Для чего нужна виртуализация: Что такое виртуализация сервера, как она работает и зачем нужна

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 — что это такое, как включить, зачем нужна и что она делает?

ZEL-Услуги
»Пресс-центр
»Термины IT
»Виртуализация

Виртуализация (Virtualization) — простыми словами, это технология программного представления виртуальной версии ИТ-продуктов. К ним относятся операционные системы, аппаратные платформы (компьютеры и сервера), массивы хранения данных (файловые хранилища) и ресурсы компьютерных сетей.

Руководство для начинающих по виртуализации ➡

Что делает виртуализация?

Самое эффективное из всего, что делает виртуализация, относится к снижению расходов пользователя (от единственного предпринимателя до огромной организации) на информационные технологии с получением максимальных возможностей без приобретения продуктов и оборудования, которые доступны виртуально на гибких условиях.

Зачем нужна виртуализация?

Снижает затраты на ИТ-инструменты, обеспечивает их гибкость и масштабируемость. Технология открывает возможности более простого управления рабочими нагрузками, повышает производительность и доступность ресурсов. Виртуализация автоматизирует процессы экономичного владения и эксплуатации ИТ.

Узнайте, как использовать технологию виртуализации для увеличения прибыли ➡

Основные преимущества

  • Снижение расходов (капитальных и эксплуатационных).

  • Устранение времени простоя (или минимизация).

  • Рост быстродействия и эффективности.

  • Сокращение времени реагирования на сбои.

  • Ускоренное развёртывание приложений и ресурсов.

  • Устойчивость бизнеса и восстановление в случае сбоев.

  • Упрощённый контроль за базами данных.

  • Наличие настоящего Программно-определяемого ЦОД.

Пользователь должен точно представлять, что нужно для виртуализации и её эффективного применения. Квалифицированные технические специалисты тщательно планируют процесс развёртывания технологии и настраивают виртуальные машины (то есть файлы данных на ПК) с использованием указанных выше преимуществ. Не понимая, как включить виртуализацию, вы рискуете снижением производительности, к чему приводит нерациональное использование ресурсов.

Рассчитайте стоимость виртуализации в «ZEL-Услуги» ➡

Что включено в технологию виртуализации?


  1. Виртуализация данных

    Собирая данные из разных источников, получите их единое представление в требуемой форме путём преобразования средствами виртуализации.


  2. Виртуализация операционных систем

    Выступает в роли инструмента единовременного использования разных программных сред на одном компьютере (например, Windows и Linux) с использованием ядра действующей операционной системы и возможностями передачи виртуальных сред на другие компьютеры (для снижения расходов на оборудование и повышения безопасности ввиду изоляции ПО).


  3. Виртуализация рабочего места

    В отличие от виртуализации операционных систем, когда на одном компьютере запускается несколько программных оболочек, этот инструмент позволяет единовременно и массово развёртывать рабочие среды на других компьютерах, планшетах, смартфонах.


  4. Виртуализация серверов

    Применяется для повышения доступности сервера (компьютера с эффективной обработкой массивов задач) и распределения компонентов с целью обслуживания конкретных функций. Несколько операционных систем запускаются в виде виртуальных машин на одном физическом сервере.


  5. Виртуализация сетевых функций

    Позволяет воспроизвести физическую сеть для приложений с предоставлением логических сетевых устройств, общего доступа к файлам и сервисов в виде коммутаторов, маршрутизаторов, брандмауэров, VPN, автоматизированным распределением нагрузки и так далее для уменьшения затрат на оборудование.

Виртуализация делает вычислительную среду независимой от физической инфраструктуры. В качестве дополнительных решений организации могут начать с виртуализации своих серверов, а затем перейти к облачным вычислениям для еще большей гибкости и самообслуживания.


 


Компания ZEL-Услуги

Обратитесь за консультацией по услугам виртуализации в компанию ИТ-аутсорсинга для дальнейшей экспертной поддержки и консультации по этой теме и любым другим техническим вопросам.

Читайте также
  • AR — что это такое?
  • 6G-интернет: что значит связь 6G-поколения для России?
  • Что такое API: простыми словами, что значит и что делает.
  • Что такое фишинг, простыми словами?
  • IT-Директор — кто это, что делает, чем занимается ИТ-директор?
Может быть интересно
  • Онлайн конструктор тарифов
  • Цены и тарифы на ИТ-аутсорсинг
  • Абонентское обслуживание компьютеров
  • ИТ-директор
  • Настройка и обслуживание серверов

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, что позволяет разделить аппаратные элементы одного компьютера — процессоры, память, хранилище и многое другое — на несколько виртуальных компьютеров, обычно называемых виртуальными машинами (ВМ). Каждая виртуальная машина работает под управлением собственной операционной системы (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 организации в аппаратное обеспечение.

Сегодня виртуализация является стандартной практикой в ​​корпоративной ИТ-архитектуре. Это также технология, которая движет экономикой облачных вычислений. Виртуализация позволяет поставщикам облачных услуг обслуживать пользователей с помощью имеющегося у них физического компьютерного оборудования; это позволяет пользователям облака приобретать только те вычислительные ресурсы, которые им нужны, когда они им нужны, и экономически эффективно масштабировать эти ресурсы по мере роста их рабочих нагрузок.

Дополнительный обзор того, как работает виртуализация, см. в нашем видео «Объяснение виртуализации» (5:20):

Преимущества виртуализации

Виртуализация дает операторам центров обработки данных и поставщикам услуг несколько преимуществ:

  • Эффективность использования ресурсов: До виртуализации каждому серверу приложений требовался собственный выделенный физический ЦП — ИТ-специалисты покупали и настраивали отдельный сервер для каждого приложения, которое они хотели запускать. (Из соображений надежности ИТ-отдел предпочел одно приложение и одну операционную систему (ОС) на компьютер.) Каждый физический сервер неизменно использовался недостаточно. Напротив, виртуализация серверов позволяет запускать несколько приложений — каждое на собственной 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.
  • Более простое управление: Замена физических компьютеров программно определяемыми виртуальными машинами 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 наборы виртуальных машин и приложений как службы в шаблонах программного обеспечения. Это означает, что они могут многократно и последовательно устанавливать эти службы без громоздких и трудоемких операций. и подверженная ошибкам ручная настройка. Администраторы могут использовать политики безопасности виртуализации для обязательной настройки определенных конфигураций безопасности в зависимости от роли виртуальной машины. Политики могут даже повысить эффективность использования ресурсов за счет вывода из эксплуатации неиспользуемых виртуальных машин для экономии места и вычислительной мощности.
  • Минимальное время простоя: Сбои ОС и приложений могут привести к простоям и снизить производительность пользователей. Администраторы могут запускать несколько резервных виртуальных машин рядом друг с другом и переключаться между ними при возникновении проблем. Запуск нескольких резервных физических серверов обходится дороже.
  • Более быстрая подготовка: Покупка, установка и настройка оборудования для каждого приложения требует 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 в существующие рабочие процессы.

Подробнее о потенциальных преимуществах см. в разделе «5 преимуществ виртуализации».

Решения

Несколько компаний предлагают решения по виртуализации, охватывающие конкретные задачи центров обработки данных или ориентированные на конечных пользователей сценарии виртуализации настольных компьютеров. Более известные примеры включают VMware, которая специализируется на виртуализации серверов, рабочих столов, сетей и систем хранения данных; Citrix, занимающая нишу в области виртуализации приложений, но также предлагающая 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 состоят из нескольких файлов, содержащих конфигурацию виртуальной машины, хранилище для виртуального жесткого диска и несколько моментальных снимков виртуальной машины, которые сохраняют ее состояние в определенный момент времени.

Полный обзор виртуальных машин см. в разделе «Что такое виртуальная машина?»

Гипервизоры

Гипервизор — это программный уровень, координирующий виртуальные машины. Он служит интерфейсом между виртуальной машиной и базовым физическим оборудованием, гарантируя, что каждый из них имеет доступ к физическим ресурсам, необходимым для выполнения. Это также гарантирует, что виртуальные машины не будут мешать друг другу, нарушая пространство памяти или вычислительные циклы друг друга.

Существует два типа гипервизоров:

  • Тип 1 или «голые» гипервизоры взаимодействуют с базовыми физическими ресурсами, полностью заменяя традиционную операционную систему. Чаще всего они появляются в сценариях виртуальных серверов.
  • Гипервизоры типа 2 запускаются как приложение в существующей ОС. Чаще всего используемые на конечных устройствах для запуска альтернативных операционных систем, они несут накладные расходы на производительность, 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 сих пор 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 рабочего стола
  • Виртуализация сети
  • Виртуализация хранилища
  • Виртуализация данных
  • Виртуализация приложений
  • Виртуализация центра обработки данных
  • Виртуализация процессора
  • Виртуализация графического процессора
  • Виртуализация Linux
  • Облачная виртуализация

Виртуализация рабочего стола

Виртуализация рабочего стола позволяет запускать несколько операционных систем рабочего стола, каждая из которых находится на отдельной виртуальной машине на одном компьютере.

Существует два типа виртуализации рабочих столов:

  • Инфраструктура виртуальных рабочих столов (VDI) запускает несколько рабочих столов на 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 без установки ОС на какое-либо устройство. См. «Что такое инфраструктура виртуальных рабочих столов (VDI)?» для более подробного объяснения.
  • Локальная виртуализация рабочего стола запускает гипервизор на локальном компьютере, позволяя пользователю запускать на этом компьютере одну или несколько дополнительных ОС и переключаться с одной ОС на другую по мере необходимости, ничего не меняя в основной ОС.

Дополнительные сведения о виртуальных рабочих столах см. в разделе «Рабочий стол как услуга (DaaS)».

Виртуализация сети

Виртуализация сети использует программное обеспечение для создания «представления» сети, которое 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. Сетевой администратор может изменять и контролировать эти элементы, не касаясь лежащих в их основе физических компонентов, что значительно упрощает управление сетью.

Типы сетевой виртуализации включают программно-определяемые сети (SDN) , которые виртуализируют оборудование, управляющее маршрутизацией сетевого трафика (так называемая «плоскость управления»), и виртуализацию сетевых функций (NFV) , которые виртуализируют одно или несколько аппаратных средств. устройства, обеспечивающие определенные сетевые функции (например, брандмауэр, балансировщик нагрузки или анализатор трафика), упрощающие настройку, предоставление и управление этими устройствами.

Виртуализация хранилища

Виртуализация хранилища позволяет получить доступ ко всем устройствам хранения в сети — независимо от того, установлены ли они на отдельных серверах или автономных устройствах хранения — как к одному устройству 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 позволяет максимально использовать все доступное хранилище в сети.

Более подробно о виртуализации хранилища см. в разделе «Что такое облачное хранилище?»

Виртуализация данных

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

Средства виртуализации данных создают программный слой между приложениями, получающими доступ к данным, и системами, в которых они хранятся. Уровень преобразует запрос или запрос данных приложения по мере необходимости и возвращает результаты, которые могут охватывать несколько систем. Виртуализация данных может помочь разрушить хранилища данных, когда другие типы интеграции нецелесообразны, желательны или доступны по цене.

Виртуализация приложений

Виртуализация приложений запускает прикладное программное обеспечение без его установки 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:

  • Локальная виртуализация приложений: Все приложение работает на конечном устройстве, но в среде выполнения, а не на собственном оборудовании.
  • Потоковая передача приложений: Приложение находится на сервере, который при необходимости отправляет небольшие компоненты программного обеспечения для запуска на устройстве конечного пользователя.
  • Виртуализация приложений на базе сервера Приложение полностью выполняется на сервере, который отправляет на клиентское устройство только свой пользовательский интерфейс.

Виртуализация центра обработки данных

Виртуализация центра обработки данных абстрагирует большую часть аппаратного обеспечения центра обработки данных в программное обеспечение, эффективно позволяя администратору разделить один физический центр обработки данных на несколько виртуальных центров обработки данных для различных 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 предлагают простой переход к облачным вычислениям, позволяя компании быстро настроить полноценную среду центра обработки данных без приобретения инфраструктурного оборудования.

Виртуализация ЦП

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

Сначала виртуализация ЦП была полностью программно-определяемой, но многие современные процессоры включают расширенные наборы инструкций, поддерживающие виртуализацию ЦП, что повышает производительность ВМ.

Виртуализация графического процессора

Графический процессор (графический процессор) — это специальный многоядерный процессор, повышающий общую вычислительную производительность за счет выполнения тяжелой графической или математической обработки. Виртуализация 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.
  • Общие vGPU разделяют физические ядра GPU между несколькими виртуальными GPU (vGPU) для использования серверными виртуальными машинами.

Виртуализация Linux

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

Будучи ОС с открытым исходным кодом, Linux обладает широкими возможностями настройки. Вы можете создавать виртуальные машины с версиями Linux, предназначенными для определенных рабочих нагрузок, или версиями с повышенной безопасностью для более важных приложений.

Виртуализация в облаке

Как отмечалось выше, модель облачных вычислений зависит от виртуализации. Виртуализируя серверы, хранилища и другие ресурсы физических центров обработки данных, поставщики облачных вычислений могут предлагать клиентам ряд услуг, в том числе следующие: 

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

Если вы хотите узнать больше об этих моделях облачных услуг, см. наше руководство: «IaaS, PaaS и SaaS».

Виртуализация и контейнеризация

Виртуализация сервера воспроизводит весь компьютер на аппаратном уровне, на котором затем работает вся ОС. ОС запускает одно приложение. Это более эффективно, чем полное отсутствие виртуализации, но все равно дублирует ненужный код и службы для каждого приложения, которое вы хотите запустить.

Контейнеры используют альтернативный подход. Они совместно используют базовое ядро ​​ОС, запуская только приложение и то, от чего оно зависит, например программные библиотеки и переменные среды. Это делает контейнеры меньше и быстрее для развертывания.

Для более глубокого изучения контейнеров и контейнеризации ознакомьтесь с документами «Контейнеры: полное руководство» и «Контейнеризация: полное руководство».

Ознакомьтесь с записью в блоге «Контейнеры и виртуальные машины: в чем разница?» для более близкого сравнения.

В следующем видео Сай Веннам рассказывает об основах контейнеризации и ее сравнении с виртуализацией с помощью виртуальных машин (8:09):

VMware

VMware создает программное обеспечение для виртуализации. VMware начала с предложения только виртуализации серверов — ее гипервизор ESX (теперь ESXi) был одним из первых коммерчески успешных продуктов виртуализации. Сегодня VMware также предлагает решения для виртуализации сетей, систем хранения и рабочих столов.

Для подробного ознакомления со всем, что связано с VMware, см. «VMware: полное руководство».

Безопасность

Виртуализация дает некоторые преимущества в плане безопасности. Например, виртуальные машины, зараженные вредоносным ПО, можно откатить до момента времени (называемого моментальным снимком), когда виртуальная машина была не заражена и работала стабильно; их также легче удалить и создать заново. Не всегда можно вылечить невиртуализированную ОС, потому что вредоносное ПО часто глубоко интегрировано в основные компоненты ОС и сохраняется после откатов системы.

Виртуализация также создает некоторые проблемы с безопасностью. Если злоумышленник скомпрометирует гипервизор, он потенциально станет владельцем всех виртуальных машин и гостевых операционных систем. Поскольку гипервизоры также позволяют виртуальным машинам обмениваться данными между собой, не касаясь физической сети, может быть сложно увидеть их трафик и, следовательно, обнаружить подозрительную активность.

Гипервизор типа 2 в операционной системе хоста также подвержен компрометации ОС хоста.

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

Виртуализация и IBM

IBM Cloud предлагает полный набор облачных решений виртуализации, включая общедоступные облачные сервисы, частные и гибридные облачные предложения. Вы можете использовать его для создания и запуска виртуальной инфраструктуры, а также пользоваться услугами, начиная от облачного искусственного интеллекта и заканчивая миграцией рабочих нагрузок VMware с помощью решений IBM Cloud for VMware.

Зарегистрируйтесь сегодня для получения учетной записи 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 одновременному запуску нескольких операционных систем в компьютерной системе. Для приложений, работающих поверх виртуализированной машины, может показаться, что они находятся на своей собственной выделенной машине, где операционная система, библиотеки и другие программы уникальны для гостевой виртуализированной системы и не подключены к основной операционной системе, которая находится под этим.

Существует множество причин, по которым люди используют виртуализацию в вычислениях. 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 запуска различных операционных систем, но, возможно, что более важно, она предлагает способ сегментировать большую систему на множество более мелких частей, позволяя более эффективно использовать сервер нескольким различным пользователям. или приложений с различными потребностями. Это также обеспечивает изоляцию, защищая программы, работающие внутри виртуальной машины, 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: первый тип или гипервизоры «голого железа», которые запускают гостевые виртуальные машины непосредственно на оборудовании системы, по сути, действуя как операционная система. Гипервизоры второго типа, или «размещенные», ведут себя больше как традиционные приложения, которые можно запускать и останавливать как обычную программу. В современных системах это разделение менее распространено, особенно в таких системах, как KVM. KVM, сокращение от виртуальная машина на основе ядра, является частью ядра Linux, которая может запускать виртуальные машины напрямую, хотя вы все равно можете использовать систему, на которой работают виртуальные машины KVM, как обычный компьютер.

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 ЦП 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, ее часто называют образом диска. Образ диска может содержать файлы для загрузки виртуальной машины или любые другие конкретные потребности в хранении.

В чем разница между контейнером и виртуальной машиной?

Возможно, вы слышали о контейнерах Linux, которые концептуально похожи на виртуальные машины, но функционируют несколько иначе. Хотя и контейнеры, и виртуальные машины позволяют запускать приложения в изолированной среде, что позволяет вам складывать многие из них на одну машину, как если бы они были отдельными компьютерами, контейнеры не являются полными, независимыми машинами. Контейнер — это на самом деле просто изолированный процесс, который совместно использует то же ядро ​​Linux, что и основная операционная система, а также библиотеки и другие файлы, необходимые для выполнения программы, работающей внутри контейнера, часто с сетевым интерфейсом, так что контейнер может быть открыт миру так же, как виртуальная машина.