Для чего нужна виртуализация: Зачем же нужна виртуализация? / Хабр

Содержание

Зачем же нужна виртуализация? / Хабр

Слово «виртуализация» в последнее время стало какой-то «модой» в ИТ-среде. Все вендоры железа и ПО, все ИТ-компании в один голос кричат, что виртуализация – это круто, современно, и нужно всем. Но, давайте, вместо того, чтобы идти на поводу у маркетинговых лозунгов (а иногда бывают такими, что сам Геббельс умер бы от зависти), попытаемся посмотреть на это модное слово с точки зрения простых «технарей» и решить, нужно нам это или нет.
Типы виртуализации

Итак, начнем с того, что виртуализация делится на три типа:

  • Виртуализация представлений
  • Виртуализация приложений
  • Виртуализация серверов

С виртуализацией представлений знакомы многие из вас: самый яркий пример – это терминальные службы Windows Server. Терминальный сервер предоставляет свои вычислительные ресурсы клиентам, и клиентское приложение выполняется на сервере, клиент же получает только «картинку», то бишь представление. Такая модель доступа позволяет, во-первых – снизить требования к программно-аппаратному обеспечению на стороне клиента, во-вторых – снижает требования к пропускной способности сети, в-третьих – позволяет повысить безопасность. Что касается оборудования – то в качестве терминальных клиентов могут использоваться даже смартфоны или старые компьютеры вплоть до Pentium 166, не говоря уже о специализированных тонких клиентах. Существуют, к примеру, тонкие клиенты в форм-факторе розетки Legrand, монтируемые в короб. На клиентских рабочих местах достаточно установить только монитор, клавиатуру и мышь – и можно работать. Для работы с терминальным сервером не обязательно иметь высокоскоростное подключение к локальной сети, вполне достаточно даже низкоскоростного подключения с пропускной способностью 15-20 кбит/с, поэтому терминальные решения очень подходят фирмам, имеющим сильно распределенную структуру (к примеру – сети небольших магазинов). Кроме того, при использовании тонких клиентов значительно повышается безопасность, потому что пользователям можно разрешить запускать только ограниченный набор приложений, и запретить устанавливать свои собственные приложения. В принципе, то же самое можно сделать и с полноценными клиентскими рабочими станциями, но с использованием терминальных служб это будет сделать гораздо проще, особенно – не предоставляя доступ целиком к рабочему столу, а лишь публикуя отдельные приложения (возможно в Citrix Metaframe/PS, а так же в Windows Server 2008 и выше). Более того, никакую информацию нельзя будет скопировать на и с внешнего носителя, если это явно не разрешено в настройках терминальных служб. То есть проблема «вирусов на флэшках» отпадает автоматически. Еще одно неоспоримое достоинство – снижение сложности администрирования: упрощается обновление приложений (достаточно обновить их на сервере), и упрощается работа служб поддержки: к терминальной сессии любого пользователя можно подключиться удаленно без установки дополнительного ПО.
Недостатков у таких систем два: во-первых – необходимость покупки более мощных серверов (хотя это может быть дешевле, чем множество клиентских рабочих станций с ТТХ, достаточными для запуска приложений локально), во-вторых – появление единой точки отказа в виде терминального сервера. Эта проблема решается за счет использования кластеров, или ферм серверов, но это приводит к еще большему удорожанию системы.

Виртуализация приложений – достаточно интересное, и относительно новое направление. Рассказывать здесь подробно о нем я не буду, поскольку это тема для целой отдельной статьи. Коротко говоря, виртуализация приложений позволяет запускать отдельное приложение в своей собственной изолированной среде (иногда называется «песочница», sandbox). Такой способ помогает решить множество проблем. Во-первых – опять же безопасность: приложение, запущенное в изолированной среде – не способно нанести вред ОС и другим приложениям. Во-вторых – все виртуализированные приложения можно обновлять централизованно из одного источника. В-третьих – виртуализация приложений позволяет запускать на одном физическом ПК несколько разных приложений, конфликтующих друг с другом, или даже несколько разных версий одного и того же приложения. Более подробно о виртуализации приложений можно посмотреть, к примеру, в этом вебкасте: www.techdays.ru/videos/1325.html Возможно, однажды я даже напишу статью на эту тему.

И, наконец, перейдем к виртуализации серверов

и остановимся на ней подробно.
Виртуализация серверов – это программная имитация с помощью специального ПО аппаратного обеспечения компьютера: процессор, память, жесткий диск, и т.д. Далее, на такой виртуальный компьютер можно установить операционную систему, и она будет на нем работать точно так же, как и на простом, «железном» компьютере. Самое интересное достоинство этой технологии – это возможность запуска нескольких виртуальных компьютеров внутри одного «железного», при этом все виртуальные компьютеры могут работать независимо друг от друга. Для чего это можно применять?
Первое, что приходит в голову – виртуализацию серверов можно использовать в целях обучения и в тестовых целях. К примеру, новые приложения или ОС можно протестировать перед запуском в промышленную эксплуатацию в виртуальной среде, не покупая специально для этого «железо» и не рискуя парализовать работу ИТ-инфраструктуры, если что-то пойдет не так.

Но кроме этого, виртуализация серверов может использоваться и в продакшн-среде. Причин тому много.

Виртуализация позволяет сократить количество серверов благодаря консолидации, то есть там, где раньше требовалось несколько серверов – теперь можно поставить один сервер, и запустить нужное число гостевых ОС в виртуальной среде. Это позволит сэкономить на стоимости приобретения оборудования, а так же снизить энергопотребление, а значит и тепловыделение системы – и, следовательно, можно использовать менее мощные, и, соответственно – более дешевые системы охлаждения. Но у этой медали есть и обратная сторона, и не одна. Дело в том, что при внедрении решений на базе виртуализации, скорее всего придется покупать новые сервера. Дело в том, что виртуальные сервера используют аппаратные ресурсы физического сервера, и, соответственно – понадобятся более мощные процессоры, большие объемы оперативной памяти, а так же более скоростная дисковая подсистема, и, скорее всего – большего объема. Кроме того, некоторые системы виртуализации (в частности – MS Hyper-V) требуют поддержки процессором аппаратных технологий виртуализации (Intel VT или AMD-V) и некоторых других функций процессора. Многие процессоры, которые выпускались до недавнего времени, в частности – все x86_32bit – этим требованиям не удовлетворяют, и поэтому от старых, хотя и вполне рабочих серверов придется отказаться. Однако же, один более мощный сервер скорее всего будет стоить намного дешевле нескольких менее мощных, да и старые сервера, скорее всего давно пора менять из-за морального устаревания.

Есть еще один очень важный момент: виртуализация северов позволяет до предела упростить администрирование инфраструктуры. Главное преимущество, которое оценят все сисадмины – это возможность удаленного доступа к консоли виртуальных серверов на «аппаратном», точнее – «вирутально-аппаратном» уровне, независимо от установленной гостевой ОС и ее состояния. Так, чтобы перезагрузить «зависший» сервер, теперь не нужно бежать в серверную, или покупать дорогостоящее оборудование типа IP-KVM-переключателей, достаточно просто зайти в консоль виртуального сервера и нажать кнопку «Reset». Помимо этого, виртуальные сервера поддерживают технологию моментальных снимков (о ней см. мою предыдущую статью), а так же бэкап и восстановление виртуальных систем намного легче.

Еще одно неоспоримое преимущество – ОС, запущенная внутри виртуальной машины (гостевая ОС) понятия не имеет, какое оборудование установлено на физическом сервере, внутри которого она работает (хост). Поэтому, при замене железа, при апгрейде или даже переезде на новый сервер необходимо обновить драйверы только на ОС самого хоста (хостовой ОС). Гостевые ОС по будут работать как и раньше, поскольку «видят» только виртуальные устройства.

Так же, хочется напомнить, что в виртуальной среде могут действовать особые правила лицензирования ПО (в частности, покупка лицензии на Microsoft Windows Server 2008 Enterprise позволяет использовать бесплатно четыре копии ОС в качестве гостевой, а Microsoft Windows Server 2008 Datacenter вообще разрешает использовать неограниченное число гостевых ОС при условии полного лицензирования по процессорам).

Еще нельзя не упомянуть о технологиях отказоустойчивости. Физические сервера, на которых запускаются виртуальные машины, могут быть объединены в кластер, и в случае отказа одного из серверов – автоматически «переезжать» на другой. Полной отказоустойчивости добиться не всегда возможно (в частности, в MS Hyper-V такой «внезапный переезд» будет выглядеть так же, и иметь такие же возможные последствия, как внезапное обесточивание сервера), но возможные простои сильно сократятся: «переезд» занимает несколько минут, тогда как ремонт или замена самого сервера может занять часы, а то и дни. Если же «переезд» виртуальных машин происходит в штатном режиме, то он может пройти совершенно незаметно для пользователей. Такие технологии у разных вендоров называются по-разному, к примеру у MS она называется «Live Migration», у VMware – Vmotion. Использование таких технологий позволит проводить работы, связанные с выключением сервера (к примеру – замену некоторых аппаратных компонент, или перезагрузку ОС после установки критических обновлений) в рабочее время и не выгоняя пользователей из их любимых приложений. Кроме этого, если инфраструктура построена соответствующим образом – запущенные виртуальные машины могут автоматически перемещаться на менее нагруженные сервера, или же наоборот «разгружать» наиболее загруженные. В инфраструктуре на базе технологий Microsoft для этого используются System Center Virtual Machine Manager и Operations Manager.

В заключение темы по виртуализации серверов — отмечу, что виртуализация не всегда одинаково полезна. В частности, не всегда будет хорошей идеей переносить в виртуальную среду высоконагруженные сервера, а особенно — высоконагруженные по дисковой подсистеме — это «тяжелые» СУБД, Exchange Server, особенно — роль Mailbox Server, и прочие высоконагруженные приложения. А вот сервера с меньшей нагрузкой (контроллеры доменов AD, WSUS, всевозможные System Center * Manager, веб-сервера) виртуализировать можно и даже нужно. Замечу, кстати, что именно с контроллерами доменов — очень желательно, чтобы хотя бы один из контроллеров был «железным», то есть не виртуальным. Нужно это потому, что для корректной работы всей инфраструктуры желательно, чтобы при запуске всех остальных серверов хотя бы один КД уже был доступен в сети.

Резюме

Итак, давайте подведем итоги: какая именно виртуализация когда может пригодиться, и какие у нее есть плюсы и минусы.
Если у вас есть много пользователей, работающих с одинаковым набором ПО, и система сильно распределена территориально – то стоит подумать об использовании виртуализации представлений, сиречь – терминальных службах.

Достоинства такой системы:

  • Снижение требований к «железу» на стороне клиентов
  • Снижение требований к пропускной способности сети
  • Повышение безопасности
  • Значительное упрощение администрирования и поддержки

Недостатки:
  • Повышения требований к серверам, как по производительности, так и по надежности
  • Возможная единая точка отказа

Если у вас существует множество приложений, которые некорректно работают в новой ОС, либо же конфликтуют между собой, или необходимо запускать на одном компьютере несколько версий одной и той же программы – то нужна виртуализация на уровне приложений.

Достоинства:

  • Безопасность
  • Простота администрирования — централизованное обновление и разграничение прав на доступ к приложениям

Недостатки:
  • Некоторая сложность в понимании технологий и в практическом внедрении.

Если же вам нужно освободить место в стойке, снизить энергопотребление систем, избавиться от «серверного зоопарка» — то ваше решение – виртуализация серверов.

Достоинства такого решения:

  • Экономия места в стойках
  • Снижение энергопотребления и тепловыделения
  • Упрощение администрирования
  • Широкие возможности по автоматизации развертывания и управления серверами
  • Снижение вынужденных и запланированных простоев системы за счет failover-кластеров и live migration
  • Позволяет (при использовании ОС Microsoft Windows Server) сэкономить на лицензиях на гостевые ОС

Недостатки – в принципе, те же, что и у терминальных решений:

  • Повышение требований к аппаратному обеспечению серверов
  • Возможная единая точка отказа – физический хост и хостовая ОС

Надеюсь, моя статья окажется для кого-то полезной. Благодарность и конструктивную критику, как всегда, можно высказать в комментариях.

Виртуализация процессора для чего нужна и что это за технология?

Опубликовано 22.10.2018 автор — 0 комментариев

Привет, друзья! В последнее время, гиганты IT-индустрии, как с расписной торбой, носятся с идеей виртуализации. Мол, это настолько круто, что на любом офисном ПК должна быть виртуализация процессора. Для чего нужна такая технология, как это работает и нужна ли она конкретно вам, расскажу в сегодняшней публикации.

Virtualization Technology

Virtualization Technology

Термин звучит, как название какой-нибудь секретной лаборатории, изобретающей адские машины для порабощения человечества, для дальнейшей интеграции его в Матрицу. В случае с процессором, это гораздо скучнее – всего лишь предоставление части вычислительной мощности, под конкретную задачу или несколько сразу.

Особенность в том, что под них создается специальная среда – своего рода «песочница», процессы в которой никак не могут повлиять на систему в целом, но могут обращаться к процессору напрямую, минуя посредников в виде основной ОС и все сопутствующие службы.

Сегодня, область практического применения, это технологии, развиваются по трем направлениям:

  • Виртуализация представлений

Терминальный сервер предоставляет свои мощности пользователю, и он же выполняет клиентское приложение, а на устройстве юзера отображаются только результаты расчетов. Это удобно тем, что существенно снижаются требования к программно-аппаратному обеспечению клиента и повышается безопасность.

В качестве терминального оборудования, можно использовать даже бюджетный смартфон. Недостаток в том, что существенно возрастают аппаратные требования к серверам, так как им приходится вести больше вычислений. Самый известный пример такого способа использования этой технологии – браузерные многопользовательские игры.

  • Виртуализация устройств

Так называется имитация аппаратной части компьютера, со строго заданными параметрами. На такой виртуальный компьютер можно установить собственную ОС и запускать с ее помощью приложения.

Технология широко используется для тестовых целей: перед релизом, программу всегда проверяют на разных устройствах, при необходимости оптимизируя и фикся баги.Virtualization TechnologyПример использования – эмулятор Андроида: создается отдельное виртуальное устройство с собственной ОС, которое может быть использовано как для развлечений, так и проверки работоспособности приложений.

  • Виртуализация приложений

Программа запускается в изолированной среде и никак не контактирует с «внешним миром», поэтому не конфликтует и не наносит вреда другим приложениям. Таким же способом можно запустить разные версии одной и той же программы.

Пример использования технологии – безопасные браузеры, которые часто идут в программном пакете как дополнения к многим антивирусам. Даже при посещении вредоносных сайтов, расплодившаяся там зараза не может попасть в операционную систему.

Надо ли вам это

Зачем такая замечательная технология рядовому юзеру, что дает она и дает ли вообще? По большому счету, незачем, и поддержка виртуализации в процессоре домашнего ПК – скорее дань трендам, чем насущная необходимость.

С задачами по виртуализации, которые могут возникнуть, прекрасно справляются и программные средства. Если не поддерживает виртуализацию процессор вашего ПК – не спешите начинать апгрейд. Скорее всего, необходимости в этой технологии у вас не возникает вовсе.

Меж тем, технологии сегодня оказывают поддержку и широко внедряют оба кита, на которых держится производство компьютерных процессоров – Intel и AMD. Естественно, обойдется покупка такого девайса дороже – и не потому, что технически он гораздо сложнее.

Дело в маркетинге – за поддержку виртуализации, некоторые готовы выложить лишние деньги, не понимая толком, что такое им хотят продать.

Как включить виртуализацию

Активировать эту опцию можно в БИОСе (при условии, что она не включена изначально). Как включить: при перезагрузке компьютера нажать кнопку Del или F2 (чаще всего, на некоторых материнских платах кнопка может быть другой) и найти в меню пункт Virtualization Technology.Virtualization TechnologyГде именно искать – зависит от модели и версии BIOS. Следует выбрать опцию Enabled и, сохранив изменения, перезагрузить компьютер.

Вопреки распространенному заблуждению, базовая частота или коэффициент умножения, при этом не увеличивается, компьютер не станет мощнее и не начинают «летать», программы, которые до этого работали с глюками и тормозами – количество гигагерц, в которых измеряется производительность процессора, не возрастает и не образовываются дополнительные ядра.

Разницу можно почувствовать только при запуске гостевой ОС в привычной вам среде. Работать она будет шустро, именно благодаря прямому доступу виртуальной ОС к ресурсам процессора, что и должна обеспечить виртуализация.

Я уже упоминал в этой статье эмуляторы Android. Да, это виртуальные устройства с поддержкой виртуальной же ОС, поэтому для нормальной их работы, поддержка виртуализации таки необходима. В противном случае даже простенькие приложения будут дико тормозить – впрочем, как и сам Андроид, запущенный в среде Виндовс.

Отдельного упоминания эмуляторы заслуживают потому, что в последнее время они стали очень популярны. Несмотря на то, что почти в каждой семье уже есть планшет и несколько смартфонов, в некоторые игры удобнее играть с помощью клавиатуры и мышки – например, в PUBG Mobile.

Впрочем, это касается исключительно олдскульных геймеров. Поколению, выросшему на играх для сенсорных устройств, рубиться в шутеры, таки удобнее на планшетах и смартфонах.

А на этом откланиваюсь и настоятельно рекомендую подписаться на новостную рассылку, чтобы не пропустить очередную интересную и полезную публикацию. Буду весьма признателен, если вы поделитесь этой статьей в социальных сетях.

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Технология виртуализации в процессоре | Технологии | Блог

На протяжении последних 15 лет слово «виртуальный» звучит практически из каждого утюга. Нам обещают все более реалистичные виртуальные миры или, как минимум, дополненную реальность. Виртуальная реальность, как в знаменитой трилогии «Матрица», пока в будущем. А вот виртуализация внутри процессора — реальное настоящее.

Зачем нужна виртуализация на домашнем компьютере

Вот простой пример: вы используете для работы и игр Windows, но при этом хотите изучить, например, Linux. Значит, нужно, чтобы эта операционная система находилась под рукой. Или занимаетесь программированием под Android или iOS. В этом случае постоянно требуется проверка разработанного приложения в родной среде.

Без виртуализации пришлось бы устанавливать на один компьютер две операционные системы, делать загрузчик и запускать каждую операционную систему поочередно. Или еще хуже — стирать одну ОС, устанавливать другую с переносом данных, переустановкой нужных приложений и так далее.

Так вот виртуализация позволяет обойтись без всех этих сложных процедур. Используя ее,можно запускать несколько операционных систем одновременно (одну внутри другой или две параллельно) и работать в той среде, которая нужна под конкретную задачу.

Виртуализация в бизнесе

Главная задача виртуализации — оптимальное использование производительности и мощности современной компьютерной техники в бизнес-приложениях, где используется мощное и дорогое оборудование.

Например, ваша организация собирается поставить почтовый сервер для обработки поступающей и исходящей переписки, а еще развернуть DNS и WEB-сервер. Сколько для этого нужно серверных машин? Достаточно одной. Потому что на ней, в виртуально разделенных друг от друга «песочницах», на одном и том же железе заработают как бы три отдельных компьютера, выполняющие каждый свою задачу. Так вы разместите на одном компьютере сразу три отдельных сервера и используете всю мощность и производительность техники, окупив потраченные средства.

Разумеется, так как мощность и производительность серверных систем и пропускная способность каналов связи постоянно растет, у виртуализации появляется все больше возможностей для применения. Наглядный пример из относительно недавно запущенных и находящихся у всех на слуху — сервис GeForce Now, благодаря которому можно на слабых компьютерах запускать современные игры.

Фактически это удаленные виртуальные компьютеры, выделенные сервисом под конкретного игрока. Собственная техника выступает только как терминальное устройство, для которого уже не так важна производительность процессора и видеокарты.

Основные направления развития виртуализации

В целом виртуализация как технология сейчас развивается по трем основным направлениям:

  • Виртуализация представлений. Это все тот же сервис GeForce Now. Сервер предоставляет вычислительные мощности, выполняет все расчеты, а на стороне терминала, за которым находится пользователь, только отображаются результаты расчетов. Да, в этом случае аппаратные требования к серверу оказываются высокими, но зато терминальное оборудование может быть очень простым.
  • Виртуализация аппаратной платформы. Это имитация аппаратной платформы с четко заданными параметрами. На созданный таким образом виртуальный компьютер устанавливают собственную ОС, запускаемую с помощью соответствующего приложения. Пример такой виртуализации — точная эмуляция Android для проверки и поиска багов в новых приложениях.

  • Виртуализация программной среды. Используется для запуска программ в изолированной, не контактирующей с «окружающим миром» среде. Это делается для исключения конфликтов и защиты приложений — как запускаемых внутри «песочницы» от внешних воздействий, так и остальных программ от небезопасного софта внутри виртуальной среды. Например, при запуске в такой «виртуальной песочнице» безопасного браузера, вы не навредите свой операционной системе, посещая вредоносные сайты, так как все работает внутри специально созданной для приложения программной среды.

Как работает виртуализация

Мы разобрались с тем, что виртуализация — это хорошо и полезно. А что требуется для того, чтобы она заработала на вашем конкретном компьютере? Надо чтобы процессор поддерживал виртуализацию.

То есть, он должен уметь работать с несколькими системами команд одновременно – например, от одной операционной системы и от другой. А значит, выполнять инструкции, выделять адреса и место под хранение данных так, чтобы они работали только в нужной среде, да еще и взаимодействовали с интерфейсом, портами ввода-вывода, видеокартами и прочими узлами компьютера.

Такая технология есть у обоих крупных производителей процессоров для ПК: у Intel она называется Intel VT, у AMD — AMD –V.

Особенности Intel VT

Впервые о разработке технологии виртуализации компания Intel объявила еще в 2005 году. И с тех пор Intel VT постоянно совершенствуется и расширяется.

Корпорация Intel описывает Intel VT как технологию, развивающую несколько основных направлений. На сегодня это:

  • виртуализация процессоров. Производительность современного процессора, работающего в составе виртуальной машины, практически такая же, как и при работе в составе физической. Кроме того, пользователь может создавать внутри работающей виртуальной среды другую. То есть, делать что-то вроде «матрешки» из «вложенных» друг в друга виртуальных операционных систем — так работает вложенная виртуализация;

  • виртуализация графических представлений через Intel Graphics Virtualization. Обеспечивает виртуальным машинам полный доступ или совместное использование графических процессоров и систем, отвечающих за работу с видео. Применяется для удаленных рабочих мест (несколько пользователей работают с удаленных терминалов на одном сервере) и онлайн-игр;
  • виртуализация ввода-вывода Intel Virtualization Technology for Directed I/O и прочие технологии работы с периферией обеспечивают передачу результатов обработки на сетевые и прочие устройства ввода-вывода информации. То есть, образно говоря, не дают виртуальным машинам «поссориться» при взаимодействии с сетью и не потерять в быстродействии. А также позволяют им получать доступ к любым устройствам, подключенным, например, к шине PCI-E. Отсюда следует и виртуализация сетевых функций, например, Intel QuickAssist.
Особенности AMD–V

Процессоры AMD по цене доступнее Intel, но это совсем не говорит о том, что они хуже. Есть мнение, что как раз наоборот. Многие игровые платформы строятся именно на основе процессоров, чипсетов и видеокарт этой компании.

И, конечно же, у главного конкурента Intel есть свой набор функций, реализующих аналогичные процессы виртуализации. Точно также на машинах, собранных на процессоре и чипсете AMD, можно развернуть несколько операционных систем и обеспечить их работу с периферийными устройствами, сетью, памятью и пр. или, например, запустить критичное приложение в изолированной среде.

Включение виртуализации на компьютере

Непосредственный запуск виртуальных машин выполняется с помощью специальных приложений:

  • менеджеров виртуальных машин. В качестве примера можно привести VMWare Workstation, Parallels Workstation. В этом случае одна операционная система запускается внутри другой;
  • программ-гипервизоров, позволяющих запускать на одном компьютере одновременно несколько операционных систем. Примеры таких приложений — Microsoft Hyper-V или Xen.

Но до того, как вы запустите эти программы и приступите к установке и настройке виртуальных машин, вам потребуется включить виртуализацию.

Дело в том, что по умолчанию в настройках BIOS большинства материнских плат виртуализация отключена. И ее необходимо включить в соответствующем разделе, который называется у каждого производителя по-своему, например, «Virtualization Technology» изменив значение опции с «Disabled» на «Enabled».

Если такой опции нет, то может оказаться так, что прошивка вашей материнской платы или процессор (хотя такое сейчас возможно только на старых моделях) виртуализацию не поддерживает. В этом редком, но возможном случае использовать преимущества виртуализации не получится.

Такая функция отключена в BIOS некоторых моделей ноутбуков Aser Aspire, позиционируемых производителем, как техника для домашнего использования.

Но в подавляющем большинстве случаев, вы просто включаете в BIOS виртуализацию, сохраняете настройки и после этого можете устанавливать и запускать гипервизоры или менеджеры виртуальных машин и приступать к работе с ними, управляя несколькими вычислительными процессами в разных оболочках одновременно.

Что такое виртуализация и как работает виртуальный сервер

Важность и применение виртуализации простирается далеко за пределы виртуальных машин.

Ни одно из достижений в области информационных технологий за последние шестьдесят лет не имела столь огромной ценности как виртуализация. Многие ИТ-специалисты думают о виртуализации с точки зрения виртуальных машин (VM) и связанных с ними гипервизоров и операционных систем, но это только вершина айсберга. Все более широкий спектр технологий, стратегий и возможностей виртуализации переопределяет основные элементы ИТ в организациях по всему миру.

Определение виртуализации

Рассматривая определение виртуализации в более широком смысле, можно сказать, что это наука о том, как превратить объект или ресурс, имитируемый или эмулируемый в программном обеспечении, в идентичный по функциям соответствующий физически-реализованный объект.

Другими словами, мы используем абстракцию, чтобы заставить программное обеспечение выглядеть и вести себя как аппаратное обеспечение, с значительными преимуществами в гибкости, стоимости, масштабируемости, общих возможностях, производительности и в широком спектре приложений. Таким образом, виртуализация делает реальным то, что на самом деле таковым не является, применяя гибкость, удобство программных возможностей и сервисов, заменяя аналогичную реализацию в программном обеспечении.

Виртуальные машины (VM)

Эра VM берёт своё начало от небольшого числа мейнфреймов 1960-х годов, в первую очередь от IBM 360/67, которые впоследствии стали общепринятыми в мире мэйнфреймов в 1970-х годах. С появлением Intel 386 в 1985 году, VM заняли своё место в микропроцессорах, которые являются сердцем персональных компьютеров. Современная функция виртуальной машины, внедрённая в микропроцессоры с необходимой аппаратной поддержкой как с помощью гипервизоров, так и с помощью реализации на уровне ОС, имеет важное значение для производительности вычислений, что крайне важно для захвата машинных циклов, которые в противном случае были бы потеряны при современных высокопроизводительных 3+ ГГц.

Виртуальные машины также обеспечивают дополнительную безопасность, целостность и удобство, учитывая, что они не нуждаются в больших вычислительных затратах. Более того, дополнительно можно расширить возможности виртуальных машин, добавив функции эмуляторов для интерпретаторов, таких как виртуальная машина Java, и даже функции полных симуляторов. Запуск Windows под MacOS? Запросто. Код Commodore 64 на вашем современном ПК с ОС Windows? Без проблем.

Главная фишка заключается в том, что программное обеспечение, работающее в виртуальных машинах, не знает об этом факте — даже гостевая ОС, изначально разработанная для работы на голом металле, считает, что это ее «аппаратная» платформа. В этом заключается самый важный элемент самой виртуализации: воплощение внедрения информационных систем, основанных на изоляции, обеспечиваемой API и протоколами.

На самом деле мы можем проследить корни виртуализации до эпохи режима разделения времени, который также начал появляться в конце 1960-х годов. В то время мейнфреймы конечно не были переносными, поэтому быстро растущее качество и доступность коммутируемых и арендованных телефонных линий, а также усовершенствованная технология модема позволили осуществить виртуальное присутствие мейнфрейма в виде терминала (как правило алфавитно-цифрового). Действительно, виртуальная машина: Благодаря достижениям в области технологии и экономики микропроцессоров эта модель вычислительного процесса привела непосредственно к созданию персональных компьютеров 1980-х годов с локальными вычислениями в дополнение к передачи данных через телефонную линию, которые эволюционировали в локальную сеть и в конечном счете сегодня представляют собой возможность непрерывного доступа к Интернету.

Виртуальная память

Концепция виртуальной памяти, которая также быстро развивалась в 1960х года, не уступает по важности идее виртуальных машин. Эпоха мэйнфреймов отличалась необычайной дороговизной памяти с магнитным сердечником, а мэйнфреймы с более чем одним мегабайтом памяти вообще были редким явлением вплоть до 1970-х годов. Как и в случае с виртуальными машинами, виртуальная память активируется относительно небольшими дополнениями к аппаратным средствам и наборам команд для включения частей хранилища, обычно называемых сегментами и/или страницами, для записи на вторичное хранилище и для адресов памяти в пределах этих блоков, которые будут динамически переведены, поскольку они выгружаются обратно с диска.

Один реальный мегабайт оперативной памяти на IBM 360/67, например, может поддерживать полное 24-битное адресное пространство (16 МБ), включенное в архитектуру компьютера, а при правильной реализации каждая виртуальная машина может при этом иметь и свой собственный полный набор виртуальной памяти. В результате этих новшеств, аппаратные средства, разработанные для работы с одной программой или операционной системой, могут совместно использоваться несколькими пользователями даже если у них установлены разные операционные системы или требуемый объем памяти превышает реальную пропускную способность. Преимущества виртуальной памяти, как и виртуальных машин, многочисленны: разграничение пользователей и приложений, усовершенствованная безопасность и целостность данных, а также значительно улучшенный RoI. Звучит уже знакомо?

Виртуальные рабочие столы

После виртуализации машин и памяти, а также их внедрения в недорогие микропроцессоры и ПК, следующим шагом стала виртуализация рабочего стола и, следовательно, доступность приложений, как однопользовательских, так и совместных. Опять же, мы должны вернуться к модели режима разделения времени, описанной выше, но в этом случае мы имитируем рабочий стол ПК на сервере и удаляем графику и другие элементы пользовательского интерфейса по сетевому соединению через соответствующее клиенту программное обеспечение и часто через недорогое и легко управляемое и защищенное устройство «тонкий клиент». Каждая ведущая операционная система сегодня поддерживает эту возможность в той или иной форме, с широким набором дополнительных аппаратных и программных продуктов, включая VDI, систему X Windows и очень популярный (и бесплатный) VNC.
Виртуальные хранилища

Следующим крупным достижением, которое сегодня обладает большой распространенностью, является виртуализация процессоров, хранилищ и приложений в облаке, т.е. возможность в любой момент вытащить необходимый ресурс, который может потребоваться прямо сейчас, а также простое добавление и наращивание мощностей практически без усилий со стороны ИТ-персонала. Экономия на физическом пространстве, капитальные затраты, техническое обслуживание, простои из-за сбоев, трудоемкие затраты на устранение неполадок, серьезные проблемы с производительностью и отключениями, а также многие дополнительные затраты могут фактически окупаться сервисными решениями, которые хранятся в облаке. Например, виртуализация хранилищ может предложить множество возможностей в таких случаях.

Повсеместное внедрение облачного хранилища (не только в качестве резервного копирования, но и как основного хранилища) станет более распространённым явлением, т.к. и проводные и беспроводные сети обеспечивают скорость передачи данных на уровне 1 Гбит/с и выше. Данная возможность уже реализована в Ethernet, 802.11ac Wi-Fi и одной из самых ожидаемых высокоскоростных сетей — 5G, которая на данный момент проходит тестирование во многих странах.

Виртуальные сети

Даже в мире сетей все более и более применяется концепция виртуализации, технология «сеть как сервис» (NaaS) в настоящее время во многих случаях представляет собой перспективный и крайне востребованный вариант. Эта тенденция будет лишь популяризироваться ввиду дальнейшего внедрения виртуализации сетевых функций (NFV), которая по крайней мере точно станет объектом наибольшего интереса у операторов и провайдеров особенно в сфере мобильной связи. Примечательно, что сетевая виртуализация может предоставить реальную возможность для мобильных операторов расширить спектр своих услуг, увеличить пропускную способность и тем самым повысить ценность и привлекательность своих услуг для корпоративных клиентов. Вполне вероятно, что в течение следующих нескольких лет все большее число организаций будут применять NFV в своих собственных и даже в гибридных сетях (опять же, фактор привлекательности клиентов). В то же время VLAN (802.1Q) и виртуальные частные сети (VPN) со своей стороны вносят огромный вклад в подходы к использованию современной виртуализации.
Виртуализация снижает затраты

Даже принимая во внимание широкий спектр значительных функциональных решений, которые может предложить виртуализация, на первый план все равно выходит экономическая оценка широкомасштабных функций виртуализации, которая привлекает особое внимание. Конкурентоспособность быстро развивающейся бизнес-модели на основе облачных сервисов означает, что традиционные трудоемкие операционные расходы, которые ежедневно несут организации-заказчики, со временем будут снижаться, поскольку поставщики услуг, основываясь на своем собственном опыте, разрабатывают новые предложения, которые заметно помогут сэкономить финансы, и предлагают более низкие цены конечным пользователям в результате конкуренции на рынке.

С помощью нее легко повысить надежность и отказоустойчивость благодаря использованию нескольких поставщиков облачных сервисов в полностью избыточном или горячем режиме резервирования, что практически исключит возможность одиночных точек отказа. Как видно, многие элементы расходов, заложенные на капитальные затраты в IT сфере, переходят в операционные расходы, т.е. по большей части средства расходуются не на увеличение количество оборудования, наращивание мощностей и персонал организации, на поставщиков услуг. Опять же, благодаря мощностям современных микропроцессоров, усовершенствованиям в системах и архитектурных решениях, а также резкому увеличению производительности как локальных сетей, так и сетей WAN (включая беспроводные), практически каждый элемент ИТ индустрии сегодня действительно может быть виртуализирован и даже реализован как масштабируемый облачный сервис в случае необходимости.

Сама виртуализация не является сменой парадигмы, хотя часто её описывают именно так.

Смысл виртуализации в любой своей форме заключается в том, чтобы позволить ИТ процессам при помощи огромного спектра возможностей, о которых написано выше, предстать более гибкими, эффективным, удобными и продуктивными.

Основываясь на стратегии виртуализации у большинства облачных сервисов в ИТ, можно сказать, что, виртуализация — это лучшее решение на сегодняшний день в качестве альтернативы операционной модели с экономическими преимуществами, которая позволит уйти от необходимости применения традиционных методов работы.

Развитие виртуализации в данной области происходит благодаря существенной экономической инверсии операционной модели ИТ, которая берёт свои корни в начале коммерциализации информационных технологии.

На заре компьютерных технологий, наши интересы были сфокусированы на дорогостоящих и часто перегруженных аппаратных элементах, таких как мейнфреймы. Их огромная стоимость и мотивировала на первые попытки виртуализации, о которых рассказано выше.

Поскольку аппаратное обеспечение стало дешевле, мощнее и доступнее, основное внимание переключилось на приложения, работающие в практически стандартизованных и виртуализированных средах, от ПК до браузеров.

Результатом этой эволюции является то, что мы наблюдаем сейчас. Поскольку компьютеры и вычислительная техника были основой ИТ, мы переключили внимание на обработку информации и возможность её предоставления в любое время и в любом месте. Эта «инфоцентричность» — сподвигла эволюцию мобильной и беспроводной эпохи, и как результат, конечный пользователь может в любой момент, независимо от места, получить эту информацию и иметь ее под рукой.

Изначально задумывавшись в качестве более эффективной работы с медленным и очень дорогим мейнфреймом, всё привело к тому, что сейчас виртуализация превращается в основную стратегию для всего будущего ИТ сферы. Ни одна инновация в сфере ИТ не имела такого большого влияния как виртуализация, и с переходом на инфраструктуру облачной виртуализации, мы действительно только начинаем путь к нечто глобальному.

Оригинальная статья: What is virtualization?

Виртуализация серверов — что это, как работает и где используется

Виртуализация — это процесс создания программного (виртуального) представления чего-либо. Когда этим чем-либо выступают серверы (физическое оборудование), мы говорим, что это «виртуализация серверов». Это действенный способ повысить эффективность работы и отказоустойчивость IT-инфраструктуры, а также сократить расходы на ее содержание и модернизацию.

Суть серверной виртуализации

Серверная виртуализация — это  архитектура ПО, которое отвечает за то, чтобы несколько операционных систем работали на базе одного физического сервера. При этом ПО каждого сервера самодостаточно и отделено от любых физических устройств. Это же ПО воспринимает доступные ресурсы как ресурсы одного физического сервера, хотя по факту получает небольшой пул ресурсов. Виртуальные серверы работают как имитация физического вычислительного оборудования.

Виртуализация серверов

В виртуальном сервере эмулируется аппаратное обеспечение: процессоры, дисковые накопители, оперативная память. Операционные системы, установленные на каждый виртуальный сервер, не «видят» друг друга и при этом функционируют так, как если бы они были установлены на обычном компьютере. На одном «железе» можно запускать несколько ОС и в разных пропорциях распределять между ними физические ресурсы.

С виртуализацией неразрывно связан гипервизор — программное обеспечение, которое разворачивается на сервере и напрямую взаимодействует с его физическими ресурсами. Гипервизор отвечает за то, чтобы виртуальные машины «видели» эти ресурсы как собственные.

Зачем нужна виртуализация серверов

Виртуализация среды повышает гибкость и адаптивность ИТ-инфраструктуры организации, снижает расходы на ее содержание, делает рабочие нагрузки мобильными, а ресурсы — доступными. Последствиями виртуализации серверов будет рост автоматизации бизнес-процессов, улучшение управляемости и экономичности инфраструктуры, минимизация аварийных и предназначенных для технического обслуживания простоев.

В ситуации с серверами виртуализация решает сразу несколько важных задач.

  • Позволяет оптимизировать потребление вычислительных ресурсов и ресурсов хранения. До появления технологии виртуализации в дата-центрах скапливалось много оборудования, которое использовалось неэффективно. Пока одни машины работали в половину (или меньше) своего потенциала, другие были перегружены задачами и часто останавливались. Виртуализация решила эту проблему, и теперь рабочие нагрузки равномерно распределяются между несколькими машинами.
  • Сдерживает рост количества серверов. Теперь можно уменьшить количество серверов, необходимых в работе разным задачам и приложениям, установив  вместо них одну машину и запустив на ней нужное число ОС (например, семейства Windows).
  • Снижает эксплуатационные расходы на содержание физического оборудования. Так как серверов меньше, организация может сэкономить на энергопотреблении и кондиционировании помещений (снизится тепловыделение, потому можно будет использовать менее мощные установки).
  • Упрощает миграцию данных. При переносе данных на другой сервер сокращается время выполнения организационных работ: IT-специалисту достаточно обновить драйверы на основной (хостовой) ОС, а гостевые продолжат работать в прежнем режиме, так как не привязаны к физическому оборудованию. Для пользователи, которые пользуются ресурсами виртуальных машин, такой «переезд» останется незамеченным.
  • Повышает производительность прикладного ПО. Если раньше одни приложения на 100 % потребляли физические ресурсы одной машины, сейчас эта ситуация исключена. Работающие виртуальные машины могут автоматически перемещаться на менее нагруженные серверы, чтобы снизить нагрузку на более нагруженные.
  • Делает серверы более доступными и сокращает простои оборудования. Меньше времени требуется на то, чтобы восстановить систему до исходного состояния в случае сбоя. Виртуальные серверы поддерживают технологию создания виртуальных снимков и умеют делать резервное копирование данных по заранее составленному расписанию. 
  • Упрощает работу с виртуальной средой. Требуется меньше технических специалистов, которые занимаются обслуживанием системы. Администраторы ценят виртуализацию за то, что она позволяет удаленно управлять виртуальными серверами независимо от их количества и территориального расположения. Простой пример: если физическая машина «зависла», больше не нужно идти в серверную и перезагружать ее вручную — это можно сделать из консоли со своего рабочего места.

Есть ли недостатки у виртуализации?

Минус виртуализации в том, что для перехода на эту технологию организации с высокой вероятностью придется покупать новое оборудование — с более быстрыми процессорами, увеличенным объемом дискового пространства и оперативной памяти. Однако эти расходы окупаются в течение ближайших нескольких лет при условии, что компания развивается, а объемы данных, которыми она оперирует, непрерывно растут. Плюс один мощный сервер стоит дешевле, чем несколько менее мощных машин.

Серверная виртуализация

Процессоры в новых серверах должны поддерживать технологии виртуализации, если используются системы вроде MS Hyper-V. С этой задачей справляются микрочипы Intel VT или AMD-V, а вот процессоры линейки x86 32bit (одни из самых популярных в течение длительного времени) уже не подходят.

Плюсы и минусы технологии виртуализации необходимо рассматривать в контексте конкретной организации и тех задач, которые она решает. Возможны ситуации, когда недостатки технологии перевесят ее сильные стороны, но в мире быстро растущих данных это будет исключением из правил.

Где используется виртуализация серверов

  • Объединение большого количества физических машин в один пул ресурсов, который консолидирует вычислительные возможности процессора, объем оперативной памяти и дискового пространства. Это позволяет оптимизировать распределение нагрузок между запущенными приложениями.
  • Организация тестовых лабораторий и обучения. Виртуальные машины с Windows Server легко разворачивать и запускать. Это делает их удобными инструментами в работе с тестовыми средами для проверки работы нового программного обеспечения, а также организации обучения.
  • Распространение ПО. Некоторые разработчики предлагают свои продукты в виде готовых образов виртуальных машин. Виртуализация машин VMWare в VMTN работает именно по такому принципу.
  • Организация работы дата-центров. В центрах обработки данных виртуализация обеспечивает высокую гибкость ИТ-инфраструктуры и позволяет ей лучше соответствовать потребностям клиентов и их бизнеса.
  • Повышение отказоустойчивости IT-инфраструктуры. Сбой физического сервера приводят к критичным для бизнеса последствиям. В случае с виртуализацией виртуальные машины можно переносить на другое железо и так сократить время простоя.
  • Виртуализация кластеров. Если у организации нет возможности развернуть высокодоступный кластер, она может обойтись построением кластера виртуализированного. Популярные платформы для решения этой задачи — Microsoft Hyper-V и Red Hat Cluster Suite.

Решения для виртуализации серверов

Microsoft HyperV. Подходит для серверов, которые работают под управлением операционных систем Windows Server 2012, а Windows Server 2012 R2 и старше. Возможности Microsoft Hyper-V: виртуализация оборудования, работа на процессорах с x64 архитектурой, продуманная процедура кластеризации, функции реплицирования, удаленный мониторинг, гибкое управление коммутаторами и другие.

VMware. Компания-лидер в области разработки решений для виртуализации разработала собственный гипервизор и сегодня предлагает большой выбор инструментов для управления ИТ-инфраструктурой компании. Продукты VMware в том числе можно устанавливать поверх ОС Microsoft Windows.

Анализ современных технологий виртуализации / Блог компании Southbridge / Хабр
В настоящее время все большую популярность набирают технологии виртуализации. И это не случайно – вычислительные мощности компьютеров растут. В результате развития технологий, появляются шести-, восьми-, шестнадцатиядерные процессоры (и это еще не предел). Растет пропускная способность интерфейсов компьютеров, а также емкость и отзывчивость систем хранения данных. В результате возникает такая ситуация, что имея такие мощности на одном физическом сервере, можно перенести в виртуальную среду все серверы, функционирующие в организации (на предприятии). Это возможно сделать с помощью современной технологии виртуализации.

Технологии виртуализации в настоящее время становятся одним из ключевых компонентов современной ИТ-инфраструктуры крупных предприятий (организаций). Сейчас уже сложно представить построение нового серверного узла компании без использования технологии виртуализации. Определяющими факторами такой популярности, несмотря на некоторые недостатки, можно назвать экономию денег и времени, а также высокий уровень безопасности и обеспечение непрерывности бизнес-процессов.

В данной статье приведен анализ современной технологии виртуализации, ее преимуществ и недостатков. Также рассмотрены современные системы виртуализации и подходы к созданию виртуальных сред.

Современную визуализацию можно понимать по-разному. Например, виртуализировать означает, что можно взять нечто одной формы и сделать так, чтобы оно казалось похожим на другую форму. Виртуализация компьютера означает, что можно заставить компьютер казаться сразу несколькими компьютерами одновременно или совершенно другим компьютером.

Виртуализацией также называется ситуация, когда несколько компьютеров представляются как один отдельный компьютер. Обычно это называют серверным кластером или grid computing.

Виртуализация тема не новая, фактически ей уже более четырех десятилетий. IBM признала важность виртуализации еще в 1960-х вместе с развитием компьютеров класса «мэйнфрэйм». Например, System/360™ Model 67 виртуализировала все интерфейсы оборудования через программу Virtual Machine Monitor (VMM). На заре вычислительной эры операционную систему называли супервизор (supervisor). Когда стало возможным запускать одну операционную систему на другой операционной системе, появился термин гипервизор (hypervisor) (был введен в 1970-х).

VMM запускается непосредственно на основном оборудовании, позволяющем создавать множество виртуальных машин (VM). При этом каждая виртуальная машина может обладать своей собственной операционной системой.

Другое использование виртуализации заключается в симуляции процессора. Это, так называемая, P-code (или pseudo-code) машина. P-code – это машинный язык, который выполняется на виртуальной машине, а не на реальном оборудовании. P-code стал известен в начале 1970-х. С помощью него происходило компилирование программы на Pascal в P-code и потом выполнение ее на P-code виртуальной машине.

Новый аспект виртуализации был назван командной виртуализацией или бинарной виртуализацией. В этом случае виртуальные команды переводятся (транслируются) на физические команды основного оборудования. Обычно это происходит динамически. Поскольку код исполняемый, переводится в сегмент кода. Если происходит разветвление, то новый сегмент кода забирается и переводится.

Когда производится виртуализация, существует несколько способов ее осуществления, с помощью которых достигаются одинаковые результаты через разные уровни абстракции. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки, но главное что каждый из них находит свое место в зависимости от области применения.

Можно считать, что самая сложная виртуализация обеспечивается эмуляцией аппаратных средств. В этом методе VM аппаратных средств создается на хост-системе, чтобы эмулировать интересующее оборудование.

Другое интересное использование эмуляции – это эмуляция оборудования, которая заключается в совместном развитии встроенного программного обеспечения и аппаратных средств. В этом методе VM аппаратных средств создается на хост-системе, чтобы эмулировать интересующее оборудование.


Эмуляция оборудования использует VM, чтобы моделировать необходимые аппаратные средства.

Вместо того чтобы дожидаться, когда реальные аппаратные средства будут в наличии, разработчики встроенного программного обеспечения могут использовать виртуальное оборудование для разработки и тестирования программного обеспечения.

Главная проблема при эмуляции аппаратных средств состоит существенном замедлении выполнения программ в такой среде. Поскольку каждая команда должна моделироваться на основных аппаратных средствах, при этом замедление в 100 раз при эмуляции является обычным делом. Однако эмуляция аппаратных средств имеет существенные преимущества. Например, используя эмуляцию аппаратных средств, можно управлять неизмененной операционной системой, предназначенной для PowerPC® на системе с ARM процессором. также можно управлять многочисленными виртуальными машинами, каждая из которых будет моделировать другой процессор.

Полная (аппаратная) виртуализация, или «родная» виртуализация, является другим способом виртуализации. Эта модель использует менеджер виртуальных машин (гипервизор), который осуществляет связь между гостевой операционной системой и аппаратными средствами системы.


Полная виртуализация использует гипервизор, чтобы разделять основные аппаратные средства.

Взаимодействие между гостевой операционной системой (ОС) и оборудованием осуществляется посредством гипервизора. Внутри гипервизора должна быть установлена и настроена определенная защита, потому, что основные аппаратные средства не принадлежат ОС, а разделяются гипервизором. При построении крупных корпоративных систем, как правило, используется именно аппаратная виртуализация. При этом крупные вендоры такие как VMware, IBM и Microsoft разрабатывают свои платформы виртуализации на базе технологий аппаратной виртуализации Intel VT (VT-x), AMD-V.

Паравиртуализация — это другой популярный способ, который имеет некоторые сходства с полной виртуализацией. Этот метод использует гипервизор для разделения доступа к основным аппаратным средствам, но объединяет код, касающийся виртуализации, в непосредственно операционную систему. Этот подход устраняет потребность в любой перекомпиляции или перехватывании, потому что сами операционные системы кооперируются в процессе виртуализации.


Паравиртуализация разделяет процесс с гостевой операционной системой.

Паравиртуализация требует, чтобы гостевая ОС была изменена для гипервизора, и это является недостатком метода. Однако, паравиртуализация предлагает высокую производительность, почти как у реальной системы. При этом, как и при полной виртуализации, одновременно могут поддерживаться различные операционные системы. Но определенным недостатком паравиртуализации можно считать ограниченное количество поддерживаемых ОС. Поскольку есть необходимость вносить изменения в код ядра ОС, что не всегда представляется возможным в силу закрытости некоторых ОС.

Из известных гипервизоров паравиртуализацию наравне с аппаратной виртуализацией использует Xen и его ответвления (Citrix XenServer, XCP).

Виртуализация уровня операционной системы. Эта техника виртуализирует серверы непосредственно над операционной системой. Этот метод поддерживает единственную операционную систему и, в самом общем случае, просто изолирует независимые виртуальные серверы (контейнеры) друг от друга. Для разделения ресурсов одного сервера между контейнерами, данная виртуализация требует внесения изменений в ядро операционной системы (например, как в случае с OpenVZ), но при этом преимуществом является родная производительность, без «накладных расходов» на виртуализацию устройств.


Виртуализация уровня операционной системы изолирует виртуальные серверы.

Этот подход использован в Solaris Containers, FreeBSD jail и Virtuozzo/OpenVZ в ОС Linux и *BSD, а также в Linux Containers (LXC), про которые уже немало написано на Хабре.

Теперь постараемся ответить на вопрос: «Зачем нужна виртуализация?». В настоящее время существует множество причин использования виртуализации. Возможно, что самой важной причиной является, так называемая, серверная консолидация. Проще говоря, возможность виртуализировать множество систем на отдельном сервере. Это дает возможность предприятию (организации) сэкономить на мощности, месте, охлаждении и администрировании из-за наличия меньшего количества серверов. При этом немаловажным фактором является абстрагирование от оборудования. Например, сервера иногда выходят из строя. При этом есть возможность перераспределить нагрузку на оборудование. Отсутствие привязки, к какому либо «железу» существенно облегчает жизнь IT-отделу и снижает риск простоя предприятия.

Другая возможность использования виртуализации заключается в том, что бывает изначально трудно определить нагрузку на сервер. При этом процедура виртуализации поддерживает так называемую живую миграцию (live migration). Живая миграция позволяет ОС, которая перемещается на новый сервер, и ее приложениям сбалансировать нагрузку на доступном оборудовании.

Используя возможности современных ПК можно легко развернуть любой виртуальный сервер даже на домашнем компьютере, а затем легко перенести его на другое оборудование. Виртуализация также важна для разработчиков. Например, виртуализация позволяет управлять несколькими операционными системами, и если одна из них терпит крах из-за ошибки, то гипервизор и другие операционные системы продолжают работать. Это позволяет сделать отладку ядра подобной отладке пользовательских приложений.

В целом можно выделить следующие преимущества использования виртуализации:


1. Сокращение затрат на приобретение и поддержку оборудования. В современных условиях практически в каждой компании всегда найдется один или два сервера имеющие несколько ролей, например, почтовый сервер, файловый сервер, сервер базы данных и т.д. Безусловно, на одной физической машине можно поднимать по несколько программных комплексов (серверов), выполняющих различные задачи. Но очень часто бывают ситуации, когда установка нового ПО требует независимой серверной единицы. В таком случае как раз и придет на выручку виртуальная машина с требуемой ОС. Сюда же можно отнести случаи, когда в сети необходимо иметь несколько независимых друг от друга виртуальных серверов со своим набором служб и своими характеристиками, которые должны существовать как независимые узлы сети. Типичный пример – это услуги VPS-хостинга.

2. Сокращение серверного парка. Преимущество виртуализации состоит в том, что можно значительно сократить количество физических ЭВМ. В результате меньше времени и денег тратится на поиск, закупку и замену оборудования. Наряду с этим сокращаются площади, выделяемые под содержание серверной базы.

3. Сокращение штата IT-сотрудников. На обслуживание меньшего количества физических ЭВМ требуется меньше людей. С точки зрения руководства компании, сокращение штата — это сокращение серьезной статьи расходов предприятия.

4. Простота в обслуживании. Добавить жесткий диск или расширить существующий, увеличить количество оперативной памяти, все это занимает определенное время в случае с физическим сервером. Отключение, отсоединение из стойки, подключение нового оборудования, включение – в случае использования виртуализации все эти действия опускаются, и операция сводится к нескольким щелчкам мыши или командам администратора.

5. Клонирование и резервирование. Еще одним плюсом виртуализации является простота клонирования виртуальных машин. Например, компания открывает новый офис. При этом серверная инфраструктура центрального офиса стандартизирована и представляет собой несколько серверов с одинаковыми настройками. Развертывание такой инфраструктуры сводится к простому копированию образов на сервер нового офиса, конфигурировании сетевого оборудования и изменению настроек в прикладном ПО.

Вы еще не используете виртуализацию?


Сейчас уже сложно представить себе ИТ-отрасль без виртуализации, развитие информационных систем организаций тесно связано с применением технологий виртуализации. Причем данные технологии позволяют значительно сократить расходы, связанные с приобретением и обслуживанием серверных систем, сократить время на восстановление информации или развертывания аналогичных систем в новом оборудовании. Если вы до сих пор еще не используете преимущества виртуализации, то стоит об этом задуматься уже сейчас.
Наша компания широко использует преимущества контейнерной виртуализации практически во всех проектах. И если того требует ситуация, используем также полную виртуализацию. Мы рекомендуем всем предприятиям и организациям, имеющим в своем парке несколько серверов перейти к внедрению описанных в данной статье технологий.
Полезные статьи и ресурсы:

VM GU.RU
Виртуализация серверов
Обзор методов виртуализации, архитектур и реализаций.
Виртуализация: новый подход к построению IT-инфраструктуры

Зачем мне виртуалки? / Хабр

Думаю что каждый хоть раз слышал, что существуют виртуальные машины (далее по тексту «ВМ»).
Виртуальные машины, позволяют развернуть несколько систем на базе одного компьютера или сервера.
Я хочу поведать о том, как можно их использовать и зачем они нужны.

Если Вам не сложно, комментируйте, и смело задавайте вопросы.


Начну с того, что я с ними познакомился уже давненько. Не буду рекламировать конкретную продукцию, скажу лишь, что пользовался одной из самых распространенных систем работающих на винде 😉
Я пришел к использованию ВМ в связи с тем, что по долгу службы приходилось саппортить малограмотных пользователей все той же Винды, разбросанных по всему городу. Проблема была в том, что пользователи были на разных системах. Пару раз мне даже приходилось сталкиваться с 95 и НТ =). Но речь не об этом.
Все мы прекрасно понимаем, что помнить все невозможно, а когда тебе звонят и спрашивают например: «как мне настроить параметры сети на win ME» невольно пытаешься вспомнить что там и как, и начинаешь заваливать и без того напуганного пользователя вопросами.
К чему я все это, да к тому что я решил для себя проблему, создав виртуалки с практически всеми популярными ОСями, и вопросы отпали сами собой, просто открывалась необходимая виртуалка, и я вместе с пользователем совершал действия необходимые для решения его проблемы.
Второе знакомство, или точнее второе применение ВМ нашлось, когда в конторе появился мощный сервак от HP. Через некоторое время стало ясно: То, что уже было поставлено на сервер не использует и 1/5 его возможностей, а кроме того, что уже стояло на нем (Вин 2к3 с АД, Ексч на 40 компов, фтп, иса) в него засунуть было невозможно, ибо все остальное было на никсах, и при этом на ужасно убогом железе 90х годов, как и то, что было перенесено на серв изначально. Я решил, что можно попробовать исправить ситуацию и заставить серв работать на 100%.
Сначала, я поставил ВМ прямо из под Винды и развернул на ней 3 виртуалки (в качестве эксперимента) и перенес на них часть никсоводов (в основном БД, и всякие эксперименты). На следующий день ко мне пришли удивленные сотрудники, с вопросом, что же случилось, что теперь все так летает. Я был приятно удивляет тем что в среднем, даже в пиковые моменты нагрузка сервера не превышала 40%, в связи с чем, следующая ночь была посвящена полному перебросу на виртуалки. В итоге было создано 7 ВМ, которые загрузили сервер на 80-90% иногда до 98% в пике, и наконец сожрали всю память. Таким образом было решено сразу несколько проблем.
1. Производительность станций.
2. Экономия электроэнергии
3. Снижение шума в жилище админа — серверной.
4. Высвобождение пространства (в общей сложности по отделам разъехалось 10 компов =))
5. Удобство управления. (получилась эдакая консоль)

Минус же в том, что подобные системы, в случае критичности отказа, обязательно должны полностью дублироваться, так как если накрывается одна машина (собственно наш сервак), то падает все =), но у меня такого не случалось.
Ну и машина должна быть достаточно мощной (проц, память, диски), потому что все распределяется между виртуалками.

Вот небольшая иллюстрация, отображающая смысл виртуализации, только в моем случае, A,B и C это слабенькие машинки загруженные на 90-100% а ABC Мощный сервер.

Еще ВМ используется мной, для безопасности, чуть не забыл.
Дело в том, что ВМ можно полностью изолировать от Материнской ОС, то есть вы можете не боятся экспериментировать с вирусами, левым софтом, можно так же проверять на них свой код, так как виртуалку намного проще восстановить, чем свою основную машину, плюс она всегда может быть под рукой.
Админу, она может так же помочь дома: можно спокойно экспериментировать создавая виртуальные сети, эмулируя сервисы.

admion
Есть еще вариант использования ВМ для обучения, например ознакомление с nix системами, многих пугает что при установке они могут случайно отформатировать жесткий диск, а установить что-то новое на ВМ более безопасно для системы.
Также можно использовать для тестов новых систем (тотже самый win7)

Что такое технология виртуализации и виртуальная машина?

Типы виртуализации

Виртуализация серверов

Виртуализация серверов

позволяет нескольким операционным системам работать на одном физическом сервере в качестве высокоэффективных виртуальных машин. Основные преимущества включают в себя:

  • Повышение эффективности ИТ
  • Снижение эксплуатационных расходов
  • Более быстрое развертывание рабочей нагрузки
  • Повышение производительности приложений
  • Более высокая доступность сервера
  • Устранено разрастание и сложность сервера

Узнайте больше о vSphere

Тест-драйв vSphere бесплатно

Виртуализация сети

Полностью воспроизводя физическую сеть, виртуализация сети позволяет приложениям работать в виртуальной сети, как если бы они работали в физической сети, но с большими эксплуатационными преимуществами и всеми аппаратными независимыми возможностями виртуализации.(Виртуализация сети представляет логические сетевые устройства и сервисы — логические порты, коммутаторы, маршрутизаторы, брандмауэры, балансировщики нагрузки, VPN и т. Д. — для подключенных рабочих нагрузок.)

Узнайте больше о виртуализации сети с NSX

Тест-драйв NSX бесплатно

Виртуализация рабочего стола

Развертывание настольных компьютеров как управляемой службы позволяет ИТ-организациям быстрее реагировать на меняющиеся потребности на рабочем месте и появляющиеся возможности.Виртуальные рабочие столы и приложения также могут быть быстро и легко доставлены в филиалы, сторонним и оффшорным сотрудникам, а также мобильным работникам с помощью планшетов iPad и Android.

Подробнее о виртуализации десктопов с помощью Horizon

Тест-драйв Горизонт бесплатно

виртуализации против облачных вычислений

Несмотря на одинаково достойные технологии, виртуализация и облачные вычисления не являются взаимозаменяемыми.Виртуализация — это программное обеспечение, которое делает вычислительную среду независимой от физической инфраструктуры, в то время как облачные вычисления — это услуга, которая предоставляет общие вычислительные ресурсы (программное обеспечение и / или данные) по запросу через Интернет. В качестве дополнительных решений организации могут начать с виртуализации своих серверов, а затем перейти к облачным вычислениям для еще большей гибкости и самообслуживания.

Подробнее о наших облачных сервисах

,

Что такое виртуализация?

Традиционно да. Часто было проще и надежнее запускать отдельные задачи на отдельных серверах: 1 сервер, 1 операционная система, 1 задача. Нелегко было дать одному серверу несколько мозгов. Но с помощью виртуализации вы можете разделить почтовый сервер на 2 уникальных, которые могут обрабатывать независимые задачи, чтобы можно было перенести устаревшие приложения. Это то же самое оборудование, вы просто используете его более эффективно.

Краткая история виртуализации

Хотя технологию виртуализации можно найти еще в 1960-х годах, она не получила широкого распространения до начала 2000-х годов.Технологии, обеспечивающие виртуализацию, такие как гипервизоры, были разработаны десятилетия назад, чтобы предоставить нескольким пользователям одновременный доступ к компьютерам, которые выполняли пакетную обработку. Пакетная обработка была популярным компьютерным стилем в бизнес-секторе, который выполнял рутинные задачи тысячи раз очень быстро (например, расчет заработной платы).

Но в течение следующих нескольких десятилетий популярность других решений проблемы множества пользователей / одного компьютера возросла, а виртуализация — нет. Одним из таких решений было разделение времени, которое изолировало пользователей в операционных системах, что непреднамеренно привело к появлению других операционных систем, таких как UNIX, которые в конечном итоге уступили место Linux®.В то же время виртуализация оставалась в значительной степени непринятой, нишевой технологией.

Перенесемся в 1990-е. У большинства предприятий были физические серверы и ИТ-стеки от одного поставщика, что не позволяло старым приложениям работать на оборудовании другого поставщика. По мере того, как компании обновляли свои ИТ-среды менее дорогими стандартными серверами, операционными системами и приложениями от различных поставщиков, они были привязаны к недоиспользуемому физическому оборудованию — на каждом сервере могла выполняться только 1 задача конкретного поставщика.

Вот где действительно взлетела виртуализация. Это было естественное решение двух проблем: компании могли разделять свои серверы и , чтобы запускать устаревшие приложения на нескольких типах и версиях операционных систем. Серверы стали использоваться более эффективно (или не использоваться вообще), что позволило сократить расходы, связанные с приобретением, настройкой, охлаждением и техническим обслуживанием.

Широко распространенная применимость виртуализации помогла уменьшить привязку к поставщикам и сделала ее основой облачных вычислений.Сегодня на предприятиях настолько распространено, что часто требуется специальное программное обеспечение для управления виртуализацией, чтобы отслеживать все это.

Как работает виртуализация?

Программное обеспечение, называемое гипервизорами, отделяет физические ресурсы от виртуальных сред — вещей, которые нуждаются в этих ресурсах. Гипервизоры могут располагаться поверх операционной системы (например, на ноутбуке) или быть установлены непосредственно на аппаратном обеспечении (например, на сервере), как это происходит на большинстве предприятий. Гипервизоры забирают ваши физические ресурсы и разделяют их так, чтобы их могли использовать виртуальные среды.

Когда виртуальная среда работает и пользователь или программа выдает инструкцию, которая требует дополнительных ресурсов от физической среды, гипервизор передает запрос физической системе и кэширует изменения — что все происходит с близкой к собственной скорости (особенно если запрос отправляется через гипервизор с открытым исходным кодом на основе KVM, виртуальной машины на основе ядра).


Типы виртуализации

.

Что такое виртуализация? | IBM

Виртуализация — это процесс, который позволяет более эффективно использовать физическое компьютерное оборудование и является основой облачных вычислений.

Что такое виртуализация?

Виртуализация использует программное обеспечение для создания уровня абстракции над компьютерным оборудованием, которое позволяет разделить аппаратные элементы одного компьютера — процессоры, память, хранилище и т. Д. — на несколько виртуальных компьютеров, обычно называемых виртуальными машинами (ВМ).Каждая виртуальная машина работает со своей собственной операционной системой (ОС) и ведет себя как независимый компьютер, даже если она работает только на части фактического базового компьютерного оборудования.

Из этого следует, что виртуализация позволяет более эффективно использовать физическое компьютерное оборудование и обеспечивает большую отдачу от инвестиций в оборудование организации.

Сегодня виртуализация — это стандартная практика в корпоративной ИТ-архитектуре. Это также технология, которая управляет экономикой облачных вычислений.Виртуализация позволяет облачным провайдерам обслуживать пользователей с их существующим физическим компьютерным оборудованием; он позволяет пользователям облачных вычислений приобретать только те вычислительные ресурсы, которые им нужны, когда им это необходимо, и экономически эффективно масштабировать эти ресурсы по мере роста их рабочих нагрузок.

Дополнительный обзор работы виртуализации см. В нашем видео «Объяснение виртуализации» (5:20):

Преимущества виртуализации

Виртуализация дает операторам и поставщикам услуг несколько преимуществ:

  • Эффективность использования ресурсов: До виртуализации каждому серверу приложений требовался собственный выделенный физический ЦП — ИТ-персонал приобретал и настраивал отдельный сервер для каждого приложения, которое они хотели запустить.(По соображениям надежности ИТ-отдел предпочитал одно приложение и одну операционную систему (ОС).) Неизменно каждый физический сервер использовался бы недостаточно. В отличие от этого, виртуализация серверов позволяет запускать несколько приложений — каждое на своей виртуальной машине с собственной ОС — на одном физическом компьютере (обычно на сервере x86) без ущерба для надежности. Это позволяет максимально использовать вычислительную мощность физического оборудования.
  • Упрощенное управление: Замена физических компьютеров виртуальными машинами с программным обеспечением упрощает использование и управление политиками, написанными в программном обеспечении.Это позволяет создавать автоматизированные рабочие процессы управления ИТ-услугами. Например, инструменты автоматического развертывания и настройки позволяют администраторам определять коллекции виртуальных машин и приложений как сервисы в шаблонах программного обеспечения. Это означает, что они могут устанавливать эти службы многократно и последовательно, без обременительных и трудоемких операций. и подверженная ошибкам ручная настройка. Администраторы могут использовать политики безопасности виртуализации для назначения определенных конфигураций безопасности в зависимости от роли виртуальной машины.Политики могут даже повысить эффективность использования ресурсов, удаляя неиспользуемые виртуальные машины для экономии места и вычислительной мощности.
  • Минимальное время простоя: Сбои ОС и приложений могут привести к простоям и ухудшить производительность пользователей. Администраторы могут запускать несколько избыточных виртуальных машин вместе и переключаться между ними при возникновении проблем. Запуск нескольких избыточных физических серверов дороже.
  • Ускорение подготовки: Покупка, установка и настройка оборудования для каждого приложения занимает много времени.При условии, что оборудование уже установлено, подготовка виртуальных машин для запуска всех ваших приложений выполняется значительно быстрее. Вы даже можете автоматизировать его с помощью программного обеспечения для управления и встроить его в существующие рабочие процессы.

Более подробное описание потенциальных преимуществ см. В разделе «5 преимуществ виртуализации».

Решения

Несколько компаний предлагают решения для виртуализации, охватывающие конкретные задачи центра обработки данных или ориентированные на конечных пользователей сценарии виртуализации настольных систем.Более известные примеры включают VMware, которая специализируется на виртуализации серверов, настольных компьютеров, сетей и хранилищ; Citrix, которая занимает нишу в области виртуализации приложений, но также предлагает решения для виртуализации серверов и виртуальных рабочих столов; и Microsoft, чье решение для виртуализации Hyper-V поставляется с Windows и ориентировано на виртуальные версии серверов и настольных компьютеров.

Виртуальные машины (ВМ)

Виртуальные машины (ВМ) — это виртуальные среды, которые имитируют физические вычисления в программной форме.Обычно они содержат несколько файлов, содержащих конфигурацию виртуальной машины, хранилище для виртуального жесткого диска и некоторые снимки виртуальной машины, которые сохраняют свое состояние в определенный момент времени.

Полный обзор виртуальных машин см. В разделе «Виртуальные машины: полное руководство».

Гипервизоры

Гипервизор — это программный уровень, который координирует виртуальные машины. Он служит интерфейсом между виртуальной машиной и базовым физическим оборудованием, обеспечивая каждому доступ к физическим ресурсам, которые ему необходимы для выполнения.Это также гарантирует, что виртуальные машины не будут мешать друг другу, воздействуя на пространство памяти или циклы вычислений друг друга.

Существует два типа гипервизоров:

  • Тип 1 или «железные» гипервизоры взаимодействуют с базовыми физическими ресурсами, полностью заменяя традиционную операционную систему. Они чаще всего появляются в сценариях виртуальных серверов.
  • Гипервизоры типа 2 работают в качестве приложения в существующей ОС.Наиболее часто используемые на конечных устройствах для запуска альтернативных операционных систем, они несут снижение производительности, поскольку они должны использовать хост-ОС для доступа и координации базовых аппаратных ресурсов.

«Гипервизоры: полное руководство» содержит исчерпывающий обзор всего, что касается гипервизоров.

Типы виртуализации

До этого момента мы обсуждали виртуализацию серверов, но многие другие элементы ИТ-инфраструктуры могут быть виртуализированы, чтобы предоставить значительные преимущества ИТ-менеджерам (в частности) и предприятию в целом.В этом разделе мы рассмотрим следующие типы виртуализации:

  • Виртуализация десктопов
  • Виртуализация сети
  • Виртуализация хранилища
  • Виртуализация данных
  • Виртуализация приложений
  • Виртуализация центров обработки данных
  • Виртуализация ЦП
  • Виртуализация графических процессоров
  • Виртуализация Linux
  • Облачная виртуализация

Виртуализация десктопов

Виртуализация рабочего стола

позволяет запускать несколько операционных систем для настольных компьютеров, каждая из которых имеет собственную виртуальную машину на одном компьютере.

Существует два типа виртуализации десктопов:

  • Инфраструктура виртуальных рабочих столов (VDI) запускает несколько рабочих столов в виртуальных машинах на центральном сервере и передает их пользователям, которые входят в систему на устройствах тонких клиентов. Таким образом, VDI позволяет организации предоставлять своим пользователям доступ к различным ОС с любого устройства, не устанавливая ОС на любом устройстве.
  • Виртуализация локальных рабочих столов запускает гипервизор на локальном компьютере, позволяя пользователю запускать одну или несколько дополнительных ОС на этом компьютере и при необходимости переключаться с одной ОС на другую, не меняя ничего в основной ОС.

Для получения дополнительной информации о виртуальных рабочих столах см. «Рабочий стол как услуга (DaaS): Полное руководство».

Виртуализация сети

Виртуализация сети использует программное обеспечение для создания «вида» сети, который администратор может использовать для управления сетью с единой консоли. Он абстрагирует аппаратные элементы и функции (например, соединения, коммутаторы, маршрутизаторы и т. Д.) И абстрагирует их в программное обеспечение, работающее на гипервизоре. Администратор сети может изменять и контролировать эти элементы, не касаясь базовых физических компонентов, что значительно упрощает управление сетью.

Типы виртуализации сети включают программно-определяемой сети (SDN) , которая виртуализирует аппаратное обеспечение, управляющее маршрутизацией сетевого трафика (называемое «плоскостью управления»), и виртуализация сетевых функций (NFV) , которая виртуализирует одно или несколько аппаратных устройств. которые предоставляют определенную сетевую функцию (например, брандмауэр, балансировщик нагрузки или анализатор трафика), что упрощает настройку, предоставление и управление этими устройствами.

Виртуализация хранилища

Виртуализация хранилища

позволяет осуществлять доступ и управление всеми устройствами хранения в сети — независимо от того, установлены они на отдельных серверах или автономных устройствах хранения — как единое устройство хранения.В частности, виртуализация хранилища объединяет все блоки хранилища в единый общий пул, из которого они могут быть назначены любой виртуальной машине в сети по мере необходимости. Виртуализация хранилища упрощает выделение хранилища для виртуальных машин и максимально использует все доступное хранилище в сети.

Чтобы подробнее ознакомиться с виртуализацией хранилища, ознакомьтесь с разделом «Что такое облачное хранилище?»

Виртуализация данных

Современные предприятия хранят данные из нескольких приложений, используя несколько форматов файлов, в разных местах, от облачных до локальных аппаратных и программных систем.Виртуализация данных позволяет любому приложению получать доступ ко всем этим данным независимо от их источника, формата или местоположения.

Инструменты виртуализации данных создают программный уровень между приложениями, обращающимися к данным, и системами, хранящими их. Уровень переводит запрос данных или запрос приложения по мере необходимости и возвращает результаты, которые могут охватывать несколько систем. Виртуализация данных может помочь разрушить бункеры данных, когда другие типы интеграции неосуществимы, желательны или недоступны.

Виртуализация приложений

Виртуализация приложений запускает прикладное программное обеспечение, не устанавливая его непосредственно в ОС пользователя.Это отличается от полной виртуализации рабочего стола (упомянутой выше), поскольку в виртуальной среде работает только приложение — ОС на устройстве конечного пользователя работает как обычно. Существует три типа виртуализации приложений:

  • Виртуализация локальных приложений: Все приложение выполняется на конечном устройстве, но выполняется в среде выполнения, а не на собственном оборудовании.
  • Потоковое приложение: Приложение находится на сервере, который при необходимости отправляет небольшие компоненты программного обеспечения для запуска на устройстве конечного пользователя.
  • Виртуализация приложений на основе сервераT Приложение работает полностью на сервере, который отправляет клиентскому устройству только свой пользовательский интерфейс.

Виртуализация ЦОД

Виртуализация ЦОД превращает большую часть оборудования ЦОД в программное обеспечение, позволяя администратору разделить один физический центр данных на несколько виртуальных ЦОД для разных клиентов.

Каждый клиент может получить доступ к своей собственной инфраструктуре как услуге (IaaS), которая будет работать на том же базовом физическом оборудовании.Виртуальные центры обработки данных позволяют легко освоить облачные вычисления, что позволяет компании быстро настроить полную среду центра обработки данных, не покупая инфраструктурное оборудование.

Виртуализация ЦП

Виртуализация центрального процессора (CPU) — это фундаментальная технология, которая делает возможными гипервизоры, виртуальные машины и операционные системы. Это позволяет разделить один ЦП на несколько виртуальных ЦП для использования несколькими ВМ.

Сначала виртуализация ЦП была полностью определена программным обеспечением, но многие из современных процессоров включают расширенные наборы команд, поддерживающие виртуализацию ЦП, что повышает производительность ВМ.

Виртуализация графических процессоров

Графический процессор (GPU) — это специальный многоядерный процессор, который повышает общую производительность вычислений за счет графической или математической обработки в тяжелых условиях. Виртуализация с помощью графического процессора позволяет нескольким виртуальным машинам использовать всю или часть вычислительной мощности одного графического процессора для более быстрого видео, искусственного интеллекта (ИИ) и других графических или математических приложений.

  • Сквозные графические процессоры делают весь графический процессор доступным для одной гостевой ОС.
  • Общий vGPU с делит физические ядра графических процессоров между несколькими виртуальными графическими процессорами (vGPU) для использования виртуальными машинами на базе сервера.

Для получения дополнительной информации о графических процессорах и их возможностях, посмотрите наше видео «Объясненные графические процессоры» (7:29):

Виртуализация Linux

Linux включает в себя собственный гипервизор, называемый виртуальной машиной на основе ядра (KVM), который поддерживает расширения процессора виртуализации Intel и AMD, поэтому вы можете создавать виртуальные машины на базе x86 изнутри хост-системы Linux.

Как ОС с открытым исходным кодом, Linux обладает широкими возможностями настройки. Вы можете создавать виртуальные машины под управлением версий Linux, адаптированных для конкретных рабочих нагрузок, или усиленных версий для более чувствительных приложений.

Облачная виртуализация

Как отмечалось выше, модель облачных вычислений зависит от виртуализации. Виртуализируя серверы, хранилища и другие ресурсы физического центра обработки данных, поставщики облачных вычислений могут предлагать клиентам широкий спектр услуг, включая следующие:

  • Инфраструктура как услуга (IaaS): Виртуализированные ресурсы сервера, хранилища и сети, которые вы можете настроить в соответствии с их требованиями.
  • Платформа как услуга (PaaS): Виртуализированные инструменты разработки, базы данных и другие облачные сервисы, которые можно использовать для создания собственных облачных приложений и решений.
  • Программное обеспечение как услуга (SaaS) : программные приложения, которые вы используете в облаке. SaaS — облачный сервис, наиболее абстрагированный от аппаратного обеспечения.

Если вы хотите узнать больше об этих моделях облачных сервисов, см. Наше руководство: «IaaS против PaaS против SaaS».

против виртуализацииконтейнеризация

Виртуализация сервера воспроизводит весь компьютер аппаратно, а затем запускает всю ОС. ОС запускает одно приложение. Это эффективнее, чем отсутствие виртуализации, но все равно дублирует ненужный код и службы для каждого приложения, которое вы хотите запустить.

Контейнеры используют альтернативный подход. Они разделяют ядро ​​операционной системы, работают только приложение и все, от чего оно зависит, например, библиотеки программного обеспечения и переменные среды.Это делает контейнеры меньше и быстрее разворачивается.

Для глубокого погружения в контейнеры и контейнеризацию, посмотрите «Контейнеры: Полное руководство» и «Контейнерство: Полное руководство».

Ознакомьтесь с постом в блоге «Контейнеры против виртуальных машин: какая разница?» для более близкого сравнения.

В следующем видео Саи Веннам разбивает основы контейнеризации и ее сравнение с виртуализацией с помощью виртуальных машин (8:09):

VMware

VMware создает программное обеспечение для виртуализации.VMware начала предлагать только виртуализацию серверов — ее гипервизор ESX (теперь ESXi) был одним из первых коммерчески успешных продуктов виртуализации. Сегодня VMware также предлагает решения для виртуализации сетей, хранилищ и настольных компьютеров.

Подробное описание всего, что связано с VMware, см. В разделе «VMware: полное руководство».

Безопасность

Виртуализация

предлагает некоторые преимущества безопасности. Например, виртуальные машины, зараженные вредоносными программами, можно откатить к моменту времени (так называемому снимку), когда виртуальная машина была незаражена и стабильна; они также могут быть легко удалены и воссозданы.Вы не всегда можете вылечить не виртуализированную ОС, потому что вредоносные программы часто глубоко интегрированы в основные компоненты ОС, сохраняя за собой откат системы.

Виртуализация

также представляет некоторые проблемы безопасности. Если злоумышленник скомпрометирует гипервизор, он потенциально владеет всеми виртуальными машинами и гостевыми операционными системами. Поскольку гипервизоры могут также позволить виртуальным машинам взаимодействовать между собой, не касаясь физической сети, может быть трудно увидеть их трафик и, следовательно, обнаружить подозрительную активность.

Гипервизор типа 2 в операционной системе хоста также подвержен риску компрометации операционной системы.

На рынке представлен ряд продуктов для обеспечения безопасности виртуализации, которые могут сканировать и исправлять виртуальные машины на наличие вредоносных программ, шифровать целые виртуальные диски виртуальных машин, а также контролировать и контролировать доступ к виртуальным машинам.

Виртуализация и IBM

IBM Cloud предлагает полный набор облачных решений для виртуализации, от публичных облачных сервисов до частных и гибридных облачных предложений. Вы можете использовать его для создания и запуска виртуальной инфраструктуры, а также воспользоваться услугами от облачного ИИ до миграции рабочей нагрузки VMware с помощью IBM Cloud for VMware Solutions.

Зарегистрируйте сегодня учетную запись IBM Cloud.

,

Что такое виртуализация? | Opensource.com

Виртуализация — это процесс запуска виртуального экземпляра компьютерной системы на уровне, абстрагированном от реального оборудования. Чаще всего это относится к запуску нескольких операционных систем в компьютерной системе одновременно. Для приложений, запущенных поверх виртуализированной машины, это может выглядеть так, как будто они находятся на своей выделенной машине, где операционная система, библиотеки и другие программы являются уникальными для гостевой виртуализированной системы и не связаны с операционной системой хоста, которая находится под этим.

Есть много причин, почему люди используют виртуализацию в вычислительной технике. Для пользователей настольных компьютеров чаще всего используется возможность запуска приложений, предназначенных для другой операционной системы, без необходимости переключения компьютеров или перезагрузки в другую систему. Для администраторов серверов виртуализация также дает возможность запускать разные операционные системы, но, возможно, что еще более важно, она предлагает способ сегментирования большой системы на множество более мелких частей, что позволяет более эффективно использовать сервер рядом различных пользователей. или приложения с различными потребностями.Это также обеспечивает изоляцию, сохраняя программы, работающие внутри виртуальной машины, в безопасности от процессов, происходящих в другой виртуальной машине на том же хосте.

Что такое гипервизор?

Гипервизор — это программа для создания и запуска виртуальных машин. Гипервизоры традиционно делятся на два класса: гипервизоры типа «один» или «голые железные» гипервизоры, которые запускают гостевые виртуальные машины непосредственно на аппаратном обеспечении системы, по сути, действуя как операционная система. Гипервизоры второго типа или «размещенные» ведут себя больше как традиционные приложения, которые можно запускать и останавливать как обычные программы.В современных системах это разделение менее распространено, особенно в таких системах, как KVM. KVM, сокращение от виртуальной машины на основе ядра, является частью ядра Linux, которое может запускать виртуальные машины напрямую, хотя вы все равно можете использовать систему с виртуальными машинами KVM в качестве обычного компьютера.

Что такое виртуальная машина?

Виртуальная машина — это эмулированный эквивалент компьютерной системы, работающей поверх другой системы. Виртуальные машины могут иметь доступ к любому количеству ресурсов: вычислительной мощности через аппаратный, но ограниченный доступ к процессору и памяти хост-машины; одно или несколько физических или виртуальных дисковых устройств для хранения; виртуальный или реальный сетевой интерфейс; а также любые устройства, такие как видеокарты, USB-устройства или другое оборудование, совместно используемое с виртуальной машиной.Если виртуальная машина хранится на виртуальном диске, это часто называют образом диска. Образ диска может содержать файлы для загрузки виртуальной машины или может содержать любые другие специфические потребности хранения.

В чем разница между контейнером и виртуальной машиной?

Возможно, вы слышали о контейнерах Linux, которые концептуально похожи на виртуальные машины, но работают несколько иначе. В то время как контейнеры и виртуальные машины позволяют запускать приложения в изолированной среде, что позволяет размещать многие из них на одной машине, как если бы они были отдельными компьютерами, контейнеры не являются полными независимыми машинами.Контейнер — это на самом деле просто изолированный процесс, который использует то же ядро ​​Linux, что и операционная система хоста, а также библиотеки и другие файлы, необходимые для выполнения программы, выполняющейся внутри контейнера, часто с сетевым интерфейсом, так что контейнер может быть представлен миру так же, как виртуальная машина. Обычно контейнеры предназначены для запуска одной программы, а не для эмуляции полноценного многоцелевого сервера.

Где я могу узнать больше?

Хотите узнать, как начать работу с виртуализацией? У нас есть много ресурсов для вас.Обязательно ознакомьтесь с нашим набором тегов виртуализации или посмотрите одну из этих замечательных статей.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.