Виртуализация. Принцип работы VMware ESXI. Типы виртуализации

В последнее время пользователи все чаще слышат о таком понятии, как «виртуализация». Считается, что ее применение - это круто и современно. Но вот далеко не каждый юзер четко понимает, что представляет собой виртуализация в целом и в частности. Попробуем пролить свет на этот вопрос и затронем системы виртуализации серверов. Сегодня именно эти технологии являются передовыми, поскольку имеют множество преимуществ и в плане безопасности, и в плане администрирования.

Что такое виртуализация?

Начнем с самого простого - определения термина, описывающего виртуализацию как таковую. Отметим сразу, что в Интернете можно найти и скачать какое-нибудь пособие по этому вопросу вроде справочника «Виртуализация сервера для чайников» PDF-формата. Но при изучении материала неподготовленный юзер может столкнуться с большим количеством непонятных определений. Поэтому попытаемся разъяснить суть вопроса, так сказать, на пальцах.

Прежде всего, при рассмотрении технологии виртуализации серверов остановимся на начальном понятии. Что же такое виртуализация? Следуя простой логике, нетрудно догадаться, что этот термин описывает создание некоего эмулятора (подобия) какого-то физического или программного компонента. Иными словами, это - интерактивная (виртуальная) модель, не существующая в реальности. Однако здесь свои нюансы.

Основные типы виртуализации и используемые технологии

Дело в том, что в понятии виртуализации различают три основных направления:

• представления;
• приложения;
• серверы.

Для понимания самым простым примером может быть использование так называемых которые предоставляют пользователям собственные вычислительные ресурсы. Пользовательская программа выполняется именно на а юзер видит только результат. Такой подход позволяет снизить системные требования к пользовательскому терминалу, конфигурация которого устарела и не может справиться с заданными вычислениями.

Для приложений такие технологии применяются также достаточно широко. Например, это может быть виртуализация 1С-сервера. Суть процесса состоит в том, что программа запускается на одном изолированном сервере, а доступ к ней получает большое количество удаленных пользователей. Обновление программного пакета производится из единого источника, не говоря уже о наивысшем уровне безопасности всей системы.

Наконец, подразумевается создание интерактивной компьютерной среды, виртуализация сервера в которой полностью повторяет реальную конфигурацию «железных» собратьев. Что это означает? Да то, что, по большому счету, на одном компьютере можно создать один или несколько дополнительных, которые будут работать в режиме реального времени, как если бы они существовали в действительности (системы виртуализации серверов будут рассмотрены более подробно чуть позже).

При этом совершенно не важно, какая именно операционная система будет установлена на каждом таком терминале. По большому счету на основную (хостовую) ОС и виртуальную машину это не оказывает никакого влияния. Это похоже на взаимодействие компьютеров с разными ОС в локальной сети, но в данном случае виртуальные терминалы могут быть и не связаны между собой.

Выбор оборудования

Одним из явных и неоспоримых преимуществ виртуальных серверов является снижение материальных затрат на создание полнофункциональной программно-аппаратной структуры. Например, имеется две программы, которые для нормальной работы требуют наличия 128 Мб оперативной памяти, но их нельзя устанавливать на один физический сервер. Как поступить в этом случае? Можно приобрести два раздельных сервера по 128 Мб и установить их раздельно, а можно купить один с 128 Мб «оперативки», создать на нем два виртуальных сервера и установить два приложения именно на них.

Если кто еще не понял, во втором случае использование оперативной памяти будет более рациональным, а материальные расходы существенно ниже, чем при покупке двух независимых устройств. Но только этим дело не ограничивается.

Преимущества в системе безопасности

Как правило, сама серверная структура подразумевает наличие нескольких аппаратов для выполнения тех или иных задач. В плане обеспечения безопасности системные администраторы устанавливают контроллеры домена Active Directory и интернет-шлюзы не на одном, а на разных серверах.

В случае попытки внешнего вмешательства первым атаке всегда подвергается шлюз. Если на сервере установлен еще и контроллер домена, то очень высока вероятность повреждения баз AD. В ситуации с целенаправленными действиями всем этим могут завладеть злоумышленники. Да и восстановление данных из резервной копии - это дело достаточно хлопотное, хоть и занимает оно относительно немного времени.

Если подойти к этому вопросу с другой стороны, можно отметить, что виртуализация сервера позволяет обойти ограничения по установке, а также быстро восстановить искомую конфигурацию, ведь бэкап хранится в самой виртуальной машине. Правда, как считается, виртуализация серверов с Windows Server (Hyper-V) в таком представлении выглядит ненадежной.

Кроме того, достаточно спорным остается вопрос лицензирования. Так, например, для Windows Server 2008 Standard предусмотрен запуск всего одной виртуальной машины, на Enterprise - четыре, а на Datacenter - вообще неограниченное число (причем даже копий).

Вопросы администрирования

Преимущества такого подхода, не говоря о системе безопасности и снижении затрат, даже когда производится виртуализация серверов с Windows Server, в первую очередь должны оценить системные администраторы, которые занимаются обслуживанием этих машин или локальных сетей.

Очень часто становится создание резервных копий системы. Обычно при создании бэкапа требуется стороннее ПО, а считывание с оптического носителя или даже из Сети занимает большее время, по сравнению со скоростью работы дисковой подсистемы. Клонирование самого сервера и можно произвести всего за пару кликов, а затем быстро развернуть работоспособную систему даже на «чистом» железе, после чего она будет работать без сбоев.

В VMware vSphere виртуализация серверов позволяет создавать и сохранять так называемые снимки самой виртуальной машины (snapshots), которые представляют собой специальные образы ее состояния в определенный момент времени. Они могут быть представлены в древовидной структуре в самой машине. Таким образом, восстановить работоспособность виртуальной машины намного проще. При этом можно произвольно выбирать точки восстановления, откатывая состояние назад, а потом вперед (Windows-системам такое может только сниться).

Программы виртуализации серверов

Если говорить о программном обеспечении, здесь для создания виртуальных машин можно использовать огромное количество приложений. В самом простом случае используются собственные средства Windows-систем, с помощью которых может производиться виртуализация серверов (Hyper-V - встроенный компонент).

Однако и эта технология обладает некоторыми недостатками, поэтому многие предпочитают программные пакеты вроде WMware, VirtualBox, QUEMI или даже MS Virtual PC. Хотя названиями такие приложения и разнятся, принципы работы с ними особо не отличаются (разве что в деталях и некоторых нюансах). С некоторыми версиями приложений может производиться и виртуализация серверов Linux, но эти системы подробно рассматриваться не будут, поскольку у нас большинство пользователей использует все-таки Windows.

Виртуализация сервера на Windows: простейшее решение

Со времени выхода седьмой версии Windows в ней появился встроенный компонент, называемый Hyper-V, что дало возможность создавать виртуальные машины собственными средствами системы без использования стороннего ПО.

Как и в любом другом приложении такого уровня, в этом пакете можно смоделировать будущий указав размер жесткого диска, объем оперативной памяти, наличие оптических приводов, желаемые характеристики графического или звукового чипа - в общем, всего того, что имеется в «железе» обычного серверного терминала.

Но тут нужно обратить внимание на включение самого модуля. Виртуализация серверов Hyper-V не может производиться без предварительного включения этого компонента в самой системе Windows.

В некоторых случаях может потребоваться и задействование активации поддержки соответствующей технологии в BIOS.

Использование сторонних программных продуктов

Тем не менее даже несмотря на средства, которыми может производиться виртуализация серверов Windows-систем, многие специалисты считают эту технологию несколько неэффективной и даже чрезмерно усложненной. Гораздо проще использовать уже готовый продукт, в котором аналогичные действия производятся на основе автоматического подбора параметров, а виртуальная машина обладает большими возможностями и гибкостью в управлении, настройке и использовании.

Речь идет об использовании таких программных продуктов, как Oracle VirtualBox, VMware Workstation (VMware vSphere) и других. Например, сервер виртуализации VMware может создаваться таким образом, чтобы сделанные внутри виртуальной машины аналоги компьютеров работали раздельно (независимо друг от друга). Такие системы можно использовать в процессах обучения, тестировании какого-либо программного обеспечения и т.д.

Кстати сказать, отдельно можно отметить, что при тестировании ПО в среде виртуальной машины можно использовать даже программы, зараженные вирусами, которые покажут свое действие только в гостевой системе. На основной (хостовой) ОС это не скажется ни коим образом.

Что же касается процесса создания компьютера внутри машины, в VMware vSphere виртуализация серверов, равно как и в Hyper-V, производится на основе «Мастера», однако, если сравнивать эту технологию с Windows-системами, сам процесс выглядит несколько проще, поскольку программа сама может предложить некое подобие шаблонов или автоматически вычислить нужные параметры будущего компьютера.

Основные недостатки виртуальных серверов

Но, несмотря на то, сколько преимуществ дает тому же сисадмину или конечному пользователю виртуализация сервера, у таких программ есть и некоторые существенные недостатки.

Во-первых, выше головы не прыгнешь. То есть виртуальная машина будет использовать ресурсы физического сервера (компьютера), причем не в полном, а в строго ограниченном объеме. Таким образом, чтобы виртуальный аппарат работал надлежащим образом, начальная конфигурация «железа» должна быть достаточно мощной. С другой стороны, покупка одного мощного сервера все равно выйдет намного дешевле, чем приобретение нескольких с более низкой конфигурацией.

Во-вторых, хотя и считается, что несколько серверов могут быть объединены в кластер, а при отказе одного из них можно «переехать» на другой, в том же Hyper-V этого добиться невозможно. И это выглядит как явный минус в вопросе отказоустойчивости.

В-третьих, явно спорным будет вопрос переноса в виртуальное пространство ресурсоемких СУБД или систем вроде Mailbox Server, Exchange Server и т.д. В этом случае будет наблюдаться явное торможение.

В-четвертых, для корректной работы такой инфраструктуры нельзя использовать исключительно виртуальные компоненты. В частности, это касается контроллеров доменов - хотя бы один из них в обязательном порядке должен быть «железным» и изначально доступным в Сети.

Наконец, в-пятых, виртуализация сервера таит в себе еще одну опасность: отказ физического хоста и хостовой операционной системы повлечет за собой автоматическое отключение всех сопутствующих компонентов. Это - так называемая единая точка отказа.

Резюме

Тем не менее, несмотря на некоторые недостатки, преимуществ у таких технологий явно больше. Если посмотреть на вопрос того, зачем нужна виртуализация серверов, здесь можно выделить несколько основных аспектов:

• сокращение количества «железного» оборудования;
• снижение тепловыделения и потребления энергии;
• уменьшение материальных затрат, в том числе на приобретение оборудования, оплату электроэнергии, приобретение лицензий;
• упрощение обслуживания и администрирования;
• возможность «миграции» ОС и самих серверов.

Собственно, преимуществ применения таких технологии гораздо больше. Хотя и может показаться, что есть некоторые серьезные недостатки, при правильной организации всей инфраструктуры и задействовании необходимых средств управления для бесперебойной работы в большинстве случаев появления таких ситуаций можно избежать.

Наконец, для многих открытым остается вопрос выбора программного обеспечения и практического внедрения виртуализации. Но тут лучше обратиться за помощью к специалистам, поскольку перед нами в данном случае стоял исключительно вопрос общего ознакомления с виртуализацией серверов и целесообразностью внедрения системы как таковой.

Виртуализация - это технология, обеспечивающая абстрагирование процессов и их представления от вычислительных ресурсов. Понятие виртуализации далеко не новое и было введено ещё в 60-х годах компанией IBM.

Можно выделить следующие разновидности виртуализации:

Типичными представителями виртуальных машин являются VMware Workstation и Microsoft Virtual PC, которые в основном используются в тестовых целях системными администраторами и разработчиками программного обеспечения. Компания VMware выпустила также бесплатную версию VMware Server, которая позволяет на одном физическом сервере запускать несколько виртуальных серверов, объединять их в сети, использовать их как обычные серверы в компании. Но данные продукты имеют один существенный недостаток – это производительность. Так как все виртуальные машины работают как приложения, им соответственно выделяются ресурсы операционной системы, которая в свою очередь выделяет ресурсы физического сервера. В итоге производительность даже одной виртуальной машины оказывается в несколько раз ниже, чем производительность физического сервера.

Ситуация кардинально изменилась, когда в процессорах появилась аппаратная поддержка виртуализации – Гипервизор. Были выпущены VMware vSphere 5(ESXi) и Microsoft Hyper-V. Эти продукты являются полноценными решениями виртуализации серверов, позволяющие получить производительность виртуальных машин практически аналогичную производительности физического сервера на котором они запущены. Эти решения позволяют использовать виртуализацию в масштабах предприятия. Таким образом, можно на ограниченном количестве высокопроизводительных серверов создать довольно мощную среду, состоящую из сотен виртуальных серверов, на которых будут работать корпоративные приложения, ERP системы, сервера баз данных и т.д. В данный момент ни один ЦОД не обходится без систем виртуализации серверов.

Преимущества виртуализации:

• Снижение затрат на оборудование. Благодаря консолидации нескольких виртуальных серверов на одном физическом сервере, виртуализация позволяет значительно сократить расходы на серверное оборудование. На одном физическом сервере могут одновременно функционировать десятки и даже сотни виртуальных серверов.
• Снижение затрат на программное обеспечение. Некоторые производители программного обеспечения ввели отдельные схемы лицензирования специально для виртуальных сред. Так, например, покупая одну лицензию на Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise, вы получаете право одновременно её использовать на 1 физическом сервере и 4 виртуальных (в пределах одного сервера), а Windows Server 2008 R2 Datacenter лицензируется только на количество процессоров и может использоваться одновременно на неограниченном количестве виртуальных серверов.
• Снижение затрат на обслуживание. Меньшее количество оборудования легче и дешевле обслуживать.
• Снижение затрат на электроэнергию. В среднем 70% времени сервера работают в пустую, потребляя электроэнергию и выделяя большое количества тепла. Виртуализация позволяет более эффективно использовать процессорное время и увеличить утилизацию до 90%.
• Увеличение гибкости инфраструктуры. Виртуализация позволяет программному обеспечению абстрагироваться от физического оборудования. Таким образом, появляется возможность миграции виртуальных машин между различными физическими серверами. Раньше при выходе сервера из строя приходилось переустанавливать ОС, восстанавливать данные из резервных копий, что занимало часы. Сейчас достаточно мигрировать виртуальную машину с одного сервера на другой, без каких-либо переустановок. Также как VmWare, так и Hyper-V предоставляют средства миграции физических машин на виртуальные.
• Повышение уровня отказоустойчивости. Виртуализация предоставляет средства кластеризации целого сервера, независимо от работающего на нём программного обеспечения. Предоставляется возможность кластеризовать некластеризуемые сервисы. В данном случае получается не кластеризация в чистом виде, т.к. фактически происходит перезапуск виртуальной машины. Но в случае выхода из строя физического сервера, виртуальная машина автоматически запустится на другом сервере без вмешательства системного администратора.

Компания ЛанКей является ведущим российским системным интегратором, а также обладает статусом золотого партнёра Microsoft (Microsoft Gold Certified Partner) и VMware VIP Partner. Мы предлагаем решения виртуализации серверов в масштабах предприятия на базе и Microsoft Hyper-V . Компания ЛанКей предлагает услуги по построению центров обработки данных (ЦОД) с применением технологий виртуализации. Мы успешно завершили ряд проектов по внедрению систем виртуализации на базе данных продуктов, с которыми можно ознакомиться в разделе Выполненные проекты .

Сертифицированные специалисты ЛанКей проконсультируют вас по любым вопросам, связанным с технологиями виртуализации, помогут выбрать оптимальное решение для вашей ИТ-инфраструктуры, а также выполнят внедрение и обеспечат поддержку любых решений виртуализации.

Примеры некоторых проектов по виртуализации VMware и Hyper-V, реализованных компанией ЛанКей:

Заказчик	Описание решения
	В рамках плановой модернизации ИТ-инфраструктуры компания ЛанКей произвела развёртывание кластера виртуальных машин на базе гипервизора Microsoft Hyper-V из состава Windows Server 2012 Datacenter. В качестве серверной платформы использовались Blade-серверы и системы хранения данных HP. В качестве системы резервного копирования данных был развёрнут Microsoft System Center Data Protection Manager (DPM) 2012. А в целях автоматизации управления виртуальной средой был развёрнут Microsoft System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) 2012. По результатам проекта от заказчика получен отзыв .
	В связи с открытием нового производственного комплекса в Московской области, стояла задача построить серверную инфраструктуру для автоматизиции процессов в складских помещениях. Компания ЛанКей построила кластер виртуальных машин на базе гипервизора VMware vSphere 5, а также серверов и систем хранения данных IBM. По результатам выполненных работ от заказчика получен положительных отзыв .
	Построен отказоустойчивый и масштабируемый кластер виртуальных машин на базе Hyper-V из состава Windows Server 2012 Datacenter. Аппаратная платформа кластера была основана на блэйд-серверах HP c7000 и системах хранения данных NetApp FAS2240.
	В рамках проекта по созданию ИТ-инфраструктуры построен кластер виртуальных машин на базе Windows Server 2012 Hyper-V. Для построения кластера использовались сервера и системы хранения данных IBM. В качестве системы резервного копирования был развёрнут Symantec BackUp Exec 2012 V-Ray Edition. Изначально вся инфраструктура была развёрнута на базе облачных сервисов IaaS компании ЛанКей, после чего все виртуальные машины были смигрированы из облачной инфраструктуры в локальный кластер заказчика.
	ООО «РН-Энерго» - крупнейшая независимая энергосбытовая компания, осуществляющая поставки электроэнергии потребителям по всей территории Российской Федерации. В рамках проекта модернизации ЦОД «РН-Энерго», компания ЛанКей построила отказоустойчивый кластер виртуальных машин на базе VMware vSphere 5.1. Была произведена модернизация существующих блэйд-систем, а также установка новых серверов и систем хранения данных. Существующие серверные мощности и критические бизнес-системы были мигрированы на новый кластер виртуальных машин с соблюдением непрерывности бизнес-процессов. Для реализации задач бизнеса по хранению, резервированию и восстановлению информации была внедрена система резервного копирования данных для виртуальной среды на базе Veeam BackUp, что позволило достигнуть необходимых показателей RTO и RPO.
	В рамках проекта по созданию ИТ-инфраструктуры ОАО "Квадра-Р" выполнено построение отказоустойчивого кластера виртуальных машин на базе VMware vSphere 5.1. Использовались сервера и системы хранения данных производства HP. Для обеспечения задач по резервному копированию было выполнено внедрение системы резервного копирования на базе Veeam BackUp & Replication, являющегося одним из лидеров рынка. Резервирование электропитания было реализовано на базе ИБП производства APC. Все сопутствующие сервисы были развёрнуты на базе построенного кластера виртуальных машин.
	В связи с совершением сделки по покупке 100% акций компании ОАО «СИБУР-Минудобрения» (впоследствии переименован в ОАО "СДС-Азот") Холдинговой компаний "Сибирский деловой союз" в декабре 2011 года, возникла необходимость в отделении ИТ-инфраструктуры ОАО «СДС-Азот» от сети Холдинга СИБУР.

Статья:

В последнее время множество различных компаний, работающих не только в IT-секторе, но и в других областях, стали всерьез присматриваться к технологиям виртуализации. Домашние пользователи также почувствовали надежность и удобство платформ виртуализации, позволяющих запускать несколько операционных систем в виртуальных машинах одновременно. На данный момент технологии виртуализации являются одними из самых перспективных по оценкам различных исследователей рынка информационных технологий. Рынок платформ виртуализации и средств управления в данный момент сильно растет, и на нем периодически появляются новые игроки, а также в самом разгаре процесс поглощения крупными игроками мелких компаний, занимающихся разработкой программного обеспечения для платформ виртуализации и средств для повышения эффективности использования виртуальных инфраструктур.

Между тем, многие компании пока не готовы инвестировать серьезные средства в виртуализацию, поскольку не могут точно оценить экономический эффект от внедрения этой технологии и не имеют персонала достаточной квалификации. Если во многих западных странах уже есть профессиональные консультанты, способные проанализировать ИТ-инфраструктуру, подготовить план по виртуализации физических серверов компании и оценить прибыльность проекта, то в России таких людей очень мало. Безусловно, в ближайшие годы ситуация изменится, и в момент, когда различные компании оценят преимущества виртуализации, найдутся специалисты обладающие достаточными знаниями и опытом для внедрения технологий виртуализации в различных масштабах. На данный же момент множество компаний лишь проводят локальные эксперименты по использованию средств виртуализации, применяя, в основном, бесплатные платформы.

К счастью, многие вендоры, помимо коммерческих систем виртуализации, предлагают также и бесплатные платформы с ограниченной функциональностью, для того, чтобы компании могли частично использовать виртуальные машины в производственной среде предприятия и, вместе с тем, оценивать возможность перехода на серьезные платформы. В секторе настольных компьютеров, пользователи также начинают применять виртуальные машины в повседневной деятельности и не предъявляют больших требований к платформам виртуализации. Поэтому бесплатные средства рассматриваются ими прежде всего.

Лидеры в производстве платформ виртуализации

Развитие средств виртуализации на различных уровнях абстракции систем продолжается уже на протяжении более тридцати лет. Однако, только сравнительно недавно аппаратные мощности серверов и настольных ПК позволили всерьез воспринимать эту технологию относительно виртуализации операционных систем. Так уж сложилось, что многие годы, как различные компании, так и энтузиасты разрабатывали различные средства для виртуализации операционных систем, но не все они в данный момент активно поддерживаются и находятся в приемлемом для эффективного использования состоянии. На сегодняшний день, лидерами в сфере производства средств виртуализации являются компании VMware, Microsoft, SWSoft (вместе с принадлежащей ей компанией Parallels), XenSource, Virtual Iron и InnoTek. Помимо продуктов этих вендоров присутствуют также такие разработки как QEMU, Bosch и прочие, а также средства виртуализации разработчиков операционных систем (например, Solaris Containers), которые не получили широкого распространения и используются узким кругом специалистов.

Компании, добившиеся определенного успеха на рынке серверных платформ виртуализации, распространяют некоторые свои продукты бесплатно, делая при этом ставку не на сами платформы, а на средства управления, без которых сложно использовать виртуальные машины в больших масштабах. Кроме того, коммерческие настольные платформы виртуализации, предназначенные для использования IT-профессионалами и компаниями-разработчиками ПО, обладают существенно большими возможностями, чем их бесплатные аналоги.

Тем не менее, если применять виртуализацию серверов в небольших масштабах, в секторе SMB (Small and Medium Business) бесплатные платформы вполне могут заполнить нишу в производственной среде компании и обеспечить существенную экономию денежных средств.

Когда использовать бесплатные платформы

В случае если вам не требуется массовое развертывание виртуальных серверов в организации, постоянный контроль производительности физических серверов при изменяющейся нагрузке и высокая степень их доступности, вы можете использовать виртуальные машины на основе бесплатных платформ для поддержания внутренних серверов организации. При увеличении числа виртуальных серверов и высокой степени их консолидации на физических платформах требуется применение мощных средств управления и обслуживания виртуальной инфраструктуры. В зависимости от того, необходимо ли вам использовать различные системы и сети хранения данных, например, Storage Area Network (SAN), средства резервного копирования и восстановления после сбоев и «горячую» миграцию запущенных виртуальных машин на другое оборудование, вам может не хватить возможностей бесплатных платформ виртуализации, однако, надо отметить, что и бесплатные платформы постоянно обновляются и приобретают новые функции, что расширяет сферу их использования.

Еще один важный момент – техническая поддержка. Бесплатные платформы виртуализации существуют либо в рамках сообщества Open Source, где множество энтузиастов занимаются доработкой продукта и его поддержкой, либо поддерживаются вендором платформы. Первый вариант предполагает активное участие пользователей в развитии продукта, составление ими отчетов об ошибках и не гарантирует решения ваших проблем при использовании платформы, во втором же случае, чаще всего, техническая поддержка вообще не предоставляется. Поэтому квалификация персонала, разворачивающего бесплатные платформы, должна быть на высоком уровне.

Бесплатные настольные платформы виртуализации наиболее целесообразно применять в целях изоляции пользовательских сред, отвязывания их от конкретного оборудования, образовательных целях для изучения операционных систем и безопасных испытаний различного программного обеспечения. Вряд ли стоит применять бесплатные настольные платформы в больших масштабах для разработки или тестирования программного обеспечения в софтверных компаниях, поскольку они не обладают достаточными для этого функциональными возможностями. Однако для домашнего использования бесплатные продукты виртуализации вполне подходят и можно привести даже примеры, когда виртуальные машины на основе бесплатных настольных систем виртуализации используются в производственной среде.

Бесплатные серверные платформы виртуализации

Практически в любой организации, использующих инфраструктуру серверов, часто возникает необходимость применения как стандартных сетевых сервисов (DNS, DHCP, Active Directory), так и нескольких внутренних серверов (приложений, баз данных, корпоративных порталов), которые не испытывают больших нагрузок и разнесены по разным физическим серверам. Эти сервера могут быть консолидированы в количестве нескольких штук в виртуальных машинах на одном физическом хосте. При этом упрощается процесс миграции серверов с одной аппаратной платформы на другую, уменьшаются затраты на оборудование, упрощается процедура резервного копирования и повышается их управляемость. В зависимости от видов операционных систем, под управлением которых работают сетевые сервисы, и требований к системе виртуализации можно выбрать подходящий бесплатный продукт для корпоративной среды. При выборе серверной платформы виртуализации необходимо учитывать характеристики быстродействия (они зависят как от применяющейся техники виртуализации, так и от качества реализации различных компонентов платформы производителей), простоты развертывания, возможности масштабирования виртуальной инфраструктуры и наличие дополнительных средств управления, обслуживания и мониторинга.

OpenVZ

К сожалению, недавно компания Microsoft объявила о том, что виртуализация на платформе Windows 2008 будет доступна не ранее середины 2008 года, так что у VMware есть еще много времени для того, чтобы захватить еще большую долю рынка технологий виртуализации.

Еще одним плюсом Virtual Server является возможность управления сервером виртуализации через Windows Management Instrumentation (WMI) и тесная его интеграция с другими продуктами и службами Microsoft. Виртуальные машины на основе Virtual Server могут управляться как посредством тонкого, так и толстого клиента.

Безусловно, продукт Virtual Server можно использовать для поддержания внутренней инфраструктуры виртуальных серверов не только в секторе SMB, но и в крупных организациях. Пока неясно, какой же все-таки будет интегрированная виртуализация в платформу Windows Server 2008, но совершенно точно Microsoft составит хорошую конкуренцию платформам VMware.

VMware Server

Компания VMware в данный момент является безусловным лидеров в производстве как серверных, так и настольных платформ виртуализации. В секторе виртуализации серверов VMware предлагает сразу два принципиально различных продукта: бесплатный VMware Server и коммерческий VMware ESX Server. Первый нацелен на сегмент виртуализации для малого и среднего бизнеса, второй же является частью решения для построения виртуальной инфраструктуры в крупной организации. Продукт VMware Server, хотя и имеет в данный момент версию 1.0.3, разрабатывается компанией VMware уже давно, и ранее носил название VMware GSX Server. Став бесплатным в 2006 году, этот продукт приобрел поистине огромную популярность не только как средство виртуализации серверов, но и, зачастую, используется как настольная платформа виртуализации IT-профессионалами и компаниями-разработчиками ПО.

VMware Server обладает всеми необходимыми возможностями для внедрения виртуализации в секторе SMB для поддержания виртуальной инфраструктуры в компании. В качестве хостовых могут использоваться Windows и Linux платформы, что позволяет использовать виртуализацию в гетерогенной среде предприятия. Список поддерживаемых гостевых операционных систем весьма обширен, а удобство использования продукта позволяет применять его самому широкому кругу пользователей. VMware Server поддерживает 32-х и 64-х битные хостовые и гостевые операционные системы и предоставляет возможности по удаленному управлению виртуальными машинами и виртуальным сервером. VMware Server включает в себя поддержку Intel VT, программные интерфейсы для взаимодействия third-party приложений с виртуальными машинами и может быть запущен в качестве сервиса при старте хостовой системы. Виртуальная машина под управлением VMware Server может иметь до 4-х виртуальных сетевых интерфейсов, 3,6 Гб оперативной памяти и управляться несколькими пользователями. При развитой инфраструктуре виртуальных серверов вам могут понадобиться дополнительные средства управления, которые предоставляет продукт VMware Virtual Center .

С точки зрения удобства и простоты использования VMware Server является безусловным лидером, а по производительности не отстает от коммерческих платформ (особенно в хостовых системах Linux). К недостаткам можно отнести отсутствие поддержки горячей миграции и отсутствие средств резервного копирования, которые, однако, предоставляются, чаще всего, только коммерческими платформами. Безусловно, VMware Server лучший выбор для быстрого развертывания внутренних серверов организации, включая предустановленные шаблоны виртуальных серверов, которых в избытке можно найти на различных ресурсах (например, Virtual Appliance Marketplace).

Итоги

Подводя итоги обзора бесплатных серверных платформ виртуализации, можно сказать, что каждая из них на данный момент занимает свою нишу в секторе SMB, где за счет использования виртуальных машин можно существенно повысить эффективность ИТ-инфраструктуры, сделать ее более гибкой и уменьшить затраты на приобретение оборудования. Бесплатные платформы, в первую очередь, позволяют оценить возможности виртуализации не на бумаге и ощутить все преимущества этой технологии. В заключение, приведем сводную таблицу характеристик бесплатных платформ виртуализации, которая поможет вам выбрать подходящую серверную платформу для своих целей. Ведь именно через бесплатную виртуализацию лежит путь к дальнейшему вложению денег в проекты по виртуализации на основе коммерческих систем.

Please enable JavaScript to view the

Для виртуализации операционных систем применяется серия подходов, которые по типу реализации подразделяются на программные и аппаратные.

Рассмотрим каждую из данных типов виртуализации по отдельности. Начнем с программных методов.

Динамическая трансляция подразумевает под собой перехват команд гостевой операционной системы, вследствие чего гипервизор модифицирует их и возвращает гостевой ОС. Таким образом, гостевая операционная система фактически становится одним из приложений основной операционной системы, из-под которой она запущена. Гостевая система фактически считает, что работает на реальной физической платформе.

Паравиртуализация - технология виртуализации, при которой гостевые операционные системы подготавливаются для исполнения в виртуализированной среде, для чего их ядро незначительно модифицируется. Операционная система взаимодействует с программой гипервизора, который предоставляет ей гостевой API. Делается это для того, чтобы различные виртуальные машины могли работать с аппаратурой не конфликтуя с другими виртуальными машинами. Метод паравиртуализации позволяет добиться более высокой производительности, чем метод динамической трансляции. Основным недостатком данного метода является то, что он применим лишь в том случае, если гостевые операционные системы имеют открытые исходные коды, которые можно модифицировать согласно лицензии. Или же гипервизор и гостевая операционная система разработаны одним производителем, с учётом возможности паравиртуализации гостевой системы (хотя при условии того, что под гипервизором может быть запущен гипервизор более низкого уровня, то и паравиртуализации самого гипервизора). Из плюсов можно выделить отсутствие необходимости использования полноценной операционной системы в качестве основной, достаточно использовать специальную систему (гипервизор). И, как следствие, аппаратные ресурсы используются виртуальными средами более эффективно, так как фактически работают напрямую, практически без посредничества основной операционной системы.

Рисунок 1 Схема паравиртуализации

В случае полной виртуализации используются не модифицированные экземпляры гостевых операционных систем. С целью поддержки работы этих гостевых систем используют общий слой эмуляции поверх основной операционной системы. Подобная технология применяется, к примеру, в таких приложениях как VMware Workstation, Parallels Desktop, MS Virtual PC, Virtual Iron. Среди достоинств данного метода виртуализации можно выделить относительную простоту реализации. Данное решение является достаточно надежным и универсальным. Все функции управления берет на себя основная операционная система. Помимо преимуществ, есть и недостатки. Среди них — высокие дополнительные нагрузки на аппаратные ресурсы и достаточно слабая гибкость в использовании аппаратных средств.

Рисунок 2 Схема полной виртуализации

Встроенная виртуализация — новый метод, базирующийся на применении аппаратно-поддерживаемых возможностей виртуализации, что позволяет пользователям использовать любые версии ОС в сочетании с различными вариантами рабочих сред. По сути, встроенная виртуализация представляет собой полную виртуализацию, реализованную на аппаратном уровне. Данный подход был реализован в рамках проекта BlueStacks Multi-OS.

Рисунок 3 Схема виртуализации операционной системы

Наиболее распространенным, в данный момент, формой виртуализации является виртуализация операционной системы. Виртуальная операционная система представляет собой совмещение нескольких операционных систем, функционирующих на одной аппаратной основе. Основным достоинством данного метода является высокая эффективность использования аппаратных ресурсов. Схематически принцип работы представлен на рисунке 3.

Результатом виртуализации приложения является преобразование из требующего установки в операционной системы приложения в не требующее, автономное приложение. Программное обеспечение виртуализатора определяет при установке виртуализируемого приложении необходимые для работы компоненты операционной системы и эмулирует их. В результате данных действий создается специализированная среда для конкретного приложения, что обеспечивает полную изолированность работы запускаемого приложения. Для создания подобного приложения, виртуализируемое обеспечение помещается в специальную папку. При запуске виртуального приложения запускается само программное обеспечение и папка, являющаяся для него рабочей средой. Таким образом, создается некий барьер между приложением и операционной системой, что позволяет исключить возникновение конфликтов между программным обеспечением и операционной системой. Виртуализацию приложений осуществляют такие программы, как Citrix XenApp, SoftGrid и VMWare ThinApp.

Классический процесс программной виртуализации подразумевает под собой наличие основной операционной системы, поверх которой запускается платформа виртуализации. Именно эта платформа берет на себя работу по эмуляции аппаратных компонентов и управляет ресурсами в отношении гостевой системы.

Данные методы достаточно сложны в реализации. Их основным недостатком является существенные потери производительности, связанные с потреблением ресурсов основной системой.

Также следует отметить факт значительного снижения безопасности, ведь вследствие получения контроля над базовой операционной системой, автоматически перехватывается контроль над гостевыми системами.

В отличии от программных методов, с помощью аппаратных средств виртуализации возможно получение изолированных гостевых система, управляемых гипервизором напрямую.

Аппаратный процесс виртуализации практически не имеет никаких кардинальных отличий от программного. По факту, это процесс виртуализации, подкрепленный аппаратной поддержкой.

Также следует рассмотреть основные типы виртуализации различных компонентов IT-инфраструктуры.

Когда речь идет о виртуализации ресурсов подразумевается разделение одного физического сервера на несколько. Каждая отдельная часть отображается у пользователя как отдельный сервер. Данный метод реализуется на уровне ядра операционной системы. Основным достоинством подобного метода является тот факт, что виртуальные серверы, функционирующие на уровне ядра операционной системы, являются такими же быстродействующими, что позволяет запускать на одном физическом сервере сотни виртуальных.

Примером реализации разделения ресурсов можно отнести проект OpenSolaris Network Virtualization and Resource Control, позволяющий создавать несколько виртуальных сетевых интерфейсов на основе одного физического.

Также данный процесс подразумевает слияние, распределение и объединение ресурсов. К примеру, симметричные мультипроцессорные системы объединяют множество процессоров; RAID и дисковые менеджеры объединяют множество дисков в один большой логический диск. Зачастую к данному подтипу также относятся сетевые файловые системы, абстрагированные от хранилищ данных, на которых они построены (Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL).

Нет похожих статей.

Виртуализация серверов может показаться очень сложной задачей, но наши указания помогут вам приподнять над ней завесу тайны и сделать первые шаги на пути к ее решению. - Пол Венеция

Преимущества виртуализации серверов сейчас настолько существенны, что необходимость внедрения соответствующей технологии не вызывает никаких сомнений. Прежде всего виртуализация серверов позволяет гораздо более эффективно, чем физические серверы, использовать вычислительные ресурсы - ведь на одном физическом компьютере в этом случае запускается сразу несколько виртуальных серверов. Вы, наверное, удивитесь, узнав, сколько экземпляров виртуальных серверов общего назначения можно одновременно выполнять всего на одном современном компьютере.
Еще одно серьезное преимущество виртуализации состоит в возможности перемещать работающие виртуальные серверы между физическими хостами, чтобы сбалансировать нагрузку и организовать поддержку. Моментальные снимки виртуальных серверов можно использовать для сохранения текущих копий функционирующих серверов, прежде чем вносить какие-либо изменения в конфигурацию (например, перед обновлением программного обеспечения). Если что-то пошло не так, производится возврат к сохраненному моментальному снимку, после чего сервер продолжает работать, как будто никаких коррективов и не вносилось. Понятно, что подобный подход позволяет сэкономить массу времени и сил.

1. Начните с малого на настольном или портативном компьютере

Как правило, виртуализация охватывает целые серверные комнаты, но применять эту технологию в офисах можно и в гораздо меньших масштабах. Достаточно всего лишь одного настольного или портативного компьютера.
В общем случае современные настольные и портативные ПК располагают огромным количеством ресурсов, которые остаются незадействованными при выполнении простых повседневных задач (чтении электронной почты или просмотре веб-сайтов). Если время от времени у вас возникает потребность в использовании какой-то иной операционной системы (например, для поддержки приложений другой ОС), можно запустить на локальной системе виртуальный настольный компьютер, отказавшись от его физической установки.
Такой вариант оказывается особенно полезен в случае обнаружения несовместимости, возникающей при запуске старых программ в новой операционной среде. Бесплатным решением здесь может стать программное обеспечение VirtualBox для ПК.

2. Организуйте небольшую и, если возможно, бесплатную тестовую лабораторию

Если в вашем распоряжении имеются серверы, недавно выведенные из эксплуатации, их вполне можно использовать в качестве базы для создания тестовой лаборатории виртуализации. Главное, чтобы у них было несколько гигабитных сетевых интерфейсов и как можно больше оперативной памяти. Виртуализация предъявляет значительно более серьезные требования к объему оперативной памяти, чем к процессорным ресурсам, особенно если в применяемом методе виртуализации не используются технологии совместного обращения к ОЗУ в целях оптимизации пространства физической памяти.
Если свободных серверов нет, можно приобрести для тестирования новый дешевый сервер (опять-таки с большим объемом оперативной памяти). При наличии под рукой запчастей попробуйте собрать сервер из имеющихся комплектующих. В лаборатории возможностей этой машины будет вполне достаточно для подтверждения правильности выбранной концепции, но в производственных условиях использовать ее не стоит.
Что же касается выбора программного обеспечения виртуализации, опробуйте сначала возможные варианты на лабораторной системе. Вооружившись несколькими жесткими дисками, установите на каждый VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, CitrixXenServer или Red Hat RHEV и поочередно загружайтесь с них, выясняя, какая из систем в большей степени отвечает вашим потребностям. Все эти пакеты доступны в виде бесплатных или пробных версий с оценочным периодом в 30 и более дней.

3. Создайте собственную совместно используемую систему хранения

Чтобы осознать преимущества среды виртуализации, охватывающей множество физических серверов, вам понадобится совместно используемая система хранения. Если вы хотите, к примеру, иметь возможность переноса виртуальных серверов между физическими хостами, система хранения для этих виртуальных серверов должна располагаться на совместно применяемом устройстве, к которому есть доступ у обоих хостов.
Средства виртуализации поддерживают различные протоколы хранения: NFS, iSCSI, Fibre-Channel. Для проведения лабораторных исследований или тестирования достаточно добавить в систему Windows или Linux несколько жестких дисков, организовать их совместное использование с помощью NFS или iSCSI и привязать лабораторные серверы к этим ресурсам хранения. Если вас интересует более полное решение, которое можно держать под контролем, опробуйте систему хранения с открытым кодом (например, FreeNAS). Это программное обеспечение предлагает простой способ интеграции различных средств хранения, построенных на базе дешевого оборудования, в лабораторную или производственную сеть.

4. Уделите лабораторным исследованиям достаточное количество времени

При наличии совместно используемых ресурсов хранения и, по крайней мере, двух физических серверов вы можете считать, что у вас есть все необходимое для создания полноценной платформы виртуализации. В процессе оценки возможностей разных программных пакетов уделяйте экспериментам с каждым из них не меньше недели. Не забудьте протестировать все важные для вас функции: оперативный перенос виртуальных серверов, моментальные снимки, развертывание и клонирование виртуальных серверов, обеспечение высокого уровня их готовности. Ищите бронирование отелей Москвы расположенных возле садового кольца или Красной площади? Хотите быстро найти гостиницы Москвы по метро на карте? Не знаете какая стоимость гостиниц 4 звезды? Посетите сайт ex-hotel.ru и вы получите исчерпывающую информацию по отелям Москвы.
Возможно, у вас появится шанс оценить в лабораторных условиях производственные режимы, чтобы получить представление о том, как будет работать система в реальном мире. Можно, к примеру, развернуть сервер баз данных (БД) и задействовать резервную копию реального набора данных, чтобы получить какие-либо отчеты, или использовать инструмент эталонного тестирования, чтобы оценить производительность сервера веб-приложений. Это не только познакомит вас с повседневными функциями платформы виртуализации, но и поможет понять, какие ресурсы понадобятся виртуальным серверам при их переводе в производственный режим работы.

5. Поддерживайте лабораторию в рабочем состоянии и после запуска производственной системы

После всего этого необходимо определить параметры производственной среды. Вы получили представление об инструментах управления и о том, как следует вести себя в реальных условиях. Однако демонтировать лабораторию еще рано.
Приступив к закупкам нового оборудования для производственной инфраструктуры, не забывайте обращаться к результатам лабораторных испытаний. Виртуальные серверы, которые вы планируете развернуть, должны справляться со стоящими перед ними задачами.
После создания производственной системы лабораторию можно использовать для тестирования новой функциональности, обновлений и прочих вещей, которые должны гарантировать стабильность и устойчивость работы производственной платформы.