Огляд рішень для побудови віртуалізованої ІТ-інфраструктури

Віртуалізація – це технологія, яка дозволяє розділити фізичні ресурси системи на ізольовані області – логічні розділи, призначені для встановлення операційних систем. Віртуальний розділ або "контейнер " із встановленою операційною системою, є віртуальним середовищем, яке надає ресурси шляхом емуляції фізичних пристроїв. На одну віртуальну машину можна встановити кілька операційних систем, характеристики яких можна динамічно змінювати, та які допомагають оптимізувати використання ресурсів фізичного комп'ютера.

Переваги віртуалізації

Рішення для віртуалізації, що є на ринку, забезпечують спільну безперебійну роботу кількох розділів на одному хості і характеризуються високою продуктивністю. У період постійно зростаючих вимог з боку бізнесу віртуалізація допомагає зменшити навантаження на керування комп'ютерними ресурсами шляхом віртуалізації робочих станцій користувачів та їхньої консолідації на централізованих серверах. Цей підхід допомагає знизити витрати на обладнання робочих місць та гарантує високу безпеку даних, яка досягається за рахунок можливості відновлення операційних систем у тому стані, в якому вони перебували у момент переривання роботи.

Розглянемо основні переваги віртуалізації:

Віртуальна машина дозволяє розділити один сервер на кілька віртуальних сутностей, для яких можна перерозподіляти ресурси. У такий спосіб можна керувати безліччю віртуальних середовищ, кожна з яких має власні функціональні характеристики. За допомогою віртуального середовища можна керувати відразу кількома серверами, об'єднавши їх шляхом перенесення на одинкомп'ютер. Безперечно, така консолідація та легкість в управлінні відіграють важливу роль у зростаючій популярності віртуальних машин, які стали вигідним рішенням для провайдерів, дозволяючи підвищити ефективність хостингу.

Кожне віртуальне середовище є окремою сутністю зі своїми характеристиками:

У віртуальних машинах є можливість відновити поточний стан з параметрами збереженого "зрізу".Зрізом (snapshot) називають знімок стану віртуальної машини, включаючи всі її налаштування, вміст дисків та пам'яті. До того ж, до віртуальної машини можна підключити всі пристрої, які підключаються до звичайного комп'ютера, включаючи принтер, будь-які зовнішні накопичувачі, модем, USB-пристрої. Для деяких віртуальних машин може знадобитися спеціальний драйвер, який необхідно встановити на гостьову ОС.

Для глибшого розуміння принципу роботи віртуальних машин слід розглянути два підходи до віртуалізації, які використовуються в сучасних віртуальних машинах – повну віртуалізацію та пара-віртуалізацію. Пара-віртуалізація має на увазі внесення змін до ядра гостьової системи та використовується в таких open source проектах, як Linux-VServer, Xen, UML, Bochs.

KVM - технологія повної віртуалізації, яка спочатку інтегрована в ядро ​​Linux, але підтримує інші гостьові системи. Ця технологія, продукт компанії RedHat, дозволяє створювати продуктивні віртуальні машини. KVM заснована на технології апаратної віртуалізації, тобто емулює шар апаратного забезпечення та для безперебійної роботи потребує процесори Intel-VT та AMD-V. Керувати KVM можна через командний рядок або через графічний інтерфейс за допомогою таких програм як Witsbits, Eucalyptus, RHEV, Virtual Machine Manager таі т.д. Залежно від процесора Intel-VT або AMD-V, KVM завантажує модуліkvm-amd.ko абоkvm-intel.ko разом з компонентами для користувача (Qemu). Qemu використовується для запуску та управління віртуальною машиною, емуляції пристроїв та відповідає за роботу пристроїв введення-виводу. Технологія KVM демонструє високу продуктивність одночасної роботи відразу кількох операційних систем.

Xen - це гіпервізор, заснований на технології пара-віртуалізації. Недоліком пара-віртуалізації є необхідність зміни гостьової операційної системи, для чого гостьові операційні системи повинні мати відкритий вихідний код із можливістю внесення змін згідно з ліцензією. Пара-віртуалізація координує доступ операційних систем та програм до апаратних ресурсів та значно економить ресурси системи в порівнянні з повною віртуалізацією, і як результат підвищується продуктивність систем. Xen підтримує більшість драйверів для пристроїв Linux і дозволяє переносити працюючий гіпервізор на інший хост з метою балансування навантаження. Гіпервізор Xen безпосередньо управляє гостьовими системами, кожна з яких виконуються в безпечній віртуальній машині, яка називається доменом. Кожна встановлена ​​гостьова операційна система управляє власними програмами та додатками, планує виконання кожного додатку протягом тимчасового інтервалу, виділеного Xen.

Версії Xen включаються до дистрибутивів різних Linux-систем, що дозволяє користувачам відразу використовувати віртуальні машини для інкапсуляції програмного забезпечення в гостьових операційних системах з метою тестування та перевірки вразливостей.

VirtualBox

VirtualBox - це одне із рішень для віртуалізації, що дозволяє створювати віртуальні машини, на які можнавстановлювати будь-яку операційну систему. В якості гостьової системи можна використовувати Windows, Linux, Solaris та ін. VirtualBox характеризується високим рівнем продуктивності та зрозумілим інтерфейсом кількома мовами.

1. Головне вікно VirtualBox.

На вкладціStorage можна налаштувати параметри використання зовнішніх носіїв та CD/DVD-дисків, як показано на малюнку 2.

Рисунок 2. Налаштування параметрів зовнішніх носіїв.

На вкладціSystem налаштовуються параметри апаратного забезпечення: тип материнської плати та процесора, вказується порядок завантаження носіїв, кількість процесорів.

Для виходу в Інтернет потрібно налаштувати мережний адаптер, вибравши одну з п'яти моделей для підключення мережі, які показані на малюнку 3.

Рисунок 3. Налаштування мережі у VirtualBox

Компанія VMware випустила нову версію продукту VMware Workstation 10, докладний опис якого можна знайти на офіційному веб-сайті. Нова версія містить удосконалений пакет утиліт, що підвищує продуктивність гостьових операційних систем.

Кожен контейнер із встановленою операційною системою на VMware Workstation є незалежним комп'ютером зі своїми апаратними ресурсами, частина з яких емульується програмно. Усі налаштування та параметри віртуального комп'ютера зберігаються у файлі VMX, який при необхідності можна перенести на інший фізичний сервер з метою подальшого використання віртуальної машини.

Безперечною перевагою даної віртуальної машини є можливість збільшення розміру диска вже після встановлення та великий перелік операційних систем, які можуть бути встановлені на данумашину. Файлinstall.chm дає повну інформацію про всі операційні системи, які можуть бути встановлені на VMware. Адміністрування здійснюється через Web-інтерфейс, тому керувати віртуальними машинами можна як локально, і віддалено.

VMware vSphere

За допомогою цього продукту з лінійки компанії VMware можна об'єднати віртуальні системи та побудувати розвинену мережеву інфраструктуру з віртуальних та фізичних систем, забезпечивши стійкість та керованість всього рішення. vSphere допомагає заощадити дисковий простір і використовувати лише необхідні ресурси, а зручний інтерфейс дозволяє централізовано налаштовувати вузли. Впроваджуючи технології мережевої роботи та "хмарних" обчислень, vSphere дозволяє досягти ефективного розвитку ІТ-інфраструктури, забезпечуючи поділ фізичних та логічних компонентів, відокремленість додатків та операційних систем.

• забезпечення високошвидкісними обчислювальними сервісами з будь-якого пристрою;
• моніторинг та управління всіма важливими аспектами інфраструктури з будь-якого комп'ютера в мережі;
• забезпечення безпеки компонентів інфраструктури та даних;
• масштабування ресурсів, що надаються, шляхом виділення додаткових серверів і пропускної спроможності мережі;
• керування системою з великою кількістю обчислювальних запитів;
• централізоване керування додатками.

Висновок

У цій статті ми розглянули найпопулярніші рішення для віртуалізації, які є в даний момент на ринку. Ці рішення засновані на різних підходах, тому мають різні переваги, але їх загальна мета збігається і зводиться до створення ІТ-інфраструктури, здатної за рахунок інкапсуляції ресурсів полегшити обчислювальніпроцеси, забезпечити безпеку даних та знизити навантаження на фізичні ресурси.

---