Что такое виртуализация и зачем она нужна
Виртуализация – это процесс, с помощью которого создается виртуальная версия физического оборудования и ресурсов, а также происходит отделение вычислительных ресурсов от физической инфраструктуры.
Виртуальная система функционирует на базе определенного ПО с помощью, которого можно имитировать функциональность физического оборудования. С помощь такого подхода возможно создать один виртуальный сервер на базе нескольких физических, или несколько виртуальных на базе одного физического сервера. Также, с помощью виртуализации можно рациональнее использовать вычислительные мощности.
Основные принципы работы технологии виртуализации
Для того чтобы разобраться в технологии виртуализации, давайте начнем с ключевых понятий – виртуальная машина и гипервизор.
- Виртуальная машина – это среда, которая с помощью программной формы создает имитацию физических вычислений. Подобного рода виртуальная машина содержит хранилище для виртуального жесткого диска, имеет конфигурации ВМ, и некоторые снэпшоты.
- Гипервизор – это ПО, с помощью которого создается и изолируется ВМ. Гипервизор управляет функционированием ВМ, и предоставляет доступ к физическим ресурсам. Существуют 3 типа гипервизоров.
Первый тип функционирует на базе базовых физических ресурсов и полностью заменяет стандартную операционную систему. В свою очередь, гипервизор второго типа функционирует на базе ОС и его можно запускать на ПК для использования альтернативных операционных систем. Использования второго типа гипервизора может быть более затратным так как они используют хостовую ОС для распределения ресурсов и доступа.
Кроме того, также есть гибридные гипервизоры, которые сочетают некоторые преимущества 2 предыдущих вариантов.
Преимущества виртуализации для бизнеса и IT-инфраструктуры
- Более эффективное использование ресурсов. До виртуализации, процессы осуществлялись сложнее, для каждого приложения нужно было использование отдельного сервера. В таком стандартном подходе, много ресурсов оставались незадействованными. Виртуализация позволяет запускать несколько приложений на одном сервере, такой подход позволяет полностью использовать вычислительные мощности без ущерба для надежности.
- Легкость управления. Использование программной инфраструктуры позволяет намного упростить управление и эксплуатацию. Множество процессов можно легко автоматизировать.
- Минимизация времени простоя. В виртуальной среде возможно запускать несколько ВМ и переключаться между ними во время возникновения проблем. Запуск резервных физических сервером будет намного дороже.
- Моментальное развертывание ресурсов. Если физическое оборудование уже установлено, запуск ВМ может занять всего несколько минут. Кроме того, можно автоматизировать процесс развертывания с помощью ПО.
- Улучшенная безопасность и надежность. Если произошел сбой в работе одной ВМ, другие будут функционировать без проблем. Каждая ВМ изолирована, а это значительно влияет на распространения вредоносного ПО и вирусов.
Ключевые виды виртуализации
Виртуализация гарантирует контроль и изоляцию с помощью устранения зависимости от определенной аппаратной платформы. На начальном этапе, эта технология функционировала только для сервера, но сейчас она распространяется на рабочие столы, приложения, данные, и сети.
Аппаратная и серверная виртуализация
С помощью аппаратной виртуализации возможно разделить один физический CPU на нужное количество ВМ. Во время появления этой технология, она была лишь программно-определяемой, но новые процессоры имеют расширенный набор инструкций, потому можно использовать виртуализацию CPU.
Особенности данного типа виртуализации:
- Возможно отделиться от физических характеристик ресурсов и использовать виртуальные ресурсы для легкого программного управления.
- Масштабируемость и гибкость. Гибкость в использовании вычислительных ресурсов сможет влияет на быстроту масштабирования для вашего проекта. Таким образом возможно быстро реагировать на новые рабочие нагрузки.
- Оркестрация и автоматизация. Можно легко автоматизировать процессы управления и развертывания вычислительных ресурсов.
Виртуализация рабочих мест и приложений
Виртуализация рабочих мест позволяет юзерам отдаленно работать на рабочих столах. Таким образом каждый юзер сможет получить доступ к ВМ на сервере.
Вот несколько преимуществ данного типа:
- Высокий уровень безопасности.
- Централизованное администрирование, где нет необходимости в физическом доступе.
- Снижение затрат и оптимизация используемых ресурсов.
- Гибкость использования рабочего стола с любого устройства.
Виртуализация приложения – это отличный вариант, когда можно один раз установить нужное приложение на централизованном сервере, и не устанавливать его на каждый компьютер отдельно. Кроме того, приложение может функционировать в инкапсулированной форме, где приложения для Linux смогут работать в Windows.
Виртуализацию приложений можно разделить на несколько типов:
- Контейнеризация. Данный процесс функционирует способом упаковки приложения в контейнеры, и далее запущен в любой рабочей среде. С помощью контейнеров возможно достичь высокого уровня изоляции, портативности, и масштабируемости.
- Виртуализация на уровне приложения. В этом типе, приложение упаковывается в контейнер или ВМ, которые могут быть запущены на разных хост-системах или ОС.
- Виртуализация на основе операционной системы. Каждый контейнер на уровне ОС полностью изолирован и состоит из необходимого окружения и зависимостей.
- Виртуализация на базе ВМ. Каждая виртуальная машина состоит из всех зависимостей для приложения и рабочего окружения гарантируя портативность и изоляцию.
Часто спрашивают: Виртуальный хостинг против выделенного: какой вариант станет лучшим решением?
Сетевая и хранилищ данных (Storage) виртуализация
С помощью виртуализации возможно получить доступ ко всем устройствам хранилища. Также виртуализация обеспечивает объединение всех блоков хранения в пул. Кроме того, с помощью этой технологии возможно максимально использовать ресурсы и упрощать их выделение.
Особенности данной виртуализации:
- Масштабируемость и гибкость. Обеспечивает легкий процесс масштабирования, так как нет конкретной привязки к аппаратным ресурсам.
- Нет привязки к аппаратной инфраструктуре. Наличие единого интерфейса упрощает управление различными типами хранилища.
- Восстановление и резервное копирование. Таким образом с помощью данной технологии возможно гарантировать защиту от потери данных и легкое восстановление данных.
- Наличие централизованного управления с помощью которой можно управлять, мониторить, и настраивать хранилища данные в сети.
Популярные инструменты и платформы виртуализации
Существует множество разнообразных вариантов для виртуализации. Главную роль на данном этапе занимает VMware. Если же говорить о других доступных вариантах, их можно разделить на 2 основные решения:
- Конвергентная инфраструктура. В данном подходе программное и аппаратное обеспечение взаимодействует и предустановлено вместе для оптимизирования работы бизнес-приложений. К данному типу относится Hyper-V, Proxmox, VMware, и другие.
- Гиперконвергентная. Кроме некоторых функций конвергентной инфраструктуры этот вариант гарантирует объединение всех ресурсов, что значительно упрощает процесс управления. К данному типу относится Nutanix, Microsoft Azure, vStack, и другие.
Читайте также: Кому подходит виртуальный хостинг и какие его преимущества?
VMware, Hyper-V, KVM и другие решения
VMware – данная платформа включает гипервизор ESXi и платформу для управления несколькими гипервизорами vCenter Server. Каждая доступная конфигурация поддерживает хранилище ВМ на основе динамической миграции нагрузок, основных политик и функций кибербезопасности.
Hyper-V – это гипервизор, который используется для управления и создания ВМ. Он функционирует на основе Windows Server и гарантирует условия, при которых возможное размещение нескольких изолированных ОС.
KVM – это гипервизор с открытым исходным кодом на основе Linux. Этот гипервизор технически можно использовать с любой дистрибутивной версией Linux, но самым надежным вариантом считается RHEL.
Proxmox – это решение для виртуализации сервера с открытым исходным кодом. Данное решение базируется на Linux и поддерживает аппаратную виртуализацию и виртуализацию на базе ядра.
Сравнение функционала и особенностей платформ
VMware – это отличный вариант для отраслевых представителей и крупных корпораций. Из-за того, что ядро гипервизора относится к первому типу, аппаратное обеспечение должно быть тщательно подобрано. В списке поддерживаемого оборудования HCL можно подобрать нужный вариант. Кроме того, нужно хорошо подобрать систему хранения данных, и это может стоить дороже чем в других вариантах.
Hyper-V имеет достаточно хорошие схемы лицензирования и также с покупкой Windows Server Datacenter получить бесплатное неограниченное количество гостевых ОС.
KVM сможет стать отличным вариантом для юзеров, которые предпочитают полный ручной контроль над всеми процессами виртуализации.
Proxmox – хороший вариант, который поддерживает как LXC, так и KVM контейнеры. Также большим плюсом станет наличие активного сообщества, бесплатная базовая версия, и многое другое.
Как выбрать подходящий инструмент виртуализации
Чтобы выбрать подходящий инструмент виртуализации необходимо учесть следующие важные критерии:
- Основная задача и назначение. Нужно начать с определения конкретных задач вашего проекта.
- Аппаратные ресурсы. Определите совместимость конкретного инструмента с вашим оборудованием, должны быть соответствующие минимальные требования.
- Тип виртуализации. Выбор должен зависеть от уровня безопасности, требований, и производительности.
- Бюджет. Просмотрите цены на лицензии и также примерно оцените нужную аппаратную конфигурацию.
