiškų ir padrikų žinių šia tema, klaidingai manydami, kad virtualizacija prieinama tik didelėms įmonėms. Atsižvelgdami į temos aktualumą, nusprendėme sukurti naują skyrių ir pradėti straipsnių apie virtualizaciją seriją.

Kas yra virtualizacija?

Šiandien virtualizacija yra labai plati ir įvairi, tačiau šiandien nenagrinėsime visų jos aspektų. Tiems, kurie dar tik susipažįsta su šia technologija, pakaks ir supaprastinto modelio, todėl mes stengėmės šią medžiagą kiek įmanoma supaprastinti ir apibendrinti, nesigilindami į diegimo konkrečioje platformoje detales.

Taigi, kas yra virtualizacija? Tai galimybė viename fiziniame kompiuteryje paleisti kelias viena nuo kitos atskirtas virtualias mašinas, kurių kiekviena „galvos“, kad veikia atskirame fiziniame kompiuteryje. Apsvarstykite šią diagramą:

Speciali programinė įranga veikia ant tikrosios aparatinės įrangos - hipervizorius(arba virtualios mašinos monitorius), kuris suteikia virtualios aparatinės įrangos emuliaciją ir virtualių mašinų sąveiką su realia aparatine įranga. Jis taip pat atsakingas už ryšį tarp virtualių kompiuterių ir realios aplinkos per tinklą, bendrinamus aplankus, bendrinamą iškarpinę ir kt.

Hipervizorius gali veikti arba tiesiogiai aparatinės įrangos viršuje, arba operacinės sistemos lygiu, taip pat yra hibridinių diegimų, kurie veikia ant specialiai sukonfigūruotos OS, esant minimaliai konfigūracijai.

Naudojant hipervizorių sukuriamos virtualios mašinos, kurioms emuliuojamas minimalus reikalingas virtualios aparatūros rinkinys ir prieiga prie bendrų pagrindinio kompiuterio išteklių, vadinamų " šeimininkas Kiekviena virtuali mašina, kaip ir įprastas kompiuteris, turi savo OS ir taikomosios programinės įrangos egzempliorių, o tolesnė sąveika su jais nesiskiria nuo darbo su įprastu kompiuteriu ar serveriu.

Kaip sukurta virtuali mašina?

Nepaisant akivaizdaus sudėtingumo, virtuali mašina (VM) yra tik aplankas su failais, priklausomai nuo konkretaus diegimo, jų rinkinys ir skaičius gali skirtis, tačiau bet koks VM yra pagrįstas tuo pačiu minimaliu failų rinkiniu ne kritinis.

Virtualiojo standžiojo disko failas yra labai svarbus. Antras pagal svarbą yra VM konfigūracijos failas, kuriame pateikiamas virtualios mašinos techninės įrangos ir jai skirtų bendrinamų prieglobos išteklių aprašymas. Tokie ištekliai apima, pavyzdžiui, virtualiąją atmintį, kuri yra skirta pagrindinio kompiuterio bendros atminties sritis.

Iš esmės konfigūracijos failo praradimas nėra kritinis, jei turite tik vieną virtualų HDD failą, galite paleisti virtualią mašiną iš naujo sukūrę jos konfigūraciją. Kaip ir turėdami tik vieną standųjį diską, galite prijungti jį prie kito panašios konfigūracijos kompiuterio ir gauti visiškai funkcionalų įrenginį.

Be to, virtualiosios mašinos aplanke gali būti kitų failų, tačiau jie nėra svarbūs, nors jų praradimas taip pat gali būti nepageidaujamas (pavyzdžiui, momentinės nuotraukos, leidžiančios atkurti virtualaus kompiuterio būseną).

Virtualizacijos pranašumai

Priklausomai nuo tikslo, darbalaukio ir serverio virtualizacija skirstoma. Pirmasis naudojamas visų pirma mokymo ir testavimo tikslais. Dabar, norint ištirti kai kurias technologijas ar išbandyti bet kokios paslaugos įgyvendinimą įmonės tinkle, tereikia pakankamai galingų kompiuterio ir darbalaukio virtualizacijos įrankių. Virtualių mašinų, kurias galite turėti savo virtualioje laboratorijoje, skaičių riboja tik disko dydis, vienu metu veikiančių mašinų skaičių daugiausia riboja turimos RAM kiekis.

Žemiau esančiame paveikslėlyje yra darbalaukio virtualizacijos įrankio langas iš mūsų bandymų laboratorijos, kurioje veikia „Windows 8“.

Serverio vizualizacija plačiai naudojama bet kokio lygio IT infrastruktūrose ir leidžia vienu fiziniu serveriu paleisti kelis virtualius serverius. Šios technologijos pranašumai yra akivaizdūs:

Optimalus skaičiavimo išteklių naudojimas

Ne paslaptis, kad net pradinio lygio serverių ir tiesiog vidutinių kompiuterių skaičiavimo galia yra per didelė daugeliui užduočių ir serverio vaidmenų ir nėra visiškai išnaudojama. Paprastai tai išsprendžiama pridedant papildomų serverio vaidmenų, tačiau toks būdas gerokai apsunkina serverio administravimą ir padidina gedimų tikimybę. Virtualizacija leidžia saugiai naudoti nemokamus skaičiavimo išteklius, kiekvienam svarbiam vaidmeniui skiriant savo serverį. Dabar, kad atliktumėte, tarkime, žiniatinklio serverio priežiūrą, jums nereikia stabdyti duomenų bazės serverio

Fizinių išteklių taupymas

Naudodami vieną fizinį serverį, o ne kelis, galite efektyviai sutaupyti energijos, vietos serverio patalpoje ir išlaidas susijusiai infrastruktūrai. Tai ypač svarbu mažoms įmonėms, kurios dėl fizinio įrangos dydžio sumažinimo gali gerokai sumažinti nuomos išlaidas, pavyzdžiui, nereikia turėti gerai vėdinamos serverių patalpos su oro kondicionieriumi.

Didesnis infrastruktūros mastelio keitimas ir išplėtimas

Augant įmonei, vis svarbesnė tampa galimybė greitai ir be didelių išlaidų padidinti įmonės skaičiavimo galią. Paprastai tokia situacija apima serverių pakeitimą galingesniais, o po to vaidmenų ir paslaugų perkėlimas iš senų serverių į naujus. Atlikti tokį perėjimą be gedimų, prastovų (taip pat ir planuojamų) ir įvairių „pereinamųjų laikotarpių“ yra beveik neįmanoma, todėl kiekviena tokia plėtra tampa maža kritine situacija įmonei ir administratoriams, kurie dažnai yra priversti dirbti naktimis ir savaitgaliais.

Virtualizacija leidžia daug efektyviau išspręsti šią problemą. Jei yra laisvų pagrindinio kompiuterio skaičiavimo išteklių, galite lengvai juos įtraukti į norimą virtualią mašiną, pavyzdžiui, padidindami laisvos atminties kiekį arba pridėdami procesoriaus branduolius. Jei reikia žymiai padidinti našumą, galingesniame serveryje sukuriamas naujas hostas, kuriame perkeliama resursų reikalaujanti virtuali mašina.

Prastovos šioje situacijoje yra labai trumpos ir trunka iki laiko, reikalingo VM failams nukopijuoti iš vieno serverio į kitą. Be to, daugelyje šiuolaikinių hipervizorių yra „tiesioginio perkėlimo“ funkcija, leidžianti perkelti virtualias mašinas tarp pagrindinių kompiuterių jų nestabdant.

Padidėjęs atsparumas gedimams

Galbūt fizinis serverio gedimas yra vienas nemaloniausių momentų sistemos administratoriaus darbe. Situaciją apsunkina tai, kad fizinis OS egzempliorius beveik visada priklauso nuo aparatinės įrangos, todėl neįmanoma greitai paleisti sistemos kitoje aparatinėje įrangoje. Virtualios mašinos neturi šio trūkumo, jei sugenda pagrindinis serveris, visos virtualios mašinos greitai ir be problemų perkeliamos į kitą, veikiantį serverį.

Tokiu atveju serverių aparatinės įrangos skirtumai nevaidina jokio vaidmens, galite paimti virtualias mašinas iš „Intel“ platformos serverio ir po kelių minučių jas sėkmingai paleisti naujame AMD platformoje veikiančiame pagrindiniame kompiuteryje.

Ta pati aplinkybė leidžia laikinai atiduoti serverius priežiūrai arba pakeisti jų techninę įrangą nesustabdant juose veikiančių virtualių mašinų, pakanka laikinai perkelti juos į kitą pagrindinį kompiuterį.

Galimybė palaikyti senas operacines sistemas

Nepaisant nuolatinės pažangos ir naujų programinės įrangos versijų išleidimo, įmonių sektorius dažnai ir toliau naudoja pasenusias programinės įrangos versijas 1C: Enterprise 7.7. Virtualizacija leidžia be papildomų išlaidų integruoti tokią programinę įrangą į modernią infrastruktūrą, ji taip pat gali būti naudinga, kai sugedo senas kompiuteris, kuriame veikia pasenusi OS, o jo neįmanoma paleisti modernia aparatūra. Hipervizorius leidžia emuliuoti pasenusios aparatinės įrangos rinkinį, kad būtų užtikrintas suderinamumas su senesnėmis operacinėmis sistemomis, o specialios komunalinės paslaugos leidžia perkelti fizinę sistemą į virtualią aplinką neprarandant duomenų.

Virtualūs tinklai

Sunku įsivaizduoti šiuolaikinį kompiuterį be tam tikro tinklo ryšio. Todėl šiuolaikinės virtualizacijos technologijos leidžia virtualizuoti ne tik kompiuterius, bet ir tinklus. Kaip ir įprastas kompiuteris, virtuali mašina gali turėti vieną ar daugiau tinklo adapterių, kurie gali būti prijungti prie išorinio tinklo, per vieną iš pagrindinio kompiuterio fizinių tinklo sąsajų arba prie vieno iš virtualių tinklų. Virtualus tinklas yra virtualaus tinklo jungiklis, prie kurio prijungiami virtualių mašinų tinklo adapteriai. Jei reikia, tokiame tinkle, naudojant hipervizorių, DHCP ir NAT paslaugos gali būti įdiegtos norint pasiekti internetą per pagrindinio kompiuterio interneto ryšį.

Virtualių tinklų galimybės leidžia sukurti gana sudėtingas tinklo konfigūracijas net tame pačiame pagrindiniame kompiuteryje, pažvelkime į šią diagramą:

Pagrindinis kompiuteris yra prijungtas prie išorinio tinklo per fizinį tinklo adapterį LAN 0, VM5 virtuali mašina yra prijungta prie išorinio tinklo per tą pačią fizinę sąsają per tinklo adapterį VM LAN 0. Kitiems įrenginiams išoriniame tinkle pagrindinis kompiuteris ir VM5 yra du skirtingi kompiuteriai, kiekvienas iš jų turi savo tinklo adresą, savo tinklo plokštę su savo MAC adresu. Antroji VM5 tinklo plokštė prijungta prie virtualaus tinklo virtualiojo komutatoriaus VMNET 1, prie jo prijungti ir virtualių mašinų VM1-VM4 tinklo adapteriai. Taigi viename fiziniame pagrindiniame kompiuteryje suorganizavome saugų vidinį tinklą, kuris turi prieigą prie išorinio tinklo tik per VM5 maršrutizatorių.

Praktiškai virtualūs tinklai leidžia lengvai organizuoti kelis skirtingų saugumo lygių tinklus viename fiziniame serveryje, pavyzdžiui, galimai nesaugius pagrindinius kompiuterius patalpinti DMZ be papildomų išlaidų tinklo įrangai.

Momentinės nuotraukos

Dar viena virtualizacijos funkcija, kurios naudingumą sunku pervertinti. Jo esmė slypi tame, kad bet kuriuo metu, nesustabdydami virtualios mašinos veikimo, galite išsaugoti jos esamos būsenos momentinę nuotrauką ir ne vieną. Neišlepusiam adminui tai tik savotiškos atostogos, kad būtų galima lengvai ir greitai grįžti į pradinę būseną, jei kas nors staiga nutiktų ne taip. Skirtingai nei sukuriant standžiojo disko vaizdą ir atkuriant jį naudojant sistemą, kuri gali užtrukti daug laiko, momentinių nuotraukų perjungimas įvyksta per kelias minutes.

Kitas momentinių nuotraukų panaudojimas yra mokymo ir testavimo tikslais, su jų pagalba galite sukurti visą virtualios mašinos būsenos medį, leidžiantį greitai perjungti skirtingas konfigūracijos parinktis. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas maršrutizatoriaus vaizdų medis iš mūsų bandymų laboratorijos, kuris jums puikiai pažįstamas iš mūsų medžiagos:

Išvada

Nepaisant to, kad bandėme pateikti tik trumpą apžvalgą, straipsnis pasirodė gana ilgas. Tuo pačiu tikimės, kad šios medžiagos dėka galėsite iš tikrųjų įvertinti visas virtualizacijos technologijų teikiamas galimybes ir prasmingai pristatydami naudą, kurią gali gauti jūsų IT infrastruktūra, pradėti studijuoti mūsų naujas medžiagas ir praktinį jos įgyvendinimą. virtualizacija kasdienėje praktikoje .

Virtualios aplinkos koncepcija

Nauja virtualizacijos kryptis, kuri suteikia bendrą holistinį visos tinklo infrastruktūros vaizdą naudojant agregavimo metodus.

Virtualizavimo tipai

Virtualizacija yra bendras terminas, apimantis išteklių paėmimą daugeliui skaičiavimo aspektų. Žemiau pateikiami virtualizacijos tipai.

Programinės įrangos virtualizavimas

Dinaminė transliacija

Dinaminio vertimo metu ( dvejetainis vertimas) problemines svečių OS komandas perima hipervizorius. Pakeitus šias komandas saugiomis, svečio OS valdymas grįžta.

Paravirtualizacija

Paravirtualizacijos metodas pasiekia didesnį našumą nei dinaminis vertimo metodas.

Paravirtualizacijos metodas taikomas tik tuo atveju, jei svečio OS turi atvirojo kodo kodus, kuriuos galima modifikuoti pagal licenciją, arba hipervizorių ir svečio OS sukūrė tas pats gamintojas, atsižvelgdamas į svečio OS paravirtualizavimo galimybę (nors su sąlyga, kad hipervizorių galima paleisti žemesniu hipervizoriaus lygiu, tada paties hipervizoriaus paravirtualizacija).

Pirmą kartą šis terminas pasirodė Denali projekte.

Integruota virtualizacija

Privalumai:

Dalijimasis ištekliais tarp abiejų operacinių sistemų (katalogai, spausdintuvai ir kt.).
Patogi vartotojui sąsaja taikomųjų programų langams iš skirtingų sistemų (persidengiantys programų langai, to paties lango sumažinimas kaip ir pagrindinėje sistemoje)
Tiksliai suderinus su aparatūros platforma, našumas mažai skiriasi nuo originalios OS. Greitas perjungimas tarp sistemų (mažiau nei 1 sek.)
Paprasta svečių OS atnaujinimo procedūra.
Dvipusis virtualizavimas (programos vienoje sistemoje veikia kitoje ir atvirkščiai)

Įgyvendinimai:

Aparatinės įrangos virtualizavimas

Privalumai:

Supaprastinkite virtualizacijos programinės įrangos platformų kūrimą suteikdami aparatinės įrangos valdymo sąsajas ir virtualiųjų svečių sistemų palaikymą. Tai sumažina darbo intensyvumą ir laiką, reikalingą virtualizacijos sistemoms kurti.
Galimybė padidinti virtualizacijos platformų našumą. Virtualiąsias svečių sistemas tiesiogiai valdo mažas tarpinės programinės įrangos sluoksnis, hipervizorius, kuris padidina našumą.
Pagerėja saugumas ir tampa įmanoma perjungti kelias veikiančias nepriklausomas virtualizacijos platformas aparatūros lygiu. Kiekviena virtuali mašina gali veikti savarankiškai, savo aparatinės įrangos resursų erdvėje, visiškai atskirta viena nuo kitos. Tai leidžia pašalinti našumo nuostolius, susijusius su pagrindinės platformos palaikymu, ir padidinti saugumą.
Svečių sistema tampa nesusijusi su pagrindinės platformos architektūra ir virtualizacijos platformos įgyvendinimu. Aparatinės įrangos virtualizacijos technologija leidžia paleisti 64 bitų svečius 32 bitų prieglobos sistemose (su 32 bitų virtualizacijos aplinkomis pagrindiniuose kompiuteriuose).

Taikymo pavyzdžiai:

testavimo laboratorijos ir mokymai: virtualiose mašinose patogu išbandyti programas, kurios turi įtakos operacinių sistemų parametrams, pavyzdžiui, diegimo programas. Dėl virtualių mašinų diegimo paprastumo, jos dažnai naudojamos naujų produktų ir technologijų mokymui.
iš anksto įdiegtos programinės įrangos platinimas: daugelis programinės įrangos kūrėjų sukuria paruoštus virtualių mašinų vaizdus su iš anksto įdiegtais produktais ir teikia juos nemokamai arba komerciniais pagrindais. Tokias paslaugas teikia Vmware VMTN arba Parallels PTN

Serverio virtualizavimas

kelių loginių serverių išdėstymas viename fiziniame serveryje (konsolidavimas)
kelių fizinių serverių sujungimas į vieną loginį serverį, siekiant išspręsti konkrečią problemą. Pavyzdys: Oracle Real Application Cluster, tinklo technologija, didelio našumo klasteriai.

SVISTA
duOStwo
„Red Hat Enterprise“ virtualizavimas serveriams
PowerVM

Be to, serverio virtualizavimas leidžia lengviau atkurti sugedusias sistemas bet kuriame turimame kompiuteryje, nepriklausomai nuo konkrečios konfigūracijos.

Darbo stoties virtualizavimas

Išteklių virtualizavimas

Dalijimasis ištekliais (dalijimas). Išteklių virtualizavimą galima įsivaizduoti kaip vieno fizinio serverio padalijimą į kelias dalis, kurių kiekviena yra matoma savininkui kaip atskiras serveris. Tai nėra virtualios mašinos technologija, ji įdiegta OS branduolio lygiu.

Sistemose su antro tipo hipervizoriumi abi operacinės sistemos (svečio ir hipervizoriaus) naudoja fizinius išteklius ir reikalauja atskirų licencijų. Virtualūs serveriai, veikiantys OS branduolio lygiu, beveik nepraranda našumo, todėl viename fiziniame serveryje galima paleisti šimtus virtualių serverių, kuriems nereikia papildomų licencijų.

Vietos diske arba tinklo pralaidumo padalijimas į keletą mažesnių komponentų, kurie yra lengvesni nei to paties tipo ištekliai.

Pavyzdžiui, išteklių dalijimosi įgyvendinimas apima (Crossbow Project), kuris leidžia sukurti kelias virtualaus tinklo sąsajas pagal vieną fizinę.

Kelių išteklių kaupimas, paskirstymas arba įtraukimas į didesnius išteklius arba išteklių telkimas. Pavyzdžiui, simetriškos kelių procesorių sistemos sujungia daugybę procesorių; RAID ir diskų tvarkyklės sujungia daugybę diskų į vieną didelį loginį diską; RAID ir tinklo įranga naudoja kelis kanalus, sujungtus taip, kad jie būtų rodomi kaip vienas plačiajuosčio ryšio kanalas. Meta lygmenyje kompiuterių klasteriai atlieka visus aukščiau nurodytus veiksmus. Kartais tai taip pat apima tinklo failų sistemas, atitrauktas nuo duomenų saugyklos, kurioje jos yra sukurtos, pavyzdžiui, Vmware VMFS, Solaris / OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL

Programų virtualizavimas

Privalumai:

programos vykdymo izoliacija: nesuderinamumo ir konfliktų nebuvimas;
kiekvieną kartą originalia forma: registras nėra perkrautas, nėra konfigūracijos failų - būtini serveriui;
mažesnis išteklių suvartojimas, palyginti su visos OS emuliavimu.

taip pat žr

Nuorodos

Virtualizavimo metodų, architektūrų ir diegimų apžvalga (Linux), www.ibm.com
Virtualios mašinos 2007. Natalija Elmanova, Sergejus Pakhomovas, ComputerPress 9’2007

Serverio virtualizavimas

Serverio virtualizavimas. Neilas McAllisteris, „InfoWorld“.
Standartinės architektūros serverių virtualizavimas. Leonidas Černyakas, Atviros sistemos
Alternatyvos lyderiams kanale 2009, 2009 m. rugpjūčio 17 d

Aparatinės įrangos virtualizavimas

Aparatinės įrangos virtualizacijos technologijos, ixbt.com
Aparatinės įrangos virtualizacijos spiralės. Aleksandras Aleksandrovas, atviros sistemos

Pastabos

Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „virtualizacija“ kituose žodynuose:

virtualizacija- SNIA asociacijos darbuose pateiktas toks bendras apibrėžimas. „Virtualizacija yra kelių vidinio infrastruktūros komponento (galinės dalies) įrenginių, paslaugų ar funkcijų sujungimas su papildomu išoriniu (priekine... ...

virtualizacija- Tinklo fizinio sluoksnio (įrenginių vietos ir jungčių) atskyrimas nuo jo loginio sluoksnio (darbo grupių ir vartotojų). Tinklo konfigūracija pagrįsta loginiais kriterijais, o ne fiziniais. ... Techninis vertėjo vadovas

Tinklo virtualizavimas – tai aparatinės ir programinės įrangos tinklo išteklių sujungimo į vieną virtualų tinklą procesas. Tinklo virtualizacija skirstoma į išorinę, tai yra jungiančią daugybę tinklų į vieną virtualų, ir vidinius, kuriančius... ... Vikipediją

Virtualizacija- koncepcija, apibūdinanti skaičiavimo išteklių kaupimo ir derinimo procesą, suteikiantį pranašumų, palyginti su pradine konfigūracija. Virtualizuotus išteklius paprastai sudaro skaičiavimo galia ir pagrindinė duomenų saugykla.

Simetrines kelių procesorių architektūras su daugiau nei vienu procesoriumi galima pavadinti tipišku „virtualizacijos“ pavyzdžiu. Tokiais atvejais operacinės sistemos dažniausiai kuriamos taip, kad keli procesoriai būtų sujungti į vieną modulį. Ši konfigūracija leidžia programoms paleisti žymiai greičiau ir lengviau, nes nereikia svarstyti kelių procesoriaus konfigūracijų. Dauguma programinės įrangos taikomųjų programų yra sukurtos vienam virtualiam skaičiavimo moduliui, kuris gali būti modulis, apimantis kelis atskirus procesorius.

Terminas „virtualizacija“ yra gana bendras ir abstraktus, todėl sunku jį konkrečiai apibrėžti. Ji apima daugybę skaičiavimo aspektų.

Yra keletas virtualizacijos tipų:

Programinės įrangos virtualizavimas;
Aparatinės įrangos virtualizavimas.

Programinės įrangos virtualizavimas taip pat apima keletą potipių:

Dinaminis (dvejetainis) vertimas- procesas, kurio metu probleminės svečių OS komandos pakeičiamos saugiomis.
Paravirtualizacija– procesas, kurio metu svečių operacinės sistemos modifikuoja savo branduolį, kad veiktų virtualizuotoje aplinkoje. OS palaiko ryšį su hipervizoriumi, kuris teikia svečio API. Tai pašalina atminties puslapių lentelės naudojimą. Paravirtualizacija garantuoja didesnį našumą, palyginti su dinaminiu vertimu, tačiau ji tinkama tik tada, kai svečio OS yra atvirojo kodo arba hipervizorius ir svečio OS yra to paties gamintojo. Terminas buvo suformuotas kaip Denali projekto dalis.
Integruota virtualizacija- naujas metodas, pagrįstas aparatinės įrangos palaikomų virtualizacijos galimybių naudojimu, leidžiantis vartotojams naudoti bet kurią OS versiją kartu su įvairiomis darbo aplinkos parinktimis. Iš esmės įterptoji virtualizacija yra visiška virtualizacija, įdiegta aparatinėje įrangoje. Šis metodas buvo įgyvendintas kaip BlueStacks Multi-OS (MOS) projekto dalis.

Programinės įrangos virtualizacijos pranašumai:

Abiejų operacinių sistemų išteklių (katalogų, spausdintuvų ir kt.) prieinamumas;
Patogi programų langų sąsaja;
Tiksliai sureguliavus aparatinės įrangos platformą, našumas mažai skiriasi nuo pradinės OS. Perjungimas tarp sistemų įvyksta greičiau nei per 1 sekundę;
Paprasta svečių OS atnaujinimo procedūra;
Dvipusis virtualizavimas (programos vienoje sistemoje veikia kitoje ir atvirkščiai).

Aparatinės įrangos virtualizavimas

Aparatinės įrangos virtualizavimas yra virtualizacijos procesas, palaikomas aparatinės įrangos palaikymo. Jis neturi esminių skirtumų nuo programinės įrangos virtualizacijos. Aparatinės įrangos virtualizavimas užtikrina našumo lygį, panašų į nevirtualizuoto kompiuterio, todėl jis plačiai naudojamas praktikoje.

Privalumai:

Virtualizavimo programinės įrangos platformų kūrimo paprastumas, techninės įrangos valdymo sąsajų prieinamumas, virtualių svečių sistemų palaikymas;
Virtualizavimo platformų našumo didinimas naudojant hipervizorių;
Saugumas, galimybė perjungti kelias veikiančias nepriklausomas virtualizacijos platformas. Kiekviena virtuali mašina veikia nepriklausomai savo aparatinės įrangos išteklių erdvėje. Visiška izoliacija, pašalinant našumo nuostolius, susijusius su pagrindinės platformos palaikymu;
Svečių sistema nėra susieta su pagrindinės platformos architektūra. Galima paleisti 64 bitų svečių OS 32 bitų prieglobos sistemose.

Technologijos:

Virtualus 8086 režimas
„Intel VT“ (VT-x)
AMD-V

Platformos, kuriose veikia aparatinės įrangos virtualizavimas:

IBM LPAR
VMware
Hiper-V

Kur naudojama virtualizacija?

Virtualizacijoje yra keturios taikymo sritys:

Virtualios mašinos;
Ištekliai;
Programos.

OS lygio virtualizacija

Virtualizuoja fizinį serverį OS lygiu. Vartotojas turi galimybę paleisti izoliuotus ir saugius virtualius serverius viename fiziniame serveryje. Ši technologija taikoma tik toms OS, kurios dalijasi branduoliais su bazine OS. Nėra atskiro hipervizoriaus sluoksnio, kuris yra atsakingas už aparatinės įrangos išteklių paskirstymą tarp kelių virtualių serverių.

Solaris konteineriai/zonos
FreeBSD kalėjimas
Linux-VServer (anglų k.)
FreeVPS (anglų k.)
OpenVZ
Virtuozzo
iCore virtualios paskyros

Virtualios mašinos

Kalbame apie svečio OS pristatomą aplinką. Jis inicijuojamas kaip aparatinė įranga, tačiau iš tikrųjų tai yra programinė įranga ir ją emuliuoja pagrindinės sistemos programinė įranga. Naudojant paravirtualizaciją, virtualioji mašina neemuliuoja aparatinės įrangos, naudojama speciali API. Jis naudojamas bandymų laboratorijose kaip eksperimentinė priemonė.

Serverio virtualizavimas

Serverio virtualizavimas leidžia supaprastinti sugedusių sistemų atkūrimo procesą, nepaisant jų konfigūracijos.

Virtualizacija šiuo atveju naudojama keliems loginiams serveriams talpinti vieno fizinio serverio pagrindu. Šis procesas vadinamas konsolidavimu.

Galimas ir atvirkštinis procesas: kelių fizinių serverių sujungimas į vieną loginį. Tokio proceso pavyzdys yra „Oracle Real Application Cluster“. Taip pat yra keletas kitų:

Virtuali geležis
„Microsoft“ („Hyper-V“)
VMware (ESX serveris)
„Red Hat Enterprise“ virtualizavimas serveriams
PowerVM

Išteklių virtualizavimas

Vieno fizinio serverio padalijimas į kelis. Kiekviena atskira dalis vartotojui rodoma kaip atskiras serveris. Šis metodas įgyvendinamas OS branduolio lygiu.

Virtualūs serveriai, veikiantys OS branduolio lygiu, išlieka tokie pat greiti, todėl viename fiziniame serveryje galite paleisti šimtus virtualių.

Dalijimosi resursais įgyvendinimo pavyzdys yra OpenSolaris tinklo virtualizavimo ir išteklių valdymo projektas, leidžiantis sukurti kelias virtualaus tinklo sąsajas pagal vieną fizinę.

Šis procesas taip pat apima išteklių kaupimą, paskirstymą ir telkimą. Pavyzdžiui, simetriškos kelių procesorių sistemos sujungia daugybę procesorių; RAID ir diskų tvarkyklės sujungia daugybę diskų į vieną didelį loginį diską. Dažnai šis potipis taip pat apima tinklo failų sistemas, atitrauktas nuo duomenų saugyklos, kurioje jos yra sukurtos (Vmware VMFS, Solaris / OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL).

Programų virtualizavimas

Šio proceso rezultatas yra programa, kuri konvertuojama iš programos, kurią reikia įdiegti OS, į atskirą programą, kurios nereikia įdiegti.

Virtualizatoriaus programinė įranga, diegdama virtualizuotą programą, nustato, kokių komponentų OS reikia, kad programa veiktų, ir juos emuliuoja. Dėl to konkrečiai virtualizuotai programai sukuriama specializuota aplinka, kuri užtikrina visišką veikiančios programos izoliaciją.

Norėdami sukurti virtualią programą, virtualizuota programa įdedama į specialų aplanką. Kai paleidžiama virtuali programa, paleidžiama virtualizuota programa ir aplankas, kuris yra jos darbo aplinka. Tai sukuria tam tikrą atotrūkį tarp programos ir operacinės sistemos, todėl išvengiama konfliktų tarp programinės įrangos ir OS. Programų virtualizavimą atlieka tokios programos kaip: Citrix XenApp, SoftGrid ir VMWare ThinApp.

Programų virtualizacijos pranašumai:

Programų ir OS izoliavimas;
Nėra nesuderinamumo ar konfliktų tarp programinės įrangos ir OS;
Registras neužsikimšęs, nėra konfigūracijos failų;
Mažas išteklių suvartojimas, palyginti su visos OS emuliavimu.