Виртуализация — технология, позволяющая оптимизировать использование физического сервера путем разделения его логических ресурсов на несколько наборов. В результате образуются независимые виртуальные вычислительные машины. Если говорить простыми словами, вы покупаете и обслуживаете один современный сервер, применяете виртуализацию и получаете несколько мощных компьютеров с изолированными процессами. Разбирает в статье недостатки и преимущества виртуализации, особенности ее видов и применение для различных вычислений.
Что такое виртуализация и как она работает
Виртуализацию используют, когда есть ряд проектов/задач, которые должны работать/выполняться параллельно и без потери производительности, при этом в распоряжении компании находится только один сервер. Например, если нужно одновременно обеспечить стабильную среду для разработки приложения и организовать корпоративную почту. Кроме того, технология позволяет настраивать каждую виртуальную машину под решение конкретной задачи: выбирать операционную систему, программы, круг лиц с правом доступа к файлам и т. д. Так игровой сервер легче запускать на Windows, а заниматься программированием с ОС из семейства Linux. Над проектами могут работать разные команды, не вмешиваясь в работу соседей.
При виртуализации в хост-системе (основная ОС на физическом сервере) создаются виртуальные машины (VPS) — программные среды, работающие как самостоятельные компьютеры. С помощью гипервизора (специальной программы) на каждую из них устанавливается отдельная гостевая ОС, под управлением которой оказывается набор выделенных вычислительных ресурсов — место на жестком диске или SSD, объем оперативной памяти, процессорное время и т. д. Виртуальные серверы не конфликтуют друг с другом из-за ресурсов и могут работать одновременно.
На одной физической машине может располагаться несколько VPS, их количество ограничивается аппаратными ресурсами сервера. Бизнес получает возможность:
- вести корпоративную почту;
- запустить службу поддержки с IP-телефонией;
- хранить резервные копии важных данных;
- тестировать программы и приложения и т. д.
Виды виртуализации
В зависимости от того, как гостевая система управляет ресурсами, и от роли гипервизора в этом процессе, можно выделить несколько видов виртуализации. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, о которых стоит помнить при выборе VPS под проект.
Программная. ОС виртуальной машины отправляет команду гипервизору, а он в свою очередь передает ее хост-системе. Последняя распоряжается ресурсами. Программная виртуализация проста в реализации, ее можно настроить практически на любом железе. Ее главный минус — низкая производительность, возникающая из-за длинной цепочки программ, передающих команды аппаратной части.
Аппаратная. Управление ресурсами происходит по следующей схеме: гостевая ОС — гипервизор — вычислительные ресурсы. Команды обходят основную систему. Ее функции по запуску гостевых операционных систем и их процессов берет на себя гипервизор. Преимущество аппаратной виртуализации заключается в минимизации времени вычислений. Однако настроить ее можно только на том сервере, в процессор и материнскую плату которого вшиты специальные алгоритмы, отвечающие за разделение вычислительных возможностей.
Контейнерная. Изолируются не отдельные ОС, а процессы. Для выполнения операции создаются контейнеры — среды с выделенной сетью, дисковым пространством, файловой системой и т. д. Контейнерная виртуализация не позволяет запускать ОС с ядром Linux, если основной системой сервера является Windows.
Виртуализация в облачных вычислениях
Облачные вычисления — это технология обработки данных, при которой используются ИТ-ресурсы нескольких аппаратных платформ. С помощью виртуализация ресурсы в облачной среде распределяются наиболее эффективно. Это позволяет снизить затраты и легко масштабировать ИТ-инфраструктуру организации.
Преимущества виртуализации
Виртуализация позволяет использовать физический сервер с максимальной продуктивностью. Разберем преимущества технологии, скрывающиеся за характеристикой эффективности:
- Экономичность. Избавляет компанию от необходимости покупки дополнительных серверов, предназначенных для решения отдельных задач.
- Гибкость. При увеличении нагрузки на ВМ можно масштабировать ресурсы, чтобы избежать их исчерпания.
- Надежная изоляция. Сбои и заражения одной ВМ не отражаются на работоспособности других, расположенных на том же сервере.
- Управление версиями. Снимки виртуальной машины позволяют отменить неудачные изменения и быстро вернуться к первоначальному состоянию системы.
- Контроль над ресурсами. Виртуализация позволяет распределять вычислительные мощности между ВМ.
Недостатки виртуализации
Использование технологии может быть связано со следующими минусами:
- Сбой оборудования приводит к выводу из строя всех VPS.
- Управление виртуальной средой требует специальных знаний.
- Некоторые решения могут быть связаны с расходами на лицензирование.
- При отдельных видах виртуализации без постоянного контроля возникает борьба за ресурсы.
Использование виртуализации для вычислений
Виртуализация — современная технология, позволяющая использовать ИТ-инфраструктуру на 100%.
Виртуальные машины и физические серверы
Консолидация нескольких VPS на выделенном сервере позволяет распределять вычислительные ресурсы между проектами по мере их потребностей.
Операционные системы и приложения
Возможность запуска нескольких ОС и приложений на физическом сервере делает виртуализацию оптимальным выбором для организаций с разными задачами. Им не нужно покупать несколько устройств.
Виртуализированные среды и центры обработки данных
Виртуализацию применяют в центрах обработки данных. Таким образом создаются виртуализированные среды. Это необходимо для эффективного использования аппаратных ресурсов и управления инфраструктурой ЦОД.
Заключение
Благодаря виртуализации одно физическое устройство можно использовать для реализации разных проектов. При этом благодаря изоляции каждый из них сможет задействовать только свою часть ресурсов, не нагружая соседнюю виртуальную машину своими процессами.
