Виртуализация серверов
Виртуализация - это технология,
обеспечивающая абстрагирование процессов и их представления от
вычислительных ресурсов. Можно выделить следующие разновидности
виртуализации:
-
Виртуализация серверов. Виртуализация серверов подразумевает запуск на одном физическом сервере нескольких виртуальных серверов. Виртуальные машины или сервера представляют собой приложения, запущенные на хостовой операционной системе, которые эмулируют физические устройства сервера. На каждой виртуальной машине может быть установлена операционная система, на которую могут быть установлены приложения и службы. Типичные представители это продукты VmWare (ESX, Server, Workstation) и Microsoft (Hyper-V, Virtual Serer, Virtual PC).
-
Виртуализация приложений. Виртуализация приложений подразумевает эмуляцию ресурсов операционной системы (реестра, файлов, и т.д.). Данная технология позволяет использовать на одном компьютере, а точнее в одной и той же операционной системе несколько несовместимых между собой приложений одновременно. Виртуализация приложений реализуется на базе продукта Microsoft Application Virtualization (AppV). AppV позволяет пользователям запускать одно и тоже заранее сконфигурированное приложение или группу приложений с сервера. При этом приложения будут работать независимо друг от друга, не внося никаких изменений в операционную систему. Причем всё это происходит прозрачно для пользователя, как будто он работает с обычным локально-установленным приложением.
-
Виртуализация представлений. Виртуализация представлений подразумевает эмуляцию интерфейса пользователя. Т.е. пользователь видит приложение и работает с ним на своём терминале, хотя на самом деле приложение выполняется на удалённом сервере, а пользователю передаётся лишь картинка удалённого приложения. В зависимости от режима работы пользователь может видеть удалённый рабочий стол и запущенное на нём приложение, либо только само окно приложения. Это реализуется на базе Microsoft Terminal Services и на базе решений Citrix.
-
Виртуализация уровня операционной системы. Виртуализация уровня операционной системы подразумевает изоляцию служб в рамках одного экземпляра ядра операционной системы. Это реализуется на базе Parallels (SWsoft) Virtuozzo и применяется чаще всего хостинговыми компаниями.
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
Infrastructure (VMware ESX Server) 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 Enterprise, вы получаете право одновременно её использовать на 1 физическом сервере и 4 виртуальных (в пределах одного сервера), а Windows Server 2008 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.
Задачи, которые решает виртуализация:
-
Промышленная эксплуатация серверов: довольно часто на предприятиях используются серверы, мощности которых значительно превышают необходимые, и возникает вопрос об их оптимальной нагрузке. Например, возникает потребность подключить сотрудников к новому серверному приложению. Вместо того, чтобы приобретать новый сервер, можно использовать существующий потенциал сервера и создать на нем дополнительную виртуальную машину.
-
Виртуализация ЦОД (центров обработки данных): при использовании нескольких десятков серверов возникают дополнительные затраты на электричество, кондиционирование и занимаемые площади. С помощью виртуализации можно разместить виртуальные серверы на меньшем количестве машин. Такая политика позволяет получить выгоду не только от фактической экономии, но и от дополнительного удобства в управлении, использования сервисов высокой доступности и отказоустойчивости, что делает IT-инфраструктуру компании действительно гибкой и надёжной.
-
Тестирование прикладного и системного ПО: часто в компании возникает необходимость использования нового ПО или обновления уже имеющегося. Новые версии ПО не всегда совместимы с используемым набором программных продуктов. Виртуализация позволяет испытать совместимость программных продуктов в тестовой среде и максимально снизить риск возникновения критичных ошибок в промышленной эксплуатации серверов (программных и физических).
-
Обучение технических специалистов компании: сотрудник может научиться управлению программами и серверами, разобраться с настройками, используя виртуальный компьютер. Даже если в ходе обучения допущена ошибка, то она никак не повлияет на работу хост-сервера (сервера, на котором запущены виртуальные машины), а виртуальный компьютер можно вернуть в первоначальное состояние за короткий период времени.