Нажмите "Enter", чтобы перейти к содержанию

Как работает виртуальная машина: Как работают виртуальные машины – принцип работы

Содержание

Как работают виртуальные машины – принцип работы

Как мы и обещали, сегодня мы продолжим разговор на интересную тему виртуализации. Виртуализация – это одна из наиболее сложных и полезных технологий. Давайте разберемся в том, как работают виртуальные машины, и узнаем принцип работы виртуальных машин.

Виртуальная машина, которая используется пользователем, по своей сути создает специальное (особое) окружение для операционной системы и программного обеспечения, запускаемого в ней. Это особое окружение практически не чем не отличается от самого настоящего компьютера. Как и компьютер, виртуальное окружение состоит из виртуального жесткого диска, процессора, видеокарты, контроллеров устройств, оперативной памяти и тп. При этом виртуальная машина может одновременно с ПК взаимодействовать с реальными устройствами, например, такими как DVD-привод, USB-флэшка, веб-камера…

Операционная система, в которой включается виртуальная машина (окружение) принято называть – основной или “хостом”; а система, установленная на виртуальной машине именуется как гостевая ОС.

Виртуальные компоненты (процессор, оперативная память и другие устройств), при создании окружения, создает так называемый монитор виртуальной машины (Virtual Machine Monitor — VMM), также данный монитор еще называют гипервизором. Гипервизор является ключевым компонентом для абсолютно всех виртуальных сред, с помощью которых выполняется изоляция основной операционной системы (хоста) от гостевой. Кроме того, именно гипервизор отвечает за получение и разделение ресурсов компьютера между запущенными системами. Если говорить иначе, то именно от работы Virtual Machine Monitor полностью зависит правильная и стабильная работа гостевой ОС. При всем при этом, гостевая операционная система в большинстве случаев вообще не подозревает о существовании гипервизора, и думает, что она работает на обычном железе. Собственно говоря, этот “обман” являете основой технологии виртуализации (имеется ввиду ее домашнее использование).

Бывают такие ситуации, когда система сообщает виртуальной машине о нереальности ее окружения и дает возможность гостевой ОС напрямую взаимодействовать с VMM (гипервизором), в таком случае уже не стоит называть ее виртуализацией – это уже другая технология, называемая паравиртуализацией.

Для использования данной технологии требуется внесение некоторых изменений в ядро операционной системы. Именно по этой причине не паравиртуализация применяется исключительно в ОС с открытым исходным кодом, к которым как нам всем давно известно не относятся системы от Microsoft и Apple.

Поскольку технология виртуализации относится к достаточно сложным, одной из главных задач разработчиков, создающих решения для виртуализации является контроль исполнения кода гостевой операционной системы. Современные ОС устроены так, что не могут существовать без проблем в рамках одного компьютера, и если попробовать исполнять их код в таком виде как он есть, то такой эксперимент не приведет ни к чему хорошему. Вместо привычной и комфортной рабочей среды, пользователь получит постоянно зависающую, постоянно перезагружающуюся рабочую среду, или такую рабочую среду, в которой будет только “синий экран смети” и больше ничего. Чтобы пользователю не сталкиваться со всеми перечисленными выше проблемами, решения для виртуализации не позволяют гостевой ОС получить прямой доступ к управлению аппаратными ресурсами компьютера и получению данных о реальном состоянии системы.

Другими словами, все строится на обмане, гостевой ОС подсовывают те значения регистров состояния процессора, памяти и других компонентов, которые она должна видеть, чтобы работать стабильно и правильно.

Есть два способа, с помощью которых обманывают гостевую ОС: бинарная трансляция и поддержка аппаратной виртуализации. Редко, но все же, к этим способам еще причисляют и паравиртуализацию, но как мы уже писали выше, технология паравертуализации подразумевает под собой, что гостевая ОС знает о существовании гипервизора и умеет с ним взаимодействовать. По этой причине паравертуализация очень слабо относится к виртуальным машинам и о ней говорить мы не будем.

Надеемся хотя бы в общих чертах, но нашим читателям стало понятно, как работают виртуальные машины и на каком принципе основывается их работа.

Основные принципы виртуализации на пальцах / Блог компании WestComp / Хабр

Само по себе понятие виртуализации существует уже 50-60 лет. Еще в 60-х годах прошлого столетия этим вопросом занималась компания IBM.
Однако, на тот момент виртуализация не нашла достаточного использования в существующих технологиях, поскольку компьютеров было немного и они всегда использовались под завязку. После появления персональных компьютеров в 80-х годах ситуация в корне не изменилась, поскольку идея заключалась в запуске всего лишь одной программы на одном устройстве, и поэтому использование ресурсов было очень низким. Всех это долгое время устраивало вплоть до наступления энергетического кризиса, когда цена на электроэнергию возросла по всему миру. Как следствие, возник вопрос экономии ресурсов.

В 1999 году компания VMware впервые виртуализировала компьютер на базе Intel: на одном аппарате было запущено несколько операционных систем и, соответственно, несколько приложений. При этом затраты электроэнергии распределялись на несколько операционных систем уже на одном комплекте аппаратного обеспечения, что позволило рационализировать нагрузку.

Как всё это работает? Между сервером и операционными системами есть тонкий слой программного обеспечения для виртуализации или же на сервере устанавливается ОС, на которую накладывается уровень виртуализации.



Задачей виртуализации является введение в заблуждение ОС, чтобы она идентифицировала её как собственное аппаратное обеспечение. Подобные хитрости необходимы из-за слишком большого количества приложений, созданных под конкретную ОС. Таким образом виртуальная машина имеет ряд преимуществ, таких как инкапсуляция, изоляция отдельного приложения, совмещение его с ОС и другими программами, и при этом создаётся некая независимость аппаратного обеспечения. Рассмотрим эти компоненты по-отдельности.

Инкапсуляция — это сбор данных или функций в единый компонент. Создаётся программа, которая маскируется под отдельную физическую машину, выполняющую все свои функции. И ОС вместо того, чтобы идентифицировать набор различных устройств, на самом деле видит набор разных файлов.

Изоляция означает, что все приложения, работая на одном устройстве, работают независимо друг от друга, идентифицируя себя, как разные устройства. В результате, если зависает или падает одна ОС, это никак не влияет на работу других ОС и приложений.

Совмещение означает создание отдельного кластера, где ОС и все системы, которые с ней работают имеют все функции отдельного компьютера. Но, хотя машина является виртуальной, а не реальной, она в любом случае взаимодействует со всеми ОС и приложениями, которые работают на базе Intel x86.

Независимость аппаратного обеспечения означает, что виртуальную машину можно перенести с реального аппаратного обеспечения на одной системе в другое без особых проблем. К примеру, рассмотри два сервера: HP и Cisco. Для переноса запущенной программы на ОС и обеспечении HP на Cisco в обычных условиях была бы необходима повторная инсталляция этой программе на новой ОС. В итоге, много работы по инсталляции и тестированию всей системы. Виртуальная же машина позволяет произвести беспрепятственный перенос с одной системы на другую. Причём большинство систем виртуальных машин позволяют переносить конкретную виртуальную машину с одной системы на другую в рабочем режиме серверов. Это также позволяет делиться ресурсами, дисковым пространством и процессорной мощностью.

Так, для приложения, которому требуется большое количество дискового пространства нет необходимости добавлять диски к физическому серверу — их можно реконфигурировать в процессе работы. Таким образом системные администраторы получают куда больший простор для творчества.

В современных условиях при установке в дата-центре нового обеспечения все машины виртуализируются. Виртуальными становятся сети, системы хранения и сами дата-центры. Сегодня при желании заиметь свой собственный центр обработки данных достаточно определиться с конфигурацией оборудования, обратиться в хостинговую компанию, где будет создан персональный ЦОД. Естественно, что физчески всё заявленное оборудование должно где-то находиться. Основной дата-центр (производственный) — это часть видимая пользователем. Но есть еще один ЦОД (резервный), который имеет двойную роль: он функционирует как резервная копия реального ЦОД и как участок для разработчиков. Основной ЦОД предназначен для пользователя, а место для разработчиков — резервный ЦОД, где есть почва для тестирования приложений.

После тестирования виртуальные машины переносятся из резервного ЦОД на основной, где непосредственно используются. В случае нештатных ситуаций в основном дата-центре виртуальные машины могут также перетаскиваться на резервный. Таким образом вся система становится намного более доступной.

Каковы же основные причины популярности виртуализации в наше время? Во-первых, это снижение затрат на физическую инфраструктуру, что означает меньшее количество серверов, шкафов, комнат. Во-вторых, снижение оперативных затрат, таких как электричество и охлаждение. В-третьих, увеличивается операционная гибкость и производительность системных администраторов.

Как яркий пример физической экономии можно привести модель, где 4 сервера, оснащённых системой VMware заменяет собой 50 физических серверов. При этом производительность возросла с 5-10% до 80%, а вместо 10 шкафов требуется всего один. Касаемо операционных затрат, расход энергии снижается на 80%, при этом ещё 25% энергии снижается за счёт оптимизации нагрузки. Продуктивность работы системных администраторов увеличивается элементарно за счёт снижения количества выполняемых задач и большей доступности оборудования.

На данный момент половина серверов во всём мире виртуальны. Именно виртуализация является направляющей всей IT-индустрии, поэтому всё новейшее обеспечение готовится уже под задачи виртуализации.

новый подход к построению IT-инфраструктуры

Что такое виртуализация и виртуальные машины

Информационные технологии принесли в жизнь современного общества множество полезных и интересных вещей. Каждый день изобретательные и талантливые люди придумывают все новые и новые применения компьютерам как эффективным инструментам производства, развлечения и сотрудничества. Множество различных программных и аппаратных средств, технологий и сервисов позволяют нам ежедневно повышать удобство и скорость работы с информацией. Все сложнее и сложнее выделить из обрушивающегося на нас потока технологий действительно полезные и научиться применять их с максимальной пользой. В этой статье пойдет речь о еще одной невероятно перспективной и по-настоящему эффективной технологии, стремительно врывающейся в мир компьютеров — технологии виртуализации.

В широком смысле, понятие виртуализации представляет собой сокрытие настоящей реализации какого-либо процесса или объекта от истинного его представления для того, кто им пользуется. Продуктом виртуализации является нечто удобное для использования, на самом деле, имеющее более сложную или совсем иную структуру, отличную от той, которая воспринимается при работе с объектом. Иными словами, происходит отделение представления от реализации чего-либо. В компьютерных технологиях под термином «виртуализация» обычно понимается абстракция вычислительных ресурсов и предоставление пользователю системы, которая «инкапсулирует» (скрывает в себе) собственную реализацию. Проще говоря, пользователь работает с удобным для себя представлением объекта, и для него не имеет значения, как объект устроен в действительности.

Сам термин «виртуализация» в компьютерных технологиях появился в шестидесятых годах прошлого века вместе с термином «виртуальная машина», означающим продукт виртуализации программно-аппаратной платформы.

В то время виртуализация была, скорее, интересной технической находкой, чем перспективной технологией. Разработки в сфере виртуализации в шестидесятых-семидесятых годах проводились только компанией IBM. С появлением в компьютере IBM M44/44X экспериментальной системы пэйджинга, впервые был употреблен термин «виртуальная машина» (virtual machine), который заменил более ранний термин «псевдо машина» (pseudo machine). Затем в мэйнфреймах IBM серии System 360/370, можно было использовать виртуальные машины для сохранения предыдущих версий операционных систем. До конца девяностых годов никто кроме IBM так и не решался использовать эту оригинальную технологию всерьез. Однако в девяностых годах стали очевидны перспективы подхода виртуализации: с ростом аппаратных мощностей, как персональных компьютеров, так и серверных решений, вскоре представится возможность использовать несколько виртуальных машин на одной физической платформе.

В 1997 году компания Connectix выпускает первую версию Virtual PC для платформы Macintosh, а в 1998 году VMware патентует свои техники виртуализации. Компания Connectix впоследствии была куплена корпорацией Microsoft, а VMware корпорацией EMC, и на данный момент обе эти компании являются двумя основными потенциальными конкурентами на рынке технологий виртуализации в будущем. Потенциальными — потому что сейчас VMware безоговорочный лидер на этом рынке, однако у Microsoft, как всегда, есть козырь в рукаве.

Со времени своего появления термины «виртуализация» и «виртуальная машина» приобрели множество различных значений и употреблялись в разных контекстах. Давайте попробуем разобраться с тем, что такое виртуализация на самом деле.

Виды виртуализации

Понятие виртуализации условно можно разделить на две фундаментально различающиеся категории:

  • виртуализация платформ
    Продуктом этого вида виртуализации являются виртуальные машины — некие программные абстракции, запускаемые на платформе реальных аппаратно-программных систем.
  • виртуализация ресурсов
    Данный вид виртуализации преследует своей целью комбинирование или упрощение представления аппаратных ресурсов для пользователя и получение неких пользовательских абстракций оборудования, пространств имен, сетей и т.  п.

Виды виртуализации

Виртуализация платформ

Под виртуализацией платформ понимают создание программных систем на основе существующих аппаратно-программных комплексов, зависящих или независящих от них. Система, предоставляющая аппаратные ресурсы и программное обеспечение, называется хостовой (host), а симулируемые ей системы — гостевыми (guest). Чтобы гостевые системы могли стабильно функционировать на платформе хостовой системы, необходимо, чтобы программное и аппаратное обеспечение хоста было достаточно надежным и предоставляло необходимый набор интерфейсов для доступа к его ресурсам. Есть несколько видов виртуализации платформ, в каждом из которых осуществляется свой подход к понятию «виртуализация». Виды виртуализации платформ зависят от того, насколько полно осуществляется симуляция аппаратного обеспечения. До сих пор нет единого соглашения о терминах в сфере виртуализации, поэтому некоторые из приведенных далее видов виртуализации могут отличаться от тех, что предоставят другие источники.

Виды виртуализации платформ:

  1. Полная эмуляция (симуляция).

    При таком виде виртуализации виртуальная машина полностью виртуализует все аппаратное обеспечение при сохранении гостевой операционной системы в неизменном виде. Такой подход позволяет эмулировать различные аппаратные архитектуры. Например, можно запускать виртуальные машины с гостевыми системами для x86-процессоров на платформах с другой архитектурой (например, на RISC-серверах компании Sun). Долгое время такой вид виртуализации использовался, чтобы разрабатывать программное обеспечение для новых процессоров еще до того, как они были физически доступными. Такие эмуляторы также применяют для низкоуровневой отладки операционных систем. Основной минус данного подхода заключается в том, что эмулируемое аппаратное обеспечение весьма и весьма существенно замедляет быстродействие гостевой системы, что делает работу с ней очень неудобной, поэтому, кроме как для разработки системного программного обеспечения, а также образовательных целей, такой подход мало где используется.

    Примеры продуктов для создания эмуляторов: Bochs, PearPC, QEMU (без ускорения), Hercules Emulator.

  2. Частичная эмуляция (нативная виртуализация).

    В этом случае виртуальная машина виртуализует лишь необходимое количество аппаратного обеспечения, чтобы она могла быть запущена изолированно. Такой подход позволяет запускать гостевые операционные системы, разработанные только для той же архитектуры, что и у хоста. Таким образом, несколько экземпляров гостевых систем могут быть запущены одновременно. Этот вид виртуализации позволяет существенно увеличить быстродействие гостевых систем по сравнению с полной эмуляцией и широко используется в настоящее время. Кроме того, в целях повышения быстродействия в платформах виртуализации, использующих данный подход, применяется специальная «прослойка» между гостевой операционной системой и оборудованием (гипервизор), позволяющая гостевой системе напрямую обращаться к ресурсам аппаратного обеспечения. Гипервизор, называемый также «Монитор виртуальных машин» (Virtual Machine Monitor) — одно из ключевых понятий в мире виртуализации. Применение гипервизора, являющегося связующим звеном между гостевыми системами и аппаратурой, существенно увеличивает быстродействие платформы, приближая его к быстродействию физической платформы.

    К минусам данного вида виртуализации можно отнести зависимость виртуальных машин от архитектуры аппаратной платформы.

    Примеры продуктов для нативной виртуализации: VMware Workstation, VMware Server, VMware ESX Server, Virtual Iron, Virtual PC, VirtualBox, Parallels Desktop и другие.

  3. Частичная виртуализация, а также «виртуализация адресного пространства» («address space virtualization»).

    При таком подходе, виртуальная машина симулирует несколько экземпляров аппаратного окружения (но не всего), в частности, пространства адресов. Такой вид виртуализации позволяет совместно использовать ресурсы и изолировать процессы, но не позволяет разделять экземпляры гостевых операционных систем. Строго говоря, при таком виде виртуализации пользователем не создаются виртуальные машины, а происходит изоляция каких-либо процессов на уровне операционной системы. В данный момент многие из известных операционных систем используют такой подход. Примером может послужить использование UML (User-mode Linux), в котором «гостевое» ядро запускается в пользовательском пространстве базового ядра (в его контексте).

  4. Паравиртуализация.

    При применении паравиртуализации нет необходимости симулировать аппаратное обеспечение, однако, вместо этого (или в дополнение к этому), используется специальный программный интерфейс (API) для взаимодействия с гостевой операционной системой. Такой подход требует модификации кода гостевой системы, что, с точки зрения сообщества, Open Source не так и критично. Системы для паравиртуализации также имеют свой гипервизор, а API-вызовы к гостевой системе, называются «hypercalls» (гипервызовы). Многие сомневаются в перспективах этого подхода виртуализации, поскольку в данный момент все решения производителей аппаратного обеспечения в отношении виртуализации направлены на системы с нативной виртуализацией, а поддержку паравиртуализации приходится искать у производителей операционных систем, которые слабо верят в возможности предлагаемого им средства. В настоящее время провайдерами паравиртуализации являются компании XenSource и Virtual Iron, утверждающие, что быстродействие паравиртуализации выше.

  5. Виртуализация уровня операционной системы.

    Сутью данного вида виртуализации является виртуализация физического сервера на уровне операционной системы в целях создания нескольких защищенных виртуализованных серверов на одном физическом. Гостевая система, в данном случае, разделяет использование одного ядра хостовой операционной системы с другими гостевыми системами. Виртуальная машина представляет собой окружение для приложений, запускаемых изолированно. Данный тип виртуализации применяется при организации систем хостинга, когда в рамках одного экземпляра ядра требуется поддерживать несколько виртуальных серверов клиентов.

    Примеры виртуализации уровня ОС: Linux-VServer, Virtuozzo, OpenVZ, Solaris Containers и FreeBSD Jails.

  6. Виртуализация уровня приложений.

    Этот вид виртуализации не похож на все остальные: если в предыдущих случаях создаются виртуальные среды или виртуальные машины, использующиеся для изоляции приложений, то в данном случае само приложение помещается в контейнер с необходимыми элементами для своей работы: файлами реестра, конфигурационными файлами, пользовательскими и системными объектами. В результате получается приложение, не требующее установки на аналогичной платформе. При переносе такого приложения на другую машину и его запуске, виртуальное окружение, созданное для программы, разрешает конфликты между ней и операционной системой, а также другими приложениями. Такой способ виртуализации похож на поведение интерпретаторов различных языков программирования (недаром интерпретатор, Виртуальная Машина Java (JVM), тоже попадает в эту категорию).

    Примером такого подхода служат: Thinstall, Altiris, Trigence, Softricity.

Виртуализация ресурсов

При описании виртуализации платформ мы рассматривали понятие виртуализации в узком смысле, преимущественно применяя его к процессу создания виртуальных машин. Однако если рассматривать виртуализацию в широком смысле, можно прийти к понятию виртуализации ресурсов, обобщающим в себе подходы к созданию виртуальных систем. Виртуализация ресурсов позволяет концентрировать, абстрагировать и упрощать управление группами ресурсов, таких как сети, хранилища данных и пространства имен.

Виды виртуализации ресурсов:

  1. Объединение, агрегация и концентрация компонентов.

    Под таким видом виртуализации ресурсов понимается организация нескольких физических или логических объектов в пулы ресурсов (группы), представляющих удобные интерфейсы пользователю. Примеры такого вида виртуализации:

    • многопроцессорные системы, представляющиеся нам как одна мощная система,
    • RAID-массивы и средства управления томами, комбинирующие несколько физических дисков в один логический,
    • виртуализация систем хранения, используемая при построении сетей хранения данных SAN (Storage Area Network),
    • виртуальные частные сети (VPN) и трансляция сетевых адресов (NAT), позволяющие создавать виртуальные пространства сетевых адресов и имен.
  2. Кластеризация компьютеров и распределенные вычисления (grid computing).

    Этот вид виртуализации включает в себя техники, применяемые при объединении множества отдельных компьютеров в глобальные системы (метакомпьютеры), совместно решающие общую задачу.

  3. Разделение ресурсов (partitioning).

    При разделении ресурсов в процессе виртуализации происходит разделение какого-либо одного большого ресурса на несколько однотипных объектов, удобных для использования. В сетях хранения данных это называется зонированием ресурсов («zoning»).

  4. Инкапсуляция.

    Многим это слово известно как сокрытие объектом внутри себя своей реализации. Применительно к виртуализации, можно сказать, что это процесс создания системы, предоставляющей пользователю удобный интерфейс для работы с ней и скрывающей подробности сложности своей реализации. Например, использование центральным процессором кэша для ускорения вычислений не отражается на его внешних интерфейсах.

Виртуализация ресурсов, в отличие от виртуализации платформ, имеет более широкий и расплывчатый смысл и представляет собой массу различных подходов, направленных на повышение удобства обращения пользователей с системами в целом. Поэтому, далее мы будем опираться в основном на понятие виртуализации платформ, поскольку технологии, связанные именно с этим понятием, являются в данный момент наиболее динамично развивающимися и эффективными.

Где применяется виртуализация

Виртуализация операционных систем за последние три-четыре года очень хорошо продвинулась вперед, как в технологическом, так и в маркетинговом смысле. С одной стороны, пользоваться продуктами виртуализации стало намного проще, они стали более надежными и функциональными, а с другой — нашлось немало новых интересных применений виртуальным машинам. Сферу применения виртуализации можно определить, как «место, где есть компьютеры», однако на данный момент можно обозначить следующие варианты использования продуктов виртуализации:

  1. Консолидация серверов.

    В данный момент приложения, работающие на серверах в IT-инфраструктуре компаний, создают небольшую нагрузку на аппаратные ресурсы серверов (в среднем 5-15 процентов). Виртуализация позволяет мигрировать с этих физических серверов на виртуальные и разместить их все на одном физическом сервере, увеличив его загрузку до 60-80 процентов и, повысив тем самым коэффициент использования аппаратуры, что позволяет существенно сэкономить на аппаратуре, обслуживании и электроэнергии.

  2. Разработка и тестирование приложений.

    Множество продуктов виртуализации позволяют запускать несколько различных операционных систем одновременно, позволяя тем самым разработчикам и тестерам программного обеспечения тестировать их приложения на различных платформах и конфигурациях. Также удобные средства по созданию «снимков» текущего состояния системы одним кликом мыши и такого же простого восстановления из этого состояния, позволяют создавать тестовые окружения для различных конфигураций, что существенно повышает скорость и качество разработки.

  3. Использование в бизнесе.

    Этот вариант использования виртуальных машин является наиболее обширным и творческим. К нему относится все, что может понадобиться при повседневном обращении с IT-ресурсами в бизнесе. Например, на основе виртуальных машин можно легко создавать резервные копии рабочих станций и серверов (просто скопировав папку), строить системы, обеспечивающие минимальное время восстановления после сбоев и т.  п. К данной группе вариантов использования относятся все те бизнес-решения, которые используют основные преимущества виртуальных машин.

  4. Использование виртуальных рабочих станций.

    С приходом эры виртуальных машин будет бессмысленно делать себе рабочую станцию с ее привязкой к аппаратуре. Теперь создав однажды виртуальную машину со своей рабочей или домашней средой, можно будет использовать её на любом другом компьютере. Также можно использовать готовые шаблоны виртуальных машин (Virtual Appliances), которые решают определенную задачу (например, сервер приложений). Концепция такого использования виртуальных рабочих станций может быть реализована на основе хост-серверов для запуска на них перемещаемых десктопов пользователей (нечто подобное мэйнфреймам). В дальнейшем эти десктопы пользователь может забрать с собой, не синхронизируя данные с ноутбуком. Этот вариант использования также предоставляет возможность создания защищенных пользовательских рабочих станций, которые могут быть использованы, например, для демонстрации возможностей программы заказчику. Можно ограничить время использования виртуальной машины — и по прошествии этого времени виртуальная машина перестанет запускаться. В этом варианте использования заложены большие возможности.

Все перечисленные варианты использования виртуальных машин фактически являются лишь сферами их применения в данный момент, со временем, несомненно, появятся новые способы заставить виртуальные машины работать в различных отраслях IT. Но давайте посмотрим, как сейчас обстоят дела с виртуализацией.

Как работает виртуализация сегодня

На сегодняшний день проекты по виртуализации IT-инфраструктуры активно внедряются многими ведущими компаниями, занимающимися системной интеграцией и являющимися авторизованными партнерами провайдеров систем виртуализации. В процессе виртуализации IT-инфраструктуры создается виртуальная инфраструктура – комплекс систем на основе виртуальных машин, обеспечивающих функционирование всей IT-инфраструктуры, обладающий многими новыми возможностями при сохранении существующей схемы деятельности IT-ресурсов. Вендоры различных платформ виртуализации готовы предоставить информацию об успешных проектах по внедрению виртуальной инфраструктуры в крупных банках, промышленных компаниях, больницах, образовательных учреждениях. Множество достоинств виртуализации операционных систем позволяют компаниям экономить на обслуживании, персонале, аппаратном обеспечении, обеспечении бесперебойной работы, репликации данных и восстановлении после сбоев. Также рынок виртуализации начинает наполняться мощными средствами управления, миграции и поддержки виртуальных инфраструктур, позволяющими использовать преимущества виртуализации наиболее полно. Давайте посмотрим, как именно виртуализация позволяет компаниям, внедряющим у себя виртуальную инфраструктуру, экономить деньги.

10 причин использовать виртуальные машины
  1. Экономия на аппаратном обеспеч

виртуальных машин | Простое создание виртуальных машин

При аппаратной виртуализации ресурсы физической системы могут быть распределены между несколькими виртуальными системами. Каждая гостевая система (включая все работающие в ней программы) отделена от основного оборудования.

На практике виртуальные машины в основном используются для изоляции определенных процессов и приложений по соображениям безопасности . По сравнению с другими концепциями виртуализации виртуальные машины предлагают сильную инкапсуляцию, выступая в качестве основы для хостинговых продуктов, в которых несколько серверов клиентов работают на общей аппаратной платформе.Предоставление виртуальных машин является основой виртуального хостинга и VPS (виртуальный частный сервер) . Поскольку каждая гостевая система работает в изолированной среде выполнения, процессы, инкапсулированные в виртуальной машине, не влияют на хост-систему или другие системы на той же физической машине.

В бизнес-контексте виртуальные машины используются для снижения затрат на эксплуатацию и обслуживание ИТ-инфраструктуры. Компании часто используют обширную ИТ-инфраструктуру, которая большую часть дня простаивает. Виртуальные машины могут значительно сократить эти потери. Вместо того, чтобы предоставлять каждой прикладной области бизнес-ИТ-отдела свой собственный физический компьютер, все больше и больше компаний переходят на работу серверов почты, баз данных, файлов или приложений в изолированных виртуальных средах на одной и той же мощной аппаратной платформе. Эта концепция реализована в контексте консолидации серверов , поскольку обычно дешевле поддерживать большую вычислительную платформу для различных виртуальных систем, чем управлять несколькими небольшими компьютерами.В частности, процессоры по-прежнему дороги. Другими словами: неиспользованное время процессора - ненужный фактор затрат, которого можно избежать, переключившись на виртуальные системы.

Другая область применения виртуальных сред - разработка программного обеспечения . Программисты, разрабатывающие приложения для различных архитектур систем, часто используют виртуальные машины для тестирования программного обеспечения. Многочисленные продукты гипервизора позволяют параллельную работу различных операционных систем или версий системы.Виртуальные машины можно создавать, клонировать и удалять с физического жесткого диска одним нажатием кнопки, не оставляя никаких данных. Кроме того, неисправные процессы в виртуальной машине не влияют на базовую систему из-за инкапсуляции.

Домашние пользователи обычно используют гипервизоры с возможностями эмуляции для запуска приложений, изначально написанных для другой системной архитектуры. Однако следует отметить, что виртуализация оборудования, как и эмуляция, всегда идет рука об руку с потерей производительности.Например, если пользователь хочет запустить программу Linux на виртуальной машине на своем компьютере с Windows, дополнительные ресурсы должны быть потрачены как на гипервизор, так и на гостевую систему. Подобное инкапсулированное приложение Linux больше не имеет той же производительности, что и базовое оборудование. Это называется накладными расходами.

Что такое технология виртуализации и виртуальная машина?

Типы виртуализации

Виртуализация серверов

Серверная виртуализация позволяет нескольким операционным системам работать на одном физическом сервере как высокоэффективные виртуальные машины.Ключевые преимущества включают:

  • Повышение эффективности ИТ
  • Снижение эксплуатационных расходов
  • Более быстрое развертывание рабочих нагрузок
  • Повышенная производительность приложений
  • Повышенная доступность сервера
  • Устранение разрастания серверов и сложности

Подробнее 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 всей аппаратной независимостью виртуализации. (Виртуализация сети представляет логические сетевые устройства и службы - логические порты, коммутаторы, маршрутизаторы, брандмауэры, балансировщики нагрузки, VPN и многое другое - для подключенных рабочих нагрузок.)

Узнайте больше о виртуализации сети с NSX

Тест-драйв NSX бесплатно

Виртуализация рабочего стола

Развертывание настольных компьютеров как управляемой услуги позволяет ИТ-организациям быстрее реагировать на меняющиеся потребности рабочих мест и возникающие возможности.Виртуализированные рабочие столы и приложения также можно быстро и легко доставить в филиалы, внешних и внешних сотрудников, а также мобильных сотрудников с помощью iPad и планшетов Android.

Узнайте больше о виртуализации рабочих столов с помощью Horizon

Тест-драйв Horizon бесплатно

Виртуализация против облачных вычислений

Несмотря на то, что технологии виртуализации и облачные вычисления одинаково популярны, они не взаимозаменяемы. Виртуализация - это программное обеспечение, которое делает вычислительные среды независимыми от физической инфраструктуры, а 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 виртуальная машина (ВМ)? - Индия

Введение в виртуальные машины (ВМ), технологию для создания виртуализированных вычислительных сред и основу первого поколения облачных вычислений.

Что такое виртуальная машина (ВМ)?

Виртуальная машина - это виртуальное представление или эмуляция физического компьютера. Их часто называют гостями, а физическая машина, на которой они работают, - хостом.

Виртуализация позволяет создавать несколько виртуальных машин, каждая со своей собственной операционной системой (ОС) и приложениями, на одной физической машине. Виртуальная машина не может напрямую взаимодействовать с физическим компьютером.Вместо этого ему нужен легкий программный уровень, называемый гипервизором, для координации между ним и базовым физическим оборудованием. Гипервизор выделяет физические вычислительные ресурсы, такие как процессоры, память и хранилище, каждой виртуальной машине. Каждая виртуальная машина отделена от других, поэтому они не мешают друг другу.

Хотя эта технология может иметь множество названий, включая виртуальный сервер, экземпляр виртуального сервера (VSI) и виртуальный частный сервер (VPS), в этой статье они будут называться просто виртуальными машинами.

Как работает виртуализация

Когда гипервизор используется на физическом компьютере или сервере (также известном как «голый железный сервер»), он позволяет физическому компьютеру отделять операционную систему и приложения от оборудования. Затем он может разделиться на несколько независимых «виртуальных машин».

Каждая из этих новых виртуальных машин может затем независимо запускать свои собственные операционные системы и приложения, при этом совместно используя исходные ресурсы с голого сервера, которым управляет гипервизор. Эти ресурсы включают память, ОЗУ, хранилище и т. Д.

В следующем видео рассказывается об основах виртуализации (5:20) и просмотрите статью «5 преимуществ виртуализации»:

Гипервизор действует как своего рода регулировщик трафика, направляя и распределяя ресурсы голого железа между различными новыми виртуальными машинами, гарантируя, что они не мешают друг другу.

Есть два основных типа гипервизоров.

Гипервизоры типа 1 работают непосредственно на физическом оборудовании (обычно на сервере), заменяя ОС.Как правило, вы используете отдельный программный продукт для создания и управления виртуальными машинами на гипервизоре. Некоторые инструменты управления, такие как vSphere от VMware, позволяют выбрать гостевую ОС для установки на виртуальную машину.

Вы можете использовать одну виртуальную машину в качестве шаблона для других, дублируя ее для создания новых. В зависимости от ваших потребностей вы можете создать несколько шаблонов виртуальных машин для разных целей, например для тестирования программного обеспечения, производственных баз данных и сред разработки.

Гипервизоры типа 2 запускаются как приложение в ОС хоста и обычно предназначены для однопользовательских платформ настольных компьютеров или ноутбуков.С гипервизором типа 2 вы вручную создаете виртуальную машину, а затем устанавливаете в нее гостевую ОС. Вы можете использовать гипервизор для выделения физических ресурсов вашей виртуальной машине, вручную задав количество ядер процессора и памяти, которые она может использовать. В зависимости от возможностей гипервизора вы также можете установить такие параметры, как 3D-ускорение для графики.

Чтобы получить полный обзор гипервизоров, ознакомьтесь с «Гипервизорами: полное руководство».

Преимущества и преимущества виртуальных машин

Виртуальные машины

обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным физическим оборудованием:

  • Использование ресурсов и повышенная рентабельность инвестиций: Поскольку несколько виртуальных машин работают на одном физическом компьютере, клиентам не нужно покупать новый сервер каждый раз, когда они хотят запустить другую ОС, и они могут получить большую отдачу от каждого элемента оборудования они уже владеют.
  • Масштаб: Благодаря облачным вычислениям можно легко развернуть несколько копий одной и той же виртуальной машины, чтобы лучше обслуживать увеличение нагрузки.
  • Переносимость: виртуальных машин могут быть перемещены по мере необходимости между физическими компьютерами в сети. Это позволяет распределять рабочие нагрузки по серверам, у которых есть резервная вычислительная мощность. Виртуальные машины могут даже перемещаться между локальной и облачной средами, что делает их полезными для сценариев гибридного облака, в которых вы совместно используете вычислительные ресурсы между центром обработки данных и поставщиком облачных услуг.
  • Гибкость: Создание виртуальной машины быстрее и проще, чем установка ОС на физический сервер, поскольку вы можете клонировать виртуальную машину с уже установленной ОС. Разработчики и тестировщики программного обеспечения могут создавать новые среды по запросу для решения новых задач по мере их возникновения.
  • Безопасность: виртуальных машин улучшают безопасность несколькими способами по сравнению с операционными системами, работающими непосредственно на оборудовании. Виртуальная машина - это файл, который может сканироваться на наличие вредоносных программ с помощью внешней программы.Вы можете создать полный снимок виртуальной машины в любой момент времени, а затем восстановить его до этого состояния, если он будет заражен вредоносным ПО, что фактически вернет виртуальную машину назад во времени. Быстрое и простое создание виртуальных машин также позволяет полностью удалить скомпрометированную виртуальную машину, а затем быстро воссоздать ее, ускоряя восстановление после заражения вредоносным ПО.

Варианты использования виртуальных машин

Виртуальные машины

имеют несколько применений, как для корпоративных ИТ-администраторов, так и для пользователей. Вот несколько вариантов:

  • Облачные вычисления: За последние 10 с лишним лет виртуальные машины были основной единицей вычислений в облаке, что позволило десяткам различных типов приложений и рабочих нагрузок успешно работать и масштабироваться.
  • Поддержка DevOps: виртуальных машин - отличный способ поддержать корпоративных разработчиков, которые могут настраивать шаблоны виртуальных машин с настройками для своих процессов разработки и тестирования программного обеспечения. Они могут создавать виртуальные машины для конкретных задач, таких как статические тесты программного обеспечения, включая эти шаги в автоматизированный рабочий процесс разработки. Все это помогает оптимизировать цепочку инструментов DevOps.
  • Протестируйте новую операционную систему: Виртуальная машина позволяет вам тестировать новую операционную систему на своем рабочем столе, не влияя на вашу основную ОС.
  • Изучение вредоносных программ: виртуальных машин полезны для исследователей вредоносных программ, которым часто требуются новые машины для тестирования вредоносных программ.
  • Запустить несовместимое программное обеспечение: Некоторые пользователи могут предпочесть одну ОС, но при этом нуждаются в программе, доступной только в другой. Хорошим примером является программное обеспечение для голосового диктовки Dragon. Его поставщик, Nuance, прекратил выпуск версии своего продукта для macOS. Однако запуск гипервизора, ориентированного на настольные компьютеры, такого как VMware Fusion или Parallels, позволяет запускать Windows на виртуальной машине, предоставляя доступ к этой версии программного обеспечения.
  • Безопасный просмотр: Использование виртуальной машины для просмотра позволяет посещать сайты, не беспокоясь о заражении. Вы можете сделать снимок своего компьютера, а затем возвращаться к нему после каждого сеанса просмотра. Это то, что пользователь может настроить самостоятельно, используя настольный гипервизор типа 2. В качестве альтернативы администратор может предоставить временный виртуальный рабочий стол, расположенный на сервере.

Типы ВМ

В этом разделе рассматриваются некоторые типы виртуальных машин:

  • Виртуальные машины Windows
  • Виртуальные машины Android
  • Виртуальные машины Mac
  • Виртуальные машины iOS
  • Виртуальные машины Java
  • Виртуальные машины Python
  • Виртуальные машины Linux
  • Виртуальные машины VMware
  • Виртуальные машины Ubuntu

Виртуальные машины Windows

Большинство гипервизоров поддерживают виртуальные машины под управлением ОС Windows в качестве гостя. Гипервизор Microsoft Hyper-V входит в состав операционной системы Windows. После установки он создает родительский раздел, содержащий как себя, так и основную ОС Windows, каждая из которых получает привилегированный доступ к оборудованию. Другие операционные системы, в том числе гостевые системы Windows, работают в дочерних разделах, которые взаимодействуют с оборудованием через родительский раздел.

Виртуальные машины Android

ОС Android с открытым исходным кодом от Google широко используется на мобильных и подключенных домашних устройствах, например, домашних развлекательных устройствах.ОС Android работает только на архитектуре процессора ARM, которая является общей для этих устройств, но энтузиасты, геймеры Android или разработчики программного обеспечения могут захотеть запустить ее на ПК.

Это проблематично, потому что ПК работают на совершенно другой архитектуре процессора x86, а аппаратный гипервизор виртуализации передает инструкции только между виртуальной машиной и процессором. Он не переводит их для процессоров с разными наборами команд. Существуют различные проекты по решению этой проблемы.

Некоторые проекты, такие как Shashlik или Genymotion, используют эмулятор, который воссоздает архитектуру ARM в программном обеспечении.Одна из альтернатив, проект Android-x86, вместо этого переносит Android на архитектуру x86. Для его запуска необходимо установить программу Android-x86 как виртуальную машину с использованием гипервизора VirtualBox типа 2. Другая альтернатива, Anbox, запускает операционную систему Android на ядре основной ОС Linux.

Виртуальные машины Mac

Apple разрешает запускать свою систему macOS только на оборудовании Apple, запрещая людям запускать ее на оборудовании сторонних производителей в качестве виртуальной машины или иным образом в соответствии с лицензионным соглашением с конечным пользователем.Вы можете использовать гипервизоры типа 2 на оборудовании Mac для создания виртуальных машин с гостевой ОС macOS.

Виртуальные машины iOS

Сегодня невозможно запустить iOS на виртуальной машине, потому что Apple строго контролирует свою ОС iOS и не позволяет ей работать ни на чем, кроме устройств iOS.

Самым близким к виртуальной машине iOS является симулятор iPhone, который поставляется с интегрированной средой разработки Xcode, которая имитирует всю систему iPhone в программном обеспечении.

Виртуальные машины Java

Платформа Java - это среда выполнения для программ, написанных на языке разработки программного обеспечения Java.Обещание Java заключалось в функциональности «напиши один раз, запусти где угодно». Это означало, что любая программа Java могла работать на любом оборудовании, работающем на платформе Java. Для этого платформа Java включает виртуальную машину Java (JVM).

Программы Java содержат байт-код, который представляет собой инструкции, предназначенные для JVM. JVM компилирует этот байт-код в машинный код, который является языком нижнего уровня, используемым главным компьютером. JVM на платформе Java одной вычислительной платформы будет создавать другой набор инструкций машинного кода, чем JVM в другой, на основе машинного кода, ожидаемого процессором.

Таким образом, JVM не запускает всю ОС и не использует гипервизор, как другие виртуальные машины. Вместо этого он переводит программы прикладного уровня для работы на определенном оборудовании.

Дополнительную информацию о Java см. В «Java: Полное руководство».

Виртуальные машины Python

Как и JVM, виртуальная машина Python не работает на гипервизоре и не содержит гостевую ОС. Это инструмент, который позволяет программам, написанным на языке программирования Python, работать на различных процессорах.

Подобно Java, Python переводит свои программы в промежуточный формат, называемый байт-кодом, сохраняя его в файле, готовом к выполнению. Когда программа запускается, виртуальная машина Python переводит байт-код в машинный код для быстрого выполнения.

Виртуальные машины Linux

Linux - это обычная гостевая ОС, используемая во многих виртуальных машинах. Это также обычная хост-ОС, используемая для запуска виртуальных машин, и даже имеет собственный гипервизор, называемый виртуальной машиной на основе ядра (KVM). Основное ядро ​​Linux включает KVM с 2007 года.Хотя это проект с открытым исходным кодом, Red Hat теперь владеет компанией, разработавшей KVM.

Виртуальные машины VMware

VMware была одним из первых поставщиков программного обеспечения для виртуализации, а теперь является популярным поставщиком гипервизоров типов 1 и 2, а также программного обеспечения виртуальных машин для корпоративных клиентов.

«VMware: полное руководство» содержит исчерпывающий обзор всего, что связано с VMware.

Виртуальные машины Ubuntu

Ubuntu - это дистрибутив Linux, производимый Canonical.Он доступен в настольной и серверной версиях, любую из которых можно установить как виртуальную машину. Ubuntu можно развернуть как гостевую ОС на Microsoft Hyper-V. Он предоставляет оптимизированную версию Ubuntu Desktop, которая хорошо работает в расширенном режиме сеанса Hyper-V, обеспечивая тесную интеграцию между хостом Windows и виртуальной машиной Ubuntu. Он включает в себя поддержку интеграции с буфером обмена, динамического изменения размера рабочего стола, общих папок и перемещения мыши между главным и гостевым рабочими столами.

Мультитенант и однопользовательский

В облачных вычислениях виртуальные машины обычно предлагаются как в однопользовательском, так и в мультитенантном вариантах.

Общедоступные или многопользовательские виртуальные машины - это виртуальные машины, в которых несколько пользователей совместно используют общую физическую инфраструктуру. Это наиболее экономичный и масштабируемый подход к предоставлению виртуальных машин, но ему не хватает некоторых характеристик изоляции, которые могли бы предпочесть организации со строгими требованиями к безопасности или соответствию требованиям.

Две модели для виртуальных машин с одним арендатором - это выделенные узлы и выделенные экземпляры.

Выделенный хост предполагает аренду всей физической машины и поддержание постоянного доступа и контроля над этой машиной, ее оборудованием и любым программным обеспечением, установленным на ней.Эта модель обеспечивает максимальную гибкость и прозрачность оборудования, контроль и размещение рабочих нагрузок, а также предлагает некоторые преимущества для определенного программного обеспечения с собственной лицензией.

Выделенный экземпляр предлагает такую ​​же изоляцию для одного клиента и такой же контроль над размещением рабочей нагрузки, но он не связан с конкретной физической машиной. Так, например, если выделенный экземпляр перезагружается, он может оказаться на новой физической машине - машине, выделенной для отдельной учетной записи, но, тем не менее, новой машине, возможно, в другом физическом месте.

Модели ценообразования для виртуальных машин

Наиболее распространенные модели ценообразования для виртуальных машин в облаке - это оплата по мере использования (по часам или секундам), временные / спотовые инстансы, зарезервированные инстансы и выделенные хосты.

  • Pay-as-you-go : В модели pay-as-you-go виртуальная машина не требует предварительных затрат, и пользователи просто платят за то, что они используют, обычно выставляются почасовые или секундные счета в зависимости от поставщик и тип экземпляра.
  • Переходные / спотовые инстансы : модель с наименьшей стоимостью виртуальных машин, временные и спотовые инстансы используют преимущества избыточной емкости поставщика, но поставщик может вернуть их в любое время. Обычно они полезны для приложений, которые не обязательно должны быть постоянно включены или которые слишком дороги в любой другой модели.
  • Зарезервированные инстансы : В отличие от моделей с оплатой по мере использования, зарезервированные инстансы имеют явный срок действия, обычно от одного до трех лет, но также сопровождаются большими скидками.
  • Выделенные хосты : В случае выделенных хостов, пользователь обычно берет на себя общую стоимость физического сервера, и ему выставляется счет с любыми приращениями, которые поставщик предлагает выделенные серверы, обычно ежечасно или ежемесячно.

Виртуальные машины и серверы без операционной системы

Выбор виртуальной машины вместо физической, также известной как сервер без покрытия, связан не столько с конкурирующими возможностями, сколько с пониманием того, что вам нужно и когда вам это нужно.

Серверы

Bare Metal - это чистое оборудование, мощность и изоляция. Это физические серверы с одним арендатором, полностью лишенные циклов гипервизора (программное обеспечение виртуализации) и полностью посвященные одному заказчику - вам.

Рабочие нагрузки, которые отдают приоритет производительности и изоляции, такие как приложения с интенсивным использованием данных и нормативные требования, обычно лучше всего подходят для серверов без операционной системы, особенно при развертывании в течение продолжительных периодов времени.

Приложения для электронной коммерции, ERP, CRM, SCM и финансовых услуг - это лишь некоторые из рабочих нагрузок, идеально подходящих для серверов без операционной системы.

Итак, когда бы вы разместили гипервизор поверх «голого железа», чтобы создать виртуальную машину? Когда ваши рабочие нагрузки требуют максимальной гибкости и масштабируемости.

Виртуальные машины

без труда увеличивают емкость сервера и повышают коэффициент использования - идеально для перемещения данных с одной виртуальной машины на другую, изменения размеров наборов данных и разделения динамических рабочих нагрузок.

Виртуальные машины и контейнеры

Самый простой способ понять контейнер - это понять, чем он отличается от традиционной виртуальной машины (ВМ). При традиционной виртуализации - локальной или облачной - гипервизор используется для виртуализации физического оборудования. Затем каждая виртуальная машина содержит гостевую ОС, виртуальную копию оборудования, которое требуется ОС для работы, а также приложение и связанные с ним библиотеки и зависимости.

Вместо виртуализации базового оборудования контейнеры виртуализируют операционную систему (обычно Linux), поэтому каждый отдельный контейнер содержит только приложения, его библиотек и зависимостей.Отсутствие гостевой ОС является причиной того, что контейнеры такие легкие и, следовательно, быстрые и портативные.

Контейнеры

и управляющий ими механизм оркестрации Kubernetes хорошо подходят для современных облачных архитектур и архитектур микросервисов. И хотя контейнеры чаще всего ассоциируются с сервисами без отслеживания состояния, на них также можно подать в суд за службы с отслеживанием состояния.

Контейнеры

также становятся все более распространенными в сценариях гибридного облака, поскольку они могут работать согласованно на портативных компьютерах, в облаке и в традиционных локальных ИТ.

Сообщение в блоге «Контейнеры против виртуальных машин: в чем разница?» объясняет больше.

В следующем видео Сай Веннам разбирает основы контейнеризации и сравнивает ее с использованием виртуальных машин (8:09):

Как выбрать поставщика виртуальной машины

Выбор виртуальной машины и облачного провайдера не должен быть сложной задачей, если вы знаете, что искать. Виртуальная машина, конечно же, должна соответствовать вашим рабочим нагрузкам и бизнес-бюджету, но другие факторы играют ключевую роль между вами и вашей средой виртуализации.Ниже приведены десять вещей, которые следует учитывать при выборе поставщика услуг виртуальных машин.

  • Надежная поддержка - Обеспечьте круглосуточную поддержку клиентов по телефону, электронной почте и в чате или просто уходите. Вам нужен реальный человек на другом конце провода, который поможет вам в критических ИТ-ситуациях. Также важно отметить, какие облачные провайдеры предлагают дополнительные услуги для более практической поддержки.
  • Управляемые опции - Предлагает ли облачный провайдер как неуправляемые, так и управляемые решения? Если вы не знакомы с технологиями виртуализации, выберите поставщика, который будет отвечать за настройку, обслуживание и постоянный мониторинг производительности.
  • Интеграция программного обеспечения - Будет ли ваша среда виртуальной машины хорошо взаимодействовать с другими? Операционные системы, стороннее программное обеспечение, технологии и приложения с открытым исходным кодом помогут вам предоставлять больше решений для вашего бизнеса. Вам понадобится поставщик виртуальных машин с поддержкой и прочными партнерскими отношениями с наиболее часто используемыми в отрасли поставщиками программного обеспечения. Примечание: держитесь подальше от привязки к продавцу.
  • Высококачественная сеть и инфраструктура - Насколько актуальна инфраструктура, на которой будет работать ваша новая виртуальная машина? Сюда входят надежные серверы без операционной системы, современные центры обработки данных и магистральная сеть.Облачный провайдер должен иметь возможность выполнить свою часть сделки с помощью современного оборудования и высокоскоростных сетевых технологий.
  • Местоположение, местоположение, местоположение - Чем ближе данные к вашим пользователям, тем меньше проблем вы столкнетесь с задержками, безопасностью и своевременным предоставлением услуг. Хорошая глобальная сеть, состоящая из разрозненных центров обработки данных и точек присутствия POP, имеет решающее значение для получения данных там, где и когда они вам больше всего нужны.
  • Резервное копирование и восстановление - Какой план есть у вашего облачного провайдера для поддержания ваших виртуальных машин в рабочем состоянии в случае непредвиденных событий? Предоставляют ли они также дополнительные возможности резервного копирования и резервирования для вашей виртуализированной среды? К непрерывной работе следует отнестись серьезно.
  • Легкость масштабирования - Насколько быстро и легко вы сможете развернуть, замедлить, зарезервировать, приостановить и обновить виртуальную машину? Когда речь заходит о масштабируемости виртуальных машин, вам больше всего хочется слышать слово «по запросу».
  • Различные конфигурации ЦП - Чем больше конфигураций, тем лучше. Не каждая конфигурация виртуальной машины подходит для любой рабочей нагрузки в любой сезон использования. Обязательно найдите поставщика виртуальных машин, который предоставит различные пакеты конфигурации как для одиночных, так и для многопользовательских требований.
  • Уровни безопасности - Спросите о них своего провайдера, а затем спросите о них еще раз. Ваши бизнес-данные - это валюта в высшей форме, особенно при работе с конфиденциальной информацией о клиентах. Линии частных сетей, варианты для федеральных центров обработки данных, встроенные функции шифрования и соблюдение нормативных требований имеют важное значение для защиты вашего самого ценного актива.
  • Полная поддержка миграции - Ваши приоритеты в области ИТ всегда будут меняться. Все мы это знаем.Любой поставщик виртуальных машин должен быть в состоянии помочь вам перейти от гибридной, локальной и удаленной среды. Ищите варианты полного приема данных, миграции по сети и приложений.

Виртуальные машины и IBM Cloud

IBM Cloud предлагает возможность настраивать и запускать собственные виртуальные машины на основе различных технических и ценовых вариантов. Вы можете выбрать технические профили для виртуальных машин на основе требуемой вычислительной мощности, памяти, локального хранилища и возможностей графического процессора, адаптируя систему к вашей конкретной рабочей нагрузке.Вы также можете управлять виртуальными машинами VMware с помощью IBM Cloud for VMware Solutions.

Вы можете выбрать общедоступные или частные узлы в соответствии с вашими требованиями к безопасности и соответствию. Частная однопользовательская служба может располагаться на выделенном хосте по вашему выбору из более чем 60 центров обработки данных IBM в 19 странах по всему миру.

Выберите из множества вариантов развертывания в соответствии с вашими ценовыми потребностями. Публичный экземпляр виртуальной машины, который вы зарезервировали на заранее установленное время, дешевле, чем незарезервированная система.В качестве альтернативы вы можете выбрать виртуальную машину на основе цен на спотовом рынке для обработки временных рабочих нагрузок.

IBM Cloud также позволяет сочетать ресурсы виртуального сервера и «голого железа» в соответствии с требованиями вашей рабочей нагрузки.

Чтобы узнать больше, посетите страницу IBM Cloud и зарегистрируйтесь для получения идентификатора IBM ID.

Как распознать виртуальную машину, виртуальный сервер и виртуальную сеть

Когда вы гуглите «что такое виртуальная машина», вы получите такие результаты, как виртуальные серверы, виртуальные сети и т. Д.

Но если у вас нет базовых знаний по этой теме, попытка понять элементы, составляющие архитектуру виртуализации, может немного запутать.

В этой статье мы постараемся как можно проще объяснить, как обнаружить различия между основными ресурсами, составляющими схему виртуализации: машинами, сетями и виртуальными серверами.

Что такое виртуальный сервер

Использование сетевых серверов было очень распространено среди крупных компаний в течение многих лет.Однако затраты были очень высокими, а серверы были не такими эффективными. Обычно сервер был посвящен одной функции, например, один для размещения базы данных, другой для почтового клиента и т. Д.

Из-за технологического развития серверов и увеличения их мощности использование сервера для одной функции, как это было раньше, неэффективно. Было бы жаль использовать только 15% мощности Ferrari и никогда не испытать даже 60% его мощности, верно?

Решение этой проблемы называется виртуализацией.Чтобы представить себе, как работает виртуализация, представьте, как разрезать торт на несколько частей, чтобы поделиться с гостями. Полный пирог - это ваш сервер, но когда вы его разделите, каждый кусок становится виртуальной машиной, у которой может быть своя собственная операционная система и приложения для использования в различных функциях. Таким образом, теперь у вас есть виртуальный сервер, емкость которого используется до 70 или 80%.

Как создать виртуальный сервер?

Для создания виртуального сервера нам необходим уровень абстракции (программное обеспечение виртуализации) между аппаратным обеспечением и программным обеспечением физического сервера.

При этом физический сервер преобразует его в одну или несколько виртуальных машин, и каждой из них назначается определенный объем аппаратных ресурсов (память, ЦП, хранилище и т. Д.) В соответствии с емкостью физического сервера.

Таким образом, вместо использования большого количества физических серверов для отдельной работы системы электронной почты, базы данных и т. Д., Все эти приложения можно виртуализировать на одном сервере.

Еще одно преимущество виртуализированного сервера - его гибкость для миграции виртуальных машин.Что это значит? Вы можете перемещать одну или несколько виртуальных машин с одного сервера на другой, не испытывая проблем с оборудованием, поскольку виртуальную машину можно адаптировать к новым виртуализированным ресурсам сервера. Бывают случаи, когда вы даже можете скопировать виртуальные машины в драйверы USB, чтобы переместить их в другие места.

Среди самых популярных программ виртуализации - VMWare, Microsoft Virtual Server или Xen Server. Для виртуализации серверов обычно требуется многопроцессорная система с 16 ГБ ОЗУ в дополнение к нескольким сетевым подключениям и подключению к хранилищу.

Сколько виртуальных машин может разместить на сервере?

Некоторые компьютерные эксперты, такие как Гордон Хафф из Illuminata, считают, что трудно предсказать, сколько виртуальных машин может разместить сервер, поскольку бывают случаи, когда виртуальные машины извлекают из процессора больше кэша, чем физический сервер.

Кроме того, каждый процессор имеет разные возможности для управления приложениями и гипервизорами. С другой стороны, Массимо Ре Ферре, старший ИТ-архитектор IBM, рекомендует покупать дополнительную мощность для сервера и заставлять его работать на 70% своей мощности вместо того, чтобы использовать ее на 95%.

Что такое виртуальная машина?

Концепция виртуальной машины постоянно используется во многих контекстах. В этом случае мы поговорим о технологии виртуализации, лежащей в основе создания независимых сред для выполнения различных ОС и приложений, которые обычно не могли работать одновременно на одном сервере или ПК-клиенте.

Итак, что такое виртуальная машина? Проще говоря, это операционная система или среда приложений, которая устанавливается в программное обеспечение, эмулирующее выделенное оборудование.Тогда пользователю не нужны ресурсы сервера или компьютера, выделенные исключительно для работы одной ОС.

Например, представьте, что вы можете запускать Linux во время работы в Windows, не подвергаясь влиянию или прерыванию одновременной работы обоих. Кажется, что вы открываете новое окно в своей основной ОС для работы в другой программе.

Базовая архитектура технологии виртуальных машин Virtual Server.
Как работает виртуальная машина?

ВМ нуждается в гипервизоре. Это специальное программное обеспечение способно полностью эмулировать ПК-клиент и все его аппаратные ресурсы, такие как память, жесткий диск и т. Д. Этот метод позволяет нескольким виртуальным машинам совместно использовать ресурсы.

Чтобы виртуальная машина могла запускать серверные ОС Linux и Windows на одном физическом хосте, гипервизор должен эмулировать несколько виртуальных аппаратных платформ. Они должны оставаться изолированными друг от друга, чтобы каждая виртуальная машина могла использовать их независимо без операционных конфликтов.

Одним из самых больших преимуществ использования виртуальной машины является более эффективное использование оборудования.Однако для работы в средах виртуализации требуется больше пропускной способности, хранилища и памяти.

Поскольку каждая виртуальная машина может потреблять разное количество ресурсов, необходимо вмешательство ИТ-специалиста, чтобы сбалансировать спрос на каждую виртуальную машину.

Память имеет значение

Один из наиболее важных аспектов, которые следует учитывать при настройке виртуальной машины, - это объем памяти, который она будет выделять.

Каждой виртуальной машине требуется достаточный объем памяти для работы операционной системы и приложений, а также не менее 32 МБ ОЗУ для эмулируемого видео и кэша кода.

Объем выделяемой памяти будет зависеть от пользователя при создании виртуальной машины. Эта сумма будет максимальной, которую виртуальная машина будет иметь в своем распоряжении.

Чтобы снова настроить объем выделяемой памяти, виртуальную машину необходимо выключить, поскольку она потребляет память только во время работы или приостановки. Когда памяти не хватает, МВ просто не запускается.

Виртуальная сеть

Виртуальная сеть работает в основном в рамках той же концепции виртуализации, которую мы рассмотрели в предыдущих примерах.

Давайте подумаем о клиенте, которому необходимо разделить свой трафик. Обычно это требует больших вложений в создание новой физической сети. В настоящее время благодаря технологии виртуализации вы можете создавать и настраивать виртуальную сеть, используя одно и то же физическое оборудование.

Как и в случае с виртуальной машиной, виртуальную сеть необходимо изолировать от других виртуальных сетей, даже если они используют одни и те же физические ресурсы, такие как кабели, маршрутизаторы и коммутаторы.

Таким образом, гибкость, предлагаемая виртуализацией сети, позволяет комбинировать различные физические сети в одной виртуальной сети, но или разделять физическую сеть на несколько виртуальных сетей.

Как работает виртуальная сеть?

Цель виртуальной сети - создать адекватную и эффективную сетевую структуру для всех приложений, которые она размещает. Виртуальная сеть должна быть гибкой, чтобы изменять свою структуру с помощью программного обеспечения в соответствии с услугой по запросу.

Хотя для физической сети требуются коммутаторы, маршрутизаторы, балансировщики нагрузки и межсетевые экраны на различных уровнях, помимо сетевого адаптера, в виртуальной сети все эти технические потребности покрываются сетевым программным обеспечением.

Это называется виртуализацией разъединения, что означает, что функция сетевого программного обеспечения от оборудования, на котором оно размещено, будет использоваться в любом другом стандартном оборудовании.

Существует два типа виртуальных сетей: VPN (виртуальная частная сеть) и VLAN (виртуальная локальная сеть). VPN может создать виртуальное адресное пространство, которое шифрует весь отправляемый трафик, чтобы сделать его частным.

С другой стороны, VLAN позволяет устройствам связываться друг с другом без установления маршрутизации.Это возможно, потому что устройства находятся в так называемой области конфликтов, что дает им возможность получать один и тот же пакет несколько раз.

.

Ваш комментарий будет первым

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *