Виртуализация — способ предоставления вычислительных мощностей, объединенных программной логикой, абстрагированный от аппаратной части. Основная задача виртуализации — изоляция друг от друга вычислительных процессов или наборов определенных действий, которые происходят в пределах одного устройства. Соответственно, метод подходит в сферах, где нужно максимально сократить аппаратную часть, но максимально расширить программные возможности. Например, в дата-центрах, хостингах. Даже на рабочих местах в крупной организации.
Основные типы виртуализации
Метод внедрен повсеместно по ряду причин:
высокий уровень безопасности;
экономия технических ресурсов;
довольно простая настройка гипервизоров.
Очевидно, ключевым аспектом является экономика, ибо еврей жив в каждом. Так как виртуализация позволила не закупать огромное количество аппаратуры, а предоставлять вычислительные ресурсы удаленно, то желающих подобным образом закрыть технические потребности нашлось немало. Итак, какие же виды оной существуют?
Эмуляция
С подобным видом виртуализации сталкиваемся постоянно. Кстати, никогда не запускали эмулятор Sega на компьютере? Или смартфона? Да, по сути, на одном устройстве эмулируем другое. С точки зрения программного обеспечения, запущенного в эмуляторе, мы играем на Sega, а на деле смотрим в смартфон, сидим с ноутбука или планшета. В общем, что душа пожелает, было бы ПО. Такой тип виртуализации полезен и довольно распространен, ведь проще запустить эмулятор, чем покупать устройство.
Виртуализация памяти
Подобный тип обычные смертные видят нечасто. Есть компьютер с 32 ГБ оперативной памяти. Есть 10 компьютеров, имеющих всего по 16 ГБ. Приложение выжирает все 32 ГБ памяти, но работать с ним требуется всем PC. Что делать? Правильно, превращаем компьютер с 32 ГБ в общий кэш, память которого другие компьютеры будут использовать в собственных интересах.
Усложним? Если да, то объединим всю ОЗУ в общий пул, теперь всем компьютерам кластера кажется, что численность ОЗУ равна сумме всей RAM в кластере. Это позволяет загружать ресурсоемкие приложения в пределах одного массива. Интересный способ. Распишу про него как-нибудь поподробнее.
Виртуализация операционных систем
Данный тип довольно распространен, ибо очень удобен. Встречается повсеместно, причем в разнообразных вариациях:
Программная виртуализация. Запускали приложения Windows из под Linux и наоборот? Если да, то уже поняли, на что намекаю. Если нет, объясню. Создается программный гипервизор. Что это за зверь расскажу попозже, команды с основной ОС транслируются в гостевую, гипервизор отвечает за правильную интерпретацию команд.
Аппаратная. В этом случае присутствует поддержка на аппаратном уровне, гипервизор устанавливается не в систему, а под нее. То бишь, основой является он, все операционные системы разворачиваются поверх гипервизора. В таком случае получаются реально изолированные друг от друга операционные системы.
На уровне ОС. Попросту несколько оболочек, условно абстрагированных друг от друга, выполняющих работу параллельно. Полной изоляции в этом случае нет.
Вообще, сия тема заслуживает отдельного обзора. Много чего полезного можно сказать.
Виртуализация программного обеспечения
Этот тип предназначен для запуска изолированных друг от друга оболочек ПО. Практически идентично предыдущему типу. По свойствам напоминает терминальный доступ, но с точки зрения ОС выглядит так, будто запущено не одно приложение, а несколько. На каждый запуск одной и той же программы выделяется отдельный процесс.
Виртуализация хранения файлов
Если перед вами стоит задача представить набор накопителей как единый физически, то понадобится виртуализировать именно так. Существует блочная виртуализация, которая наиболее часто встречается в сетевых хранилищах SAN, а также файловая, которая наиболее ярко представлена в NAS.
Также сюда можно отнести следующие типы:
Виртуализация файловой структуры. Этот тип позволяет создать уровень данных поверх существующих разрозненных файловых систем. Например, сделать единую б для разных ОС в сети.
Распределенная файловая система. Позволяет получить доступ к определенным файлам и дискам с разных устройств, при этом, у каждой структуры накопитель будет отображаться как логический. Наиболее яркий пример — сетевой диск.
Виртуализация устройств хранения. Например, эмулятор оптического привода, логические диски.
Виртуализация данных
Фактически метод абстрагирования упорядоченных структур от физического носителя, формы, структуры. Очень сложная и довольно новая для мира ИТ тема. Заслуживает отдельного обзора. Объясню простым языком, есть несколько пулов информации, тысячи баз данных, разрозненных, имеющих разную структуру и носители. Администрирование и работа будет затруднена. Но если создать виртуальную платформу, которая будет информацию интерпретировать и интегрировать для дальнейшей работы, то все заметно упрощается.
Подобный метод использовался и раньше, но сейчас, в силу усложнения структур данных, получает все большее распространение.
Виртуализация сети
Объединяя технические и программные ресурсы в единую сеть мы создаем так называемую виртуальную сеть. Сеть можно создавать как внешнюю, соединяющую множество разнообразных сетей в одну виртуальную, так и внутреннюю, когда виртуальная сеть имитируется между программными компонентами внутри.
В каких областях применяется виртуализация?
На самом деле сфер, где эта технология применяется, довольно много. Выделить стоит основные, ибо перечислять все частные случае смысла нет. Так что давайте перейдем к делу, не стоит затягивать и так длинный текст.
Виртуализация представлений
Представляет собой запуск виртуальных рабочих столов, но в отличии от терминального сервера, гостевая сессия получается изолированной от других. Кстати, очень близкие сферы, отличия минимальны.
Основное преимущество в том, что один гость не способен вмешаться в пространство другого, что, соответственно, исключает критические ошибки, проблемы совместимости и многие другие неприятные аспекты, которые повсеместно встречаются в терминальных решениях. Каждое приложение разворачивается в виртуальной изолированной среде. Все операции выполняет сервер виртуализации. Пользователь получает только результат. В принципе, кроме изолированной среды для каждого приложения, отличий от терминальных решений нет.
Метод представления используется тот же, что и в терминальных решениях: толстый или тонкий клиент — специальные устройства, предназначенные для ввода-вывода данных используется для удаленного взаимодействия с сервером виртуализации. Большая мощность, в принципе, не нужна, потому, часто использование виртуализации приложений с тонкими клиентами обходится значительно дешевле, чем оснащение офиса производительными компьютерами. Помимо цены есть ряд других положительных сторон:
Проще администрировать. Можно запретить копирование на внешний носитель для отдельных пользователей, отслеживать действия сотрудников, распределять технические ресурсы между работниками по приоритетам, установить автоматическое резервное копирование всех данных.
Гораздо проще разбираться с лицензиями. Если программным обеспечением пользуются единовременно не все сотрудники, то можно купить лицензию на подключения или пользователей. Получится заметная экономия. А на каждое устройство придется покупать отдельную лицензию.
Централизация инфраструктуры. Это заметно упрощает сбор и хранение данных.
Виртуализация приложений
Приходится использовать в случае, если требуется повышенный уровень безопасности. Любое приложение можно запустить в полностью изолированной от операционной системы среде. Тогда можно легко проверить на вирусы, уязвимости и избежать многих неприятных сюрпризов.
Виртуализация серверов
Имитировать аппаратное обеспечение на уровне ПО также можно. Для начала требуется установить гипервизор. Подойдут следующие комплексы:
VMware Workstation;
Microsoft Hyper-V;
Oracle VM Server;
Xen.
Существует ряд других гипервизоров. Все они имеют свои преимущества и недостатки. В общем, тема обширная, заслуживает отдельной статьи.
Этот комплекс разворачивается «перед» установкой операционных систем, после чего настраивается и позволяет имитировать определенные технические характеристики, наличие определенных драйверов, в общем, вы имеете виртуальную машину, но с вполне физическими характеристиками.
На одном сервер виртуализации можно установить множество виртуальных машин, которые будут полностью изолированы друг от друга. Наиболее яркий пример — услуга хостингов VPS (Виртуальный сервер). Выгоды от такого подхода очевидны:
Высокая степень защиты. Виртуальные машины изолированы друг от друга. Воздействие вирусов или неправильный настройки в одной виртуальной машине, не скажутся на другой. Конечно, существуют уязвимости, которые позволяют выйти на уровень гипервизора, но задача довольно сложная.
Сокращение расходом. Предположим, нужно много маломощных машин. Брать по-отдельности — дорого. Ведь корпуса, место в стойке также стоят денег. Проще взять одну мощную машину, настроить эмуляцию нужных конфигураций и запустить. Значительная экономия места и средств.
Администрирование на уровне гипервизора значительно упрощает управление технической инфраструктурой.
Хороший уровень масштабируемости. Для увеличения численности виртуальных машин можно создавать кластер устройств.
Без недостатков, к сожалению, не обойтись, придется смириться с возможными проблемами, хоть пути решения есть, но это дополнительные вложения:
Низкий уровень отказоустойчивости. Все технические ресурсы сконцентрированы в пределах одного устройства, в случае отказа, достанется всем. Единственный выход, делать дублирующее устройство, хотя это удовольствие довольно дорогое.
Сложная разверстка. Настраивать сервер виртуализации довольно трудно. Требуется потратить много времени и быть опытным специалистом, чтобы сделать все правильно.
Остальные недостатки будут разниться в зависимости от целей. Но, как видите, не бывает без изъяна.
Используйте
Как видите, для решения многих задач (если не большинства), подойдет виртуализация. Вы уже познакомились с этим понятием и теперь имеете представление о методе. Так что, если нужно строить сложную ИТ-структуру качественно и экономно, можете использовать приведенный в статье подход. Всего доброго, надеюсь, что сумел помочь!
