Virtualizare, clasificare și domenii de aplicare. Comparația sistemelor de virtualizare Utilizare în afaceri

Virtualizareîn calcul, procesul de reprezentare a unui set de resurse de calcul, sau combinația lor logică, care oferă un anumit avantaj față de configurația originală. Aceasta este o nouă vizualizare virtuală a resurselor care nu sunt limitate de implementare, locație geografică sau configurație fizică a părților componente. De obicei, resursele virtualizate includ puterea de calcul și stocarea datelor.

„În ultimii câțiva ani, piața de virtualizare a serverelor s-a maturizat foarte mult. În multe organizații, peste 75% dintre servere sunt virtuale, acest lucru indică un nivel ridicat de saturație”, a declarat Michael Warrilow, director de cercetare la Gartner.

Analiștii spun că atitudinile față de virtualizare variază mai mult ca niciodată între organizațiile de diferite dimensiuni. Popularitatea virtualizării în rândul companiilor cu bugete IT mai mari în 2014-2015. a ramas la acelasi nivel. Astfel de companii continuă să folosească în mod activ virtualizarea, iar saturația se apropie în acest segment. Printre organizațiile cu bugete IT mai mici, popularitatea virtualizării este de așteptat să scadă în următorii doi ani (până la sfârșitul anului 2017). Această tendință este deja observată.

« Fizicalizarea»

Potrivit Gartner, companiile recurg din ce în ce mai mult la așa-numita „fizicalizare” - lansând servere fără software de virtualizare. Se așteaptă ca până la sfârșitul anului 2017, în peste 20% dintre aceste companii, mai puțin de o treime din sistemele de operare de pe serverele x86 să fie virtuale. Spre comparație, în 2015 existau jumătate din câte astfel de organizații.

Analiştii notează că companiile au motive diferite pentru a abandona virtualizarea. Astăzi, clienții au opțiuni noi - pot profita de infrastructura definită de software sau de sistemele integrate hiper-convergente. Apariția unor astfel de opțiuni îi obligă pe furnizorii de tehnologie de virtualizare să acționeze mai activ: extinde funcționalitatea soluțiilor lor disponibile imediat, simplifică interacțiunea cu produsele și reduce perioadele de rambursare pentru clienți.

Sisteme integrate hiperconvergente

La începutul lunii mai 2016, Gartner a publicat o prognoză privind sistemele integrate hiperconvergente. Potrivit analiștilor, în 2016 acest segment va crește cu 79% față de 2015, la aproape 2 miliarde de dolari și va ajunge în stadiul mainstream în cinci ani.

În următorii ani, segmentul de sisteme integrate hiperconvergente va experimenta cele mai mari rate de creștere dintre toate celelalte sisteme integrate. Până la sfârșitul anului 2019, va crește la aproximativ 5 miliarde de dolari și va ocupa 24% din piața de sisteme integrate, prezice Gartner, menționând că creșterea acestei zone va duce la canibalizarea altor segmente de piață.

Analiștii se referă la sistemele integrate hiperconvergente (HCIS) ca fiind platforme hardware și software care combină noduri de calcul definite de software și un sistem de stocare definit de software, echipamente asociate standard și un panou de control comun.

Tipuri de virtualizare

Virtualizarea este un termen general care acoperă abstractizarea resurselor pentru multe aspecte ale calculului. Unele dintre cele mai tipice exemple de virtualizare sunt prezentate mai jos.

Paravirtualizarea

Paravirtualizarea este o tehnică de virtualizare în care sistemele de operare invitate sunt pregătite pentru execuție într-un mediu virtualizat, pentru care nucleul lor este ușor modificat. Sistemul de operare comunică cu programul hypervisor, care îi oferă un API invitat, mai degrabă decât să utilizeze direct resurse precum tabelul paginii de memorie. Codul legat de virtualizare este localizat direct în sistemul de operare. Paravirtualizarea necesită ca sistemul de operare invitat să fie modificat pentru hypervisor, iar acesta este un dezavantaj al acestei metode, deoarece o astfel de modificare este posibilă numai dacă sistemul de operare invitat este open source și poate fi modificat sub o licență. În același timp, paravirtualizarea oferă performanțe aproape ca un sistem real nevirtualizat, precum și capacitatea de a suporta simultan diferite sisteme de operare, la fel ca virtualizarea completă.

Virtualizarea infrastructurii

În acest caz, vom înțelege prin acest termen crearea unei infrastructuri IT independentă de hardware. De exemplu, atunci când serviciul de care avem nevoie se află pe o mașină virtuală invitată și, în principiu, nu este deosebit de important pentru noi pe ce server fizic se află.

Virtualizarea serverelor, desktop-urilor, aplicațiilor - există multe metode pentru a crea o astfel de infrastructură independentă. În acest caz, mai multe mașini virtuale sau „oaspeți” sunt găzduite pe un server fizic sau gazdă folosind un software special numit „hypervisor”.

Sistemele moderne de virtualizare, în special VMware și Citrix XenServer, funcționează în cea mai mare parte pe principiul bare metal, adică sunt instalate direct pe bare metal.

Exemplu

Sistemul virtual nu este construit pe un hypervisor bare metal, ci pe o combinație între sistemul de operare Linux CentOS 5.2 și VMware Server bazat pe platforma de server Intel SR1500PAL, 2 procesoare Intel Xeon 3.2/1/800, 4Gb RAM, 2xHDD 36Gb RAID1 și 4xHDD 146Gb în volum partajat RAID10 292Gb. Mașina gazdă găzduiește patru mașini virtuale:

Server de e-mail Postfix bazat pe sistemul de operare FreeBSD (Unix). Protocolul POP3 a fost folosit pentru a livra corespondența către utilizatorul final.
Server proxy Squid bazat pe același sistem FreeBSD.
controler de domeniu dedicat, DNS, DHCP bazat pe Windows 2003 Server Standard Edition.
control stația de lucru bazată pe Windows XP pentru scopuri de birou.

Virtualizarea serverului

O mașină virtuală este un mediu care apare sistemului de operare „oaspete” ca un mediu hardware. Cu toate acestea, în realitate este un mediu software care este simulat de software-ul sistemului gazdă. Această simulare trebuie să fie suficient de robustă pentru a permite șoferilor invitați să funcționeze în mod fiabil. Când se utilizează paravirtualizarea, mașina virtuală nu simulează hardware-ul, ci oferă în schimb utilizarea de special

Specialiștii companiei Kosmonova lucrează în fiecare zi cu diverse sisteme de virtualizare, atât atunci când lucrează cu propriul lor cloud, cât și când efectuează lucrări de proiectare. În acest timp, am reușit să lucrăm cu un număr considerabil de sisteme de virtualizare și să stabilim singuri punctele forte și punctele slabe ale fiecăruia dintre ele. În acest articol, am adunat opiniile inginerilor noștri despre cele mai comune sisteme de virtualizare și scurtele lor caracteristici. Dacă vă gândiți să construiți un cloud privat și aveți în vedere diverse sisteme de virtualizare pentru a rezolva această problemă, acest articol este pentru dvs.

Mai întâi, să ne dăm seama ce este un sistem de virtualizare și de ce este necesar. Virtualizarea mașinilor fizice (servere, PC-uri etc.) vă permite să împărțiți puterea unui dispozitiv fizic între mai multe mașini virtuale. Astfel, aceste mașini virtuale pot avea propriul sistem de operare și software, în niciun caz dependente de mașinile virtuale învecinate. Astăzi există multe sisteme de virtualizare, fiecare dintre ele având propriile sale caracteristici, așa că să ne uităm la fiecare dintre ele separat.

VMware vSphere - produsul emblematic al VMware, lider incontestabil în cota de piață a virtualizării de mulți ani la rând. Are o funcționalitate largă și este creat special pentru centrele de date care oferă soluții cloud și companiile care construiesc cloud-uri private de diferite dimensiuni. Are o interfață bine gândită și o cantitate mare de documentație tehnică. Dacă aveți puțină experiență cu virtualizarea, acest sistem va fi o alegere bună pentru dvs. Licențiat după numărul de procesoare fizice din cloud, indiferent de numărul de nuclee. Datorită funcționalității extinse și multor module, acest sistem este destul de solicitant în ceea ce privește resursele necesare funcționării sale.

WMware Esxi- este un analog gratuit al VMware vSphere. Deoarece acest hypervisor este gratuit, are o funcționalitate mai modestă, dar este destul de suficient pentru implementarea majorității sarcinilor tipice de virtualizare și gestionarea unui cloud privat. De asemenea, destul de ușor de utilizat

Hiper - V- un produs Microsoft dezvoltat ca o completare a serverului OS Windows, începând cu versiunea 2008. Există, de asemenea, ca produs separat, dar folosește serverul OS Windows pentru funcționare. Acest hipervizor este destul de ușor de configurat și de operat și, desigur, acceptă toate versiunile de OS Windows pentru mașinile invitate, dar producătorul nu garantează funcționarea multor sisteme de operare Linux. Vă rugăm să rețineți că hypervisorul în sine este distribuit sub o licență gratuită, dar necesită un sistem de operare Windows plătit pentru a funcționa.

OpenVZ- un sistem de virtualizare complet gratuit implementat pe nucleul Linux. La fel ca majoritatea sistemelor Linux, are indicatori buni de performanță și consum de resurse și funcționează perfect cu orice distribuție Linux ca sistem de operare invitat. Cu toate acestea, nu acceptă OS Windows, din cauza căruia acest sistem de virtualizare nu poate fi considerat universal.

KVM - Sistemul de virtualizare se bazează și pe nucleul Linux și este distribuit sub o licență gratuită. Are indicatori de eficiență foarte buni în ceea ce privește cantitatea de resurse consumate. Are o funcționalitate grozavă și este destul de universal din punctul de vedere al sistemelor de operare invitate, deoarece acceptă absolut toate sistemele de operare. Pentru a configura și susține în forma sa pură, este nevoie de anumite cunoștințe și abilități în lucrul cu sistemele Unix. Cu toate acestea, există multe GUI-uri disponibile ca suplimente pentru hypervisor, cu diferite opțiuni de licențiere, de la versiuni gratuite la versiuni plătite.

Xen- un produs dezvoltat de Universitatea din Cambridge cu cod sursă deschisă. Majoritatea componentelor sunt mutate în afara hypervisorului, ceea ce permite realizarea unor indicatori de eficiență buni. Împreună cu virtualizarea hardware, acceptă și modul de paravirtualizare. Xen acceptă rularea majorității sistemelor de operare existente.

LXC- un sistem de virtualizare destul de nou la nivel de sistem de operare care vă permite să rulați mai multe instanțe ale sistemului de operare Linux pe o singură mașină fizică. Particularitatea acestui sistem este că nu funcționează cu servere virtuale, ci cu aplicații care utilizează un nucleu OS comun, care în același timp sunt izolate unele de altele, ceea ce oferă cea mai mare eficiență în consumul de resurse.

Sistem de virtualizare	Sistem de operare acceptat	Avantaje	Defecte	Licență
VMware vSphere	Win/Lin	Ușor de folosit. Funcționalitate largă	Consumul de resurse.	Plătit. După numărul de procesoare
WMware Esxi	Win/Lin	Ușor de folosit	Nu cea mai largă funcționalitate.	Gratuit
OpenVZ	Linux	Consum eficient de resurse	Este acceptat numai Linux	Gratuit
	Win/Lin	Consumul eficient al resurselor. Suporta toate sistemele de operare		Gratuit
Hyper-V	Windows	Ușor de folosit	Numai Windows este acceptat. Consumul de resurse	Gratuit. Rulează pe un sistem de operare plătit
	Win/Lin	Eficiență ridicată. Sursa deschisa.	Necesită cunoștințe de sisteme Unix pentru a configura și gestiona	Gratuit
	Linux	Eficiență ridicată	Nu acceptă Windows	Gratuit

De asemenea, permiteți-ne să vă reamintim că în cloud-ul Kosmonov puteți implementa o infrastructură de orice complexitate fără a vă plonja în complexitatea funcționării sistemelor și hardware-ului de virtualizare cu cheltuieli minime de timp. În cloud-ul Kosmonov sunt disponibile atât soluții gata făcute, cât și servere cloud pentru a vă rezolva problemele de afaceri.

Subiectul virtualizării este foarte larg și există multe nuanțe în funcționarea sistemelor de virtualizare enumerate, împreună cu multe variații în designul hardware. În acest articol, nu oferim avantaje unui anumit sistem, ci le prezentăm caracteristicile generale pentru selectarea sistemului adecvat în etapa inițială.

Doar leneșii nu au auzit niciodată de virtualizare astăzi. Nu este exagerat să spunem că astăzi aceasta este una dintre principalele tendințe în dezvoltarea IT. Cu toate acestea, mulți administratori au încă cunoștințe foarte fragmentare și împrăștiate despre subiect, crezând în mod eronat că virtualizarea este disponibilă doar pentru companiile mari. Având în vedere relevanța subiectului, am decis să creăm o nouă secțiune și să începem o serie de articole despre virtualizare.

Ce este virtualizarea?

Virtualizarea astăzi este un concept foarte larg și divers, dar nu vom lua în considerare toate aspectele sale astăzi, acest lucru depășește cu mult scopul acestui articol. Pentru cei care tocmai se familiarizează cu această tehnologie, va fi suficient un model simplificat, așa că am încercat să simplificăm și să generalizăm pe cât posibil acest material, fără a intra în detalii despre implementarea pe o anumită platformă.

Deci, ce este virtualizarea? Aceasta este capacitatea de a rula mai multe mașini virtuale izolate una de cealaltă pe un computer fizic, fiecare dintre ele va „crede” că rulează pe un computer fizic separat. Luați în considerare următoarea diagramă:

Software-ul special rulează peste hardware-ul real - hipervizor(sau monitorul mașinii virtuale), care oferă emularea hardware-ului virtual și interacțiunea mașinilor virtuale cu hardware-ul real. De asemenea, este responsabil pentru comunicațiile dintre PC-urile virtuale și mediul real prin intermediul rețelei, folderelor partajate, clipboard-urilor partajate etc.

Hipervizorul poate funcționa fie direct pe partea de sus a hardware-ului, fie la nivel de sistem de operare, există și implementări hibride care funcționează pe un sistem de operare special configurat într-o configurație minimă.

Folosind un hypervisor, sunt create mașini virtuale, pentru care se emulează setul minim necesar de hardware virtual și acces la resursele partajate ale PC-ului principal, numite " gazdă„. Fiecare mașină virtuală, ca un PC obișnuit, conține propria instanță a sistemului de operare și a aplicației software, iar interacțiunea ulterioară cu acestea nu este diferită de lucrul cu un PC sau un server obișnuit.

Cum este proiectată o mașină virtuală?

În ciuda complexității aparente, o mașină virtuală (VM) este doar un folder cu fișiere, în funcție de implementarea specifică, setul și numărul acestora pot varia, dar orice VM se bazează pe același set minim de fișiere; nu critic.

Fișierul de hard disk virtual este de cea mai mare importanță; Al doilea cel mai important este fișierul de configurare VM, care conține o descriere a hardware-ului mașinii virtuale și a resurselor de gazdă partajate alocate acesteia. Astfel de resurse includ, de exemplu, memoria virtuală, care este o zonă dedicată a memoriei partajate a gazdei.

În principiu, pierderea fișierului de configurare nu este critică având un singur fișier HDD virtual, puteți porni mașina virtuală creând din nou configurația acesteia. La fel ca având un singur hard disk, îl puteți conecta la un alt computer cu o configurație similară și puteți obține o mașină complet funcțională.

În plus, folderul din mașina virtuală poate conține și alte fișiere, dar acestea nu sunt critice, deși pierderea lor poate fi, de asemenea, nedorită (de exemplu, instantanee care vă permit să reveniți la starea PC-ului virtual).

Beneficiile virtualizării

În funcție de scop, virtualizarea desktop și server sunt împărțite. Primul este folosit în principal în scopuri de instruire și testare. Acum, pentru a studia o tehnologie sau a testa implementarea oricărui serviciu într-o rețea corporativă, tot ce ai nevoie este un PC destul de puternic și instrumente de virtualizare desktop. Numărul de mașini virtuale pe care le puteți avea în laboratorul dvs. virtual este limitat doar de dimensiunea discului, numărul de mașini care rulează simultan este limitat în principal de cantitatea de RAM disponibilă.

În figura de mai jos, o fereastră a unui instrument de virtualizare desktop din laboratorul nostru de testare în care rulează Windows 8.

Vizualizarea serverului este utilizată pe scară largă în infrastructurile IT de orice nivel și vă permite să utilizați un server fizic pentru a rula mai multe servere virtuale. Avantajele acestei tehnologii sunt evidente:

Utilizarea optimă a resurselor de calcul

Nu este un secret pentru nimeni că puterea de calcul chiar și a serverelor entry-level și a computerelor medii este excesivă pentru multe sarcini și roluri de server și nu este utilizată pe deplin. Acest lucru este de obicei rezolvat prin adăugarea de roluri suplimentare de server, dar această abordare complică semnificativ administrarea serverului și crește probabilitatea defecțiunilor. Virtualizarea vă permite să utilizați în siguranță resursele de calcul gratuite, dedicându-vă propriul server fiecărui rol critic. Acum, pentru a efectua întreținere pe, de exemplu, un server web, nu trebuie să opriți serverul de baze de date

Economisirea resurselor fizice

Utilizarea unui singur server fizic în loc de mai multe vă permite să economisiți în mod eficient energie, spațiu în camera serverului și costuri pentru infrastructura aferentă. Acest lucru este deosebit de important pentru companiile mici care pot reduce semnificativ costurile de închiriere datorită reducerii dimensiunii fizice a echipamentului, de exemplu, nu este nevoie să aveți o cameră de server bine ventilată, cu aer condiționat.

Scalabilitate și extensibilitate sporită a infrastructurii

Pe măsură ce o companie crește, capacitatea de a crește rapid și fără costuri semnificative puterea de calcul a întreprinderii devine din ce în ce mai importantă. De obicei, această situație implică înlocuirea serverelor cu altele mai puternice, urmată de migrarea rolurilor și serviciilor de la serverele vechi la altele noi. Efectuarea unei astfel de tranziții fără eșecuri, perioade de nefuncționare (inclusiv cele planificate) și diverse tipuri de „perioade de tranziție” este aproape imposibilă, ceea ce face din fiecare astfel de extindere o mică urgență pentru companie și administratori, care sunt adesea forțați să lucreze noaptea și pe weekenduri.

Virtualizarea ne permite să rezolvăm această problemă mult mai eficient. Dacă există resurse de calcul gazdă gratuite, le puteți adăuga cu ușurință la mașina virtuală dorită, de exemplu, mărind cantitatea de memorie disponibilă sau adăugând nuclee de procesor. Dacă este necesară creșterea performanței mai semnificativ, se creează o nouă gazdă pe un server mai puternic, unde este transferată mașina virtuală care are nevoie de resurse.

Timpul de nefuncționare în această situație este foarte scurt și se reduce la timpul necesar copierii fișierelor VM de pe un server pe altul. În plus, multe hipervizoare moderne includ o funcție de „migrare live” care vă permite să mutați mașinile virtuale între gazde fără a le opri.

Toleranță crescută la erori

Poate că defecțiunea fizică a unui server este unul dintre cele mai neplăcute momente din munca unui administrator de sistem. Situația este complicată de faptul că o instanță fizică a sistemului de operare este aproape întotdeauna dependentă de hardware, ceea ce face imposibilă lansarea rapidă a sistemului pe un alt hardware. Mașinile virtuale nu au acest dezavantaj dacă serverul gazdă eșuează, toate mașinile virtuale sunt transferate rapid și fără probleme pe un alt server care funcționează.

În acest caz, diferențele în hardware-ul serverelor nu joacă niciun rol, puteți lua mașini virtuale de pe un server de pe platforma Intel și le lansați cu succes câteva minute mai târziu pe o nouă gazdă care rulează pe platforma AMD.

Aceeași circumstanță vă permite să scoateți temporar serverele pentru întreținere sau să le schimbați hardware-ul fără a opri mașinile virtuale care rulează pe ele, este suficient să le mutați temporar pe o altă gazdă.

Abilitatea de a susține sisteme de operare vechi

În ciuda progresului constant și a lansării de noi versiuni de software, sectorul corporativ continuă adesea să folosească versiuni de software învechite 1C: Enterprise 7.7 este un bun exemplu; Virtualizarea permite ca un astfel de software să fie integrat într-o infrastructură modernă fără costuri suplimentare, poate fi utilă și atunci când un computer vechi care rulează un sistem de operare învechit s-a defectat și nu este posibil să-l ruleze pe hardware modern. Hipervizorul vă permite să emulați un set de hardware învechit pentru a asigura compatibilitatea cu sistemele de operare mai vechi, iar utilitățile speciale vă permit să transferați un sistem fizic într-un mediu virtual fără pierderi de date.

Rețele virtuale

Este greu de imaginat un PC modern fără un fel de conexiune la rețea. Prin urmare, tehnologiile moderne de virtualizare fac posibilă virtualizarea nu numai a computerelor, ci și a rețelelor. La fel ca un computer obișnuit, o mașină virtuală poate avea unul sau mai multe adaptoare de rețea, care pot fi conectate fie la o rețea externă, printr-una dintre interfețele fizice ale rețelei gazdei, fie la una dintre rețelele virtuale. O rețea virtuală este un comutator de rețea virtuală la care sunt conectate adaptoarele de rețea ale mașinilor virtuale. Dacă este necesar, într-o astfel de rețea, utilizarea hypervisorului, se pot implementa serviciile DHCP și NAT pentru a accesa Internetul prin conexiunea la Internet a gazdei.

Capacitățile rețelelor virtuale vă permit să creați configurații de rețea destul de complexe chiar și în cadrul aceleiași gazde, de exemplu, să ne uităm la următoarea diagramă:

Gazda este conectată la rețeaua externă printr-un adaptor de rețea fizic LAN 0, mașina virtuală VM5 este conectată la rețeaua externă prin aceeași interfață fizică printr-un adaptor de rețea VM LAN 0. Pentru alte mașini din rețeaua externă, gazda și VM5 sunt două PC-uri diferite, fiecare dintre ele având propria sa adresă de rețea, propria sa placă de rețea cu propria sa adresă MAC. A doua placă de rețea VM5 este conectată la comutatorul virtual al rețelei virtuale VMNET 1, adaptoarele de rețea ale mașinilor virtuale VM1-VM4 sunt, de asemenea, conectate la acesta. Astfel, în cadrul unei gazde fizice, am organizat o rețea internă securizată, care are acces la rețeaua externă doar prin routerul VM5.

În practică, rețelele virtuale facilitează organizarea mai multor rețele cu diferite niveluri de securitate într-un singur server fizic, de exemplu, plasând gazde potențial nesigure în DMZ fără costuri suplimentare pentru echipamentele de rețea.

Instantanee

O altă funcție de virtualizare a cărei utilitate este greu de supraestimat. Esența sa se rezumă la faptul că în orice moment, fără a opri funcționarea mașinii virtuale, puteți salva un instantaneu al stării sale actuale și mai mult de unul. Pentru un administrator nealterat, este doar un fel de vacanță pentru a putea reveni ușor și rapid la starea inițială dacă ceva nu merge brusc. Spre deosebire de crearea unei imagini a hard diskului și apoi restaurarea sistemului utilizând-o, care poate dura mult timp, comutarea între instantanee are loc în câteva minute.

O altă utilizare a instantaneelor este în scopuri de instruire și testare, cu ajutorul acestora, puteți crea un întreg arbore de stări al unei mașini virtuale, putând comuta rapid între diferite opțiuni de configurare. Figura de mai jos prezintă un arbore cu fotografii ale unui router din laboratorul nostru de testare, cu care sunteți foarte familiarizat din materialele noastre:

Concluzie

În ciuda faptului că am încercat să oferim doar o scurtă prezentare generală, articolul s-a dovedit a fi destul de lung. În același timp, sperăm că datorită acestui material veți putea evalua cu adevărat toate posibilitățile pe care tehnologia de virtualizare le oferă și în mod semnificativ, prezentând beneficiile pe care le poate primi infrastructura dumneavoastră IT, începeți să studiați noile noastre materiale și implementarea practică a virtualizarea în practica de zi cu zi.

Conceptul de mediu virtual

O nouă direcție de virtualizare, care oferă o imagine de ansamblu holistică a întregii infrastructuri de rețea folosind tehnici de agregare.

Tipuri de virtualizare

Virtualizarea este un termen general care acoperă abstractizarea resurselor pentru multe aspecte ale calculului. Tipurile de virtualizare sunt prezentate mai jos.

Virtualizare software

Difuzare dinamică

În timpul traducerii dinamice ( traducere binară) comenzile problematice ale sistemului de operare invitat sunt interceptate de hypervisor. După ce aceste comenzi sunt înlocuite cu altele sigure, controlul sistemului de operare invitat revine.

Paravirtualizarea

Metoda de paravirtualizare realizează performanțe mai mari decât metoda de traducere dinamică.

Metoda de paravirtualizare este aplicabilă numai dacă sistemele de operare guest au coduri open source care pot fi modificate sub o licență, sau hypervisorul și sistemul de operare guest au fost dezvoltate de același producător ținând cont de posibilitatea de paravirtualizare a sistemului de operare guest (deși cu condiția ca hypervisorul poate fi rulat sub nivelul inferior al hipervizorului, apoi paravirtualizarea hipervizorului însuși).

Termenul a apărut pentru prima dată în proiectul Denali.

Virtualizare încorporată

Avantaje:

Partajarea resurselor între ambele sisteme de operare (directoare, imprimante etc.).
Interfață ușor de utilizat pentru ferestre de aplicații din sisteme diferite (ferestre de aplicații suprapuse, aceeași minimizare a ferestrei ca în sistemul gazdă)
Când este reglată fin la platforma hardware, performanța diferă puțin de sistemul de operare nativ original. Comutare rapidă între sisteme (mai puțin de 1 secundă)
O procedură simplă pentru actualizarea sistemului de operare invitat.
Virtualizare bidirecțională (aplicațiile de pe un sistem rulează pe celălalt și invers)

Implementări:

Virtualizare hardware

Avantaje:

Simplificați dezvoltarea platformelor software de virtualizare prin furnizarea de interfețe de management hardware și suport pentru sistemele invitate virtuale. Acest lucru reduce intensitatea muncii și timpul necesar pentru dezvoltarea sistemelor de virtualizare.
Capacitatea de a crește performanța platformelor de virtualizare. Sistemele invitate virtuale sunt gestionate direct de un mic strat de middleware, hypervisorul, care crește performanța.
Securitatea se îmbunătățește și devine posibilă comutarea între mai multe platforme de virtualizare independente care rulează la nivel hardware. Fiecare dintre mașinile virtuale poate funcționa independent, în propriul spațiu de resurse hardware, complet izolate unele de altele. Acest lucru vă permite să eliminați pierderile de performanță asociate cu menținerea platformei gazdă și să creșteți securitatea.
Sistemul invitat nu are legătură cu arhitectura platformei gazdă și cu implementarea platformei de virtualizare. Tehnologia de virtualizare hardware face posibilă rularea invitaților pe 64 de biți pe sisteme gazdă pe 32 de biți (cu medii de virtualizare pe 32 de biți pe gazde).

Exemple de aplicații:

laboratoare de testare și instruire: este convenabil să testați aplicațiile în mașini virtuale care afectează setările sistemelor de operare, de exemplu aplicațiile de instalare. Datorită ușurinței de desfășurare a mașinilor virtuale, acestea sunt adesea folosite pentru instruire în produse și tehnologii noi.
distribuție de software preinstalat: mulți dezvoltatori de software creează imagini gata făcute ale mașinilor virtuale cu produse preinstalate și le furnizează gratuit sau comercial. Astfel de servicii sunt furnizate de Vmware VMTN sau Parallels PTN

Virtualizarea serverului

plasarea mai multor servere logice într-un singur server fizic (consolidare)
combinarea mai multor servere fizice într-un singur server logic pentru a rezolva o problemă specifică. Exemplu: Oracle Real Application Cluster, tehnologie grid, clustere de înaltă performanță.

SVISTA
doiOSdou
Red Hat Enterprise Virtualization pentru servere
PowerVM

În plus, virtualizarea serverului facilitează restaurarea sistemelor eșuate pe orice computer disponibil, indiferent de configurația specifică a acestuia.

Virtualizarea stațiilor de lucru

Virtualizarea resurselor

Partajarea resurselor (partiționare). Virtualizarea resurselor poate fi gândită ca împărțirea unui server fizic în mai multe părți, fiecare dintre acestea fiind vizibilă pentru proprietar ca un server separat. Nu este o tehnologie de mașină virtuală, este implementată la nivelul nucleului sistemului de operare.

În sistemele cu un al doilea tip de hypervisor, ambele sisteme de operare (oaspeți și hypervisor) consumă resurse fizice și necesită licențiere separată. Serverele virtuale care operează la nivelul nucleului OS nu au aproape nicio pierdere de performanță, ceea ce face posibilă rularea a sute de servere virtuale pe un server fizic, care nu necesită licențe suplimentare.

Împărțirea spațiului pe disc sau a lățimii de bandă a rețelei într-un număr de componente mai mici, care sunt mai ușoare decât resursele de același tip.

De exemplu, implementarea partajării resurselor include (Crossbow Project), care vă permite să creați mai multe interfețe de rețea virtuale pe baza uneia fizice.

Agregarea, distribuirea sau adăugarea mai multor resurse în resurse mai mari sau punerea în comun a resurselor. De exemplu, sistemele multiprocesoare simetrice combină multe procesoare; RAID și managerii de discuri combină multe discuri într-o unitate logică mare; Echipamentele RAID și de rețea utilizează mai multe canale, combinate astfel încât să apară ca un singur canal de bandă largă. La nivel meta, clusterele de computere fac toate cele de mai sus. Uneori, acestea includ și sisteme de fișiere de rețea extrase din stocarea de date pe care sunt construite, de exemplu, Vmware VMFS, Solaris / OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL

Virtualizarea aplicațiilor

Avantaje:

izolarea executiei aplicatiei: absenta incompatibilitatilor si conflictelor;
de fiecare dată în forma sa originală: registry nu este aglomerat, nu există fișiere de configurare - necesare pentru server;
consum mai mic de resurse în comparație cu emularea întregului sistem de operare.

Vezi si

Legături

Prezentare generală a tehnicilor, arhitecturilor și implementărilor de virtualizare (Linux), www.ibm.com
Mașini virtuale 2007. Natalia Elmanova, Sergey Pakhomov, ComputerPress 9’2007

Virtualizarea serverului

Virtualizarea serverului. Neil McAllister, InfoWorld
Virtualizarea serverelor cu arhitectură standard. Leonid Chernyak, Sisteme deschise
Alternative la lideri în canal 2009, 17 august 2009

Virtualizare hardware

Tehnologii de virtualizare hardware, ixbt.com
Spirale de virtualizare hardware. Alexander Alexandrov, Sisteme deschise

Note

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Virtualizarea” în alte dicționare:

virtualizare- Următoarea definiție generală este dată în lucrările asociației SNIA. „Virtualizarea este un act de combinare a mai multor dispozitive, servicii sau funcții ale componentei interne a infrastructurii (back end) cu una externă suplimentară (front... ...

virtualizare- Separarea stratului fizic al rețelei (locația și conexiunile dispozitivelor) de stratul său logic (grupuri de lucru și utilizatori). Configurați configurația rețelei folosind criterii logice în loc de cele fizice. ... Ghidul tehnic al traducătorului

Virtualizarea rețelei este procesul de combinare a resurselor de rețea hardware și software într-o singură rețea virtuală. Virtualizarea rețelei este împărțită în externă, adică conectarea mai multor rețele într-una virtuală, și internă, creând... ... Wikipedia

Virtualizare- un concept care descrie procesul de acumulare și combinare a resurselor de calcul, oferind avantaje în comparație cu configurația originală. Resursele virtualizate constau de obicei din putere de calcul și stocarea principală a datelor.

Arhitecturile multiprocesoare simetrice cu mai mult de un procesor pot fi numite un exemplu tipic de „virtualizare”. În astfel de cazuri, sistemele de operare sunt de obicei proiectate în așa fel încât mai multe procesoare să fie combinate într-un singur modul. Această configurație permite aplicațiilor să ruleze mult mai rapid și mai ușor, deoarece nu este nevoie să luați în considerare configurațiile mai multor procesoare. Majoritatea aplicațiilor software sunt scrise pentru un singur modul de calcul virtual, care poate fi un modul care include mai multe procesoare separate.

Termenul „virtualizare” este destul de general și abstract, motiv pentru care este dificil să-l definești în mod specific. Acoperă multe aspecte ale calculului.

Există mai multe tipuri de virtualizare:

Virtualizare software;
Virtualizare hardware.

Virtualizare software include, de asemenea, mai multe subtipuri:

Traducere dinamică (binară).- un proces în care comenzile problematice ale sistemului de operare invitat sunt înlocuite cu unele sigure.
Paravirtualizarea- procesul prin care sistemele de operare invitate își modifică nucleul pentru a funcționa într-un mediu virtualizat. Sistemul de operare comunică cu hypervisorul, care furnizează API-ul pentru oaspeți. Acest lucru elimină utilizarea unui tabel de pagini de memorie. Paravirtualizarea garantează performanțe mai mari în comparație cu traducerea dinamică, dar este adecvată numai atunci când sistemul de operare invitat este open source sau hypervisor-ul și sistemul de operare invitat sunt de la același producător. Termenul a fost format ca parte a proiectului Denali.
Virtualizare încorporată- o nouă metodă bazată pe utilizarea capabilităților de virtualizare suportate de hardware, care permite utilizatorilor să utilizeze orice versiune a sistemului de operare în combinație cu diferite opțiuni pentru mediile de lucru. În esență, virtualizarea încorporată este virtualizarea completă implementată în hardware. Această abordare a fost implementată ca parte a proiectului BlueStacks Multi-OS (MOS).

Avantajele virtualizării software:

Disponibilitatea resurselor (directoare, imprimante etc.) pentru ambele sisteme de operare;
Interfață convenabilă a ferestrelor aplicației;
Cu reglarea fină a platformei hardware, performanța diferă puțin de sistemul de operare original. Comutarea între sisteme are loc în mai puțin de 1 secundă;
Procedura simplă pentru actualizarea sistemului de operare invitat;
Virtualizare bidirecțională (aplicațiile pe un sistem rulează pe celălalt și invers).

Virtualizare hardware

Virtualizarea hardware este un proces de virtualizare susținut de suport hardware. Nu are diferențe fundamentale față de virtualizarea software. Virtualizarea hardware oferă niveluri de performanță similare cu cele ale unei mașini nevirtualizate, ceea ce o face pe scară largă în practică.

Avantaje:

Ușurință de dezvoltare a platformelor software de virtualizare, disponibilitatea interfețelor de management hardware, suport pentru sisteme invitate virtuale;
Creșterea performanței platformelor de virtualizare prin utilizarea unui hypervisor;
Securitate, capacitatea de a comuta între mai multe platforme de virtualizare independente care rulează. Fiecare mașină virtuală funcționează independent în propriul spațiu de resurse hardware. Izolarea completă, eliminând pierderile de performanță asociate cu menținerea platformei gazdă;
Sistemul invitat nu este legat de arhitectura platformei gazdă. Este posibil să rulați sisteme de operare invitați pe 64 de biți pe sisteme gazdă pe 32 de biți.

Tehnologii:

Mod virtual 8086
Intel VT (VT-x)
AMD-V

Platforme care rulează pe virtualizare hardware:

IBM LPAR
VMware
Hyper-V

Unde se folosește virtualizarea?

Există patru domenii de aplicare în virtualizare:

Mașini virtuale;
Resurse;
Aplicații.

Virtualizare la nivel de sistem de operare

Virtualizează serverul fizic la nivel de sistem de operare. Utilizatorul are capacitatea de a rula servere virtuale izolate și securizate pe un singur server fizic. Această tehnologie este limitată doar la acele sisteme de operare care partajează nucleele cu sistemul de operare de bază. Nu există un nivel separat de hypervisor; sistemul de operare gazdă este responsabil pentru distribuirea resurselor hardware între mai multe servere virtuale.

Containere/Zone Solaris
Închisoare FreeBSD
Linux-VServer (engleză)
FreeVPS (engleză)
OpenVZ
Virtuozzo
Conturi virtuale iCore

Mașini virtuale

Vorbim despre mediul prezentat OS invitat. Este inițializat ca hardware, dar de fapt este software și este emulat de software-ul sistemului gazdă. Când se utilizează paravirtualizarea, mașina virtuală nu emulează hardware-ul; Este folosit în laboratoarele de testare ca instrument experimental.

Virtualizarea serverului

Virtualizarea serverului vă permite să simplificați procesul de restaurare a sistemelor care au eșuat, indiferent de configurația acestora.

Virtualizarea în acest caz este folosită pentru a găzdui mai multe servere logice pe baza unuia fizic. Acest proces se numește consolidare.

Procesul invers este de asemenea posibil: combinarea mai multor servere fizice într-unul logic. Un exemplu de astfel de proces este Oracle Real Application Cluster. Există și o serie de altele:

Fierul de călcat virtual
Microsoft (Hyper-V)
VMware (Server ESX)
Red Hat Enterprise Virtualization pentru servere
PowerVM

Virtualizarea resurselor

Împărțirea unui server fizic în mai multe. Fiecare parte individuală este afișată utilizatorului ca un server separat. Această metodă este implementată la nivelul nucleului OS.

Serverele virtuale care funcționează la nivelul nucleului OS rămân la fel de rapide, permițându-vă să rulați sute de altele virtuale pe un singur server fizic.

Un exemplu de implementare a partajării resurselor este proiectul OpenSolaris Network Virtualization and Resource Control, care vă permite să creați mai multe interfețe de rețea virtuale pe baza uneia fizice.

Acest proces implică, de asemenea, agregarea, distribuirea și punerea în comun a resurselor. De exemplu, sistemele multiprocesoare simetrice combină multe procesoare; RAID și managerii de discuri combină multe discuri într-o unitate logică mare. Adesea, acest subtip include și sisteme de fișiere de rețea, extrase din stocarea de date pe care sunt construite (Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL).

Virtualizarea aplicațiilor

Rezultatul acestui proces este o aplicație care este convertită dintr-o aplicație care necesită instalare pe sistemul de operare într-o aplicație autonomă care nu necesită instalare.

Software-ul virtualizator determină, la instalarea unei aplicații virtualizate, ce componente sunt necesare sistemului de operare pentru ca aplicația să funcționeze și le emulează. Ca urmare, se creează un mediu specializat pentru o anumită aplicație virtualizată, care asigură izolarea completă a aplicației care rulează.

Pentru a crea o aplicație virtuală, aplicația virtualizată este plasată într-un folder special. Când se lansează o aplicație virtuală, se lansează aplicația virtualizată și folderul care servește ca mediu de lucru. Acest lucru creează un anumit decalaj între aplicație și sistemul de operare, ceea ce evită conflictele între software și sistemul de operare. Virtualizarea aplicațiilor este realizată de programe precum: Citrix XenApp, SoftGrid și VMWare ThinApp.

Avantajele virtualizării aplicațiilor:

Izolarea aplicațiilor și a sistemului de operare;
Fără incompatibilitate sau conflicte între software și OS;
Registrul nu este înfundat, nu există fișiere de configurare;
Consum redus de resurse în comparație cu emularea întregului sistem de operare.