Γιατί απαιτείται εικονικοποίηση; Περιγραφή προϊόντων VMware. Προγράμματα εικονικοποίησης διακομιστή

Chercher

Μια νέα κατεύθυνση εικονικοποίησης, η οποία δίνει μια συνολική ολιστική εικόνα ολόκληρης της δικτυακής υποδομής χρησιμοποιώντας τεχνικές συνάθροισης.

Τύποι εικονικοποίησης

Η εικονικοποίηση είναι γενικός όρος, που καλύπτει την αφαίρεση πόρων για πολλές πτυχές της πληροφορικής. Οι τύποι εικονικοποίησης δίνονται παρακάτω.

Εικονικοποίηση λογισμικού

Δυναμική εκπομπή

Κατά τη δυναμική μετάφραση ( δυαδική μετάφραση) οι προβληματικές εντολές του επισκέπτη λειτουργικού συστήματος παρεμποδίζονται από τον υπερεπόπτη. Αφού αντικατασταθούν αυτές οι εντολές με ασφαλείς, επιστρέφει ο έλεγχος του Guest OS.

Παραεικονικότητα

Το Paravirtualization είναι μια τεχνική εικονικοποίησης κατά την οποία τα φιλοξενούμενα λειτουργικά συστήματα προετοιμάζονται για εκτέλεση σε ένα εικονικοποιημένο περιβάλλον, για το οποίο ο πυρήνας τους είναι ελαφρώς τροποποιημένος. Το λειτουργικό σύστημα επικοινωνεί με το πρόγραμμα hypervisor, το οποίο του παρέχει ένα Guest API, αντί να χρησιμοποιεί απευθείας πόρους όπως ο πίνακας σελίδων μνήμης.

Η μέθοδος παραεικονικοποίησης επιτυγχάνει υψηλότερη απόδοση από τη μέθοδο δυναμικής μετάφρασης.

Η μέθοδος παραεικονικοποίησης ισχύει μόνο εάν τα φιλοξενούμενα λειτουργικά συστήματα έχουν ανοιχτό πηγαίους κώδικες, το οποίο μπορεί να τροποποιηθεί βάσει άδειας ή ο hypervisor και το guest OS αναπτύσσονται από τον ίδιο κατασκευαστή, λαμβάνοντας υπόψη τη δυνατότητα παραεικονικοποίησης του Guest OS (αν και υπό την προϋπόθεση ότι μπορεί να εκτελεστεί ένας hypervisor χαμηλότερου επιπέδου κάτω από τον hypervisor, τότε παραεικτικοποίηση του ίδιου του hypervisor).

Ο όρος πρωτοεμφανίστηκε στο έργο Denali.

Ενσωματωμένη εικονικοποίηση

Φόντα:

• Κοινή χρήση πόρων μεταξύ των δύο λειτουργικών συστημάτων (καταλόγους, εκτυπωτές κ.λπ.).
• Φιλική προς το χρήστη διεπαφή για παράθυρα εφαρμογών από διαφορετικά συστήματα (επικαλυπτόμενα παράθυρα εφαρμογών, ίδια ελαχιστοποίηση παραθύρων όπως στο κεντρικό σύστημα)
• Στο λεπτό συντονισμόστην πλατφόρμα υλικού, η απόδοση διαφέρει ελάχιστα από το αρχικό εγγενές λειτουργικό σύστημα. Γρήγορη εναλλαγή μεταξύ συστημάτων (λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο.)
• Μια απλή διαδικασία για την ενημέρωση του λειτουργικού συστήματος επισκέπτη.
• Αμφίδρομη εικονικοποίηση (οι εφαρμογές στο ένα σύστημα εκτελούνται στο άλλο και αντίστροφα)

Υλοποιήσεις:

Εικονικοποίηση υλικού

Φόντα:

• Απλοποιήστε την ανάπτυξη πλατφόρμες λογισμικούεικονικοποίηση παρέχοντας διεπαφές διαχείρισης υλικού και υποστήριξη για εικονικά συστήματα φιλοξενουμένων. Αυτό μειώνει την ένταση εργασίας και τον χρόνο που απαιτείται για την ανάπτυξη συστημάτων εικονικοποίησης.
• Η δυνατότητα αύξησης της απόδοσης των πλατφορμών εικονικοποίησης. Τα εικονικά συστήματα φιλοξενουμένων διαχειρίζονται απευθείας από ένα μικρό επίπεδο ενδιάμεσου λογισμικού, τον hypervisor, το οποίο αυξάνει την απόδοση.
• Η ασφάλεια βελτιώνεται και καθίσταται δυνατή η εναλλαγή μεταξύ πολλών ανεξάρτητων πλατφορμών εικονικοποίησης που εκτελούνται σε επίπεδο υλικού. Κάθε μία από τις εικονικές μηχανές μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα, στον δικό της χώρο πόρων υλικού, εντελώς απομονωμένα μεταξύ τους. Αυτό σας επιτρέπει να εξαλείψετε τις απώλειες απόδοσης που σχετίζονται με τη διατήρηση της πλατφόρμας κεντρικού υπολογιστή και να αυξήσετε την ασφάλεια.
• Το σύστημα επισκέπτη γίνεται άσχετο με την αρχιτεκτονική της πλατφόρμας υποδοχής και την υλοποίηση της πλατφόρμας εικονικοποίησης. Η τεχνολογία εικονικοποίησης υλικού καθιστά δυνατή την εκτέλεση φιλοξενούμενων συστημάτων 64 bit σε 32 bit συστήματα υποδοχής(με περιβάλλοντα εικονικοποίησης 32 bit σε κεντρικούς υπολογιστές).

Παραδείγματα εφαρμογών:

• εργαστήρια δοκιμών και εκπαίδευση: Είναι βολικό να δοκιμάζετε εφαρμογές σε εικονικές μηχανές που επηρεάζουν τις ρυθμίσεις λειτουργικών συστημάτων, για παράδειγμα εφαρμογές εγκατάστασης. Λόγω της ευκολίας ανάπτυξης εικονικών μηχανών, χρησιμοποιούνται συχνά για εκπαίδευση σε νέα προϊόντα και τεχνολογίες.
• διανομή προεγκατεστημένου λογισμικού: πολλοί προγραμματιστές προϊόντα λογισμικούνα δημιουργήσετε έτοιμες εικόνες εικονικών μηχανών με προεγκατεστημένα προϊόντα και να τις παρέχετε σε δωρεάν ή εμπορική βάση. Τέτοιες υπηρεσίες παρέχονται από το Vmware VMTN ή το Parallels PTN

Εικονικοποίηση διακομιστή

1. τοποθέτηση πολλών λογικών διακομιστών σε έναν φυσικό διακομιστή (ενοποίηση)
2. συνδυάζοντας πολλούς φυσικούς διακομιστές σε έναν λογικό διακομιστή για την επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος. Παράδειγμα: Oracle Real Application Cluster, τεχνολογία πλέγματος, συμπλέγματα υψηλής απόδοσης.

• ΣΒΙΣΤΑ
• δύοΟΔύο
• Red Hat Enterprise Virtualization για διακομιστές
• PowerVM

Επιπλέον, η εικονικοποίηση διακομιστή διευκολύνει την επαναφορά αποτυχημένων συστημάτων σε οποιονδήποτε διαθέσιμο υπολογιστή, ανεξάρτητα από τη συγκεκριμένη διαμόρφωσή του.

Εικονικοποίηση σταθμού εργασίας

Εικονικοποίηση πόρων

• Κοινή χρήση πόρων (διαμερισμός). Η εικονικοποίηση πόρων μπορεί να θεωρηθεί ότι χωρίζει έναν φυσικό διακομιστή σε πολλά μέρη, καθένα από τα οποία είναι ορατό στον ιδιοκτήτη ως ξεχωριστός διακομιστής. Δεν είναι τεχνολογία εικονικής μηχανής, υλοποιείται σε επίπεδο πυρήνα λειτουργικού συστήματος.

Σε συστήματα με δεύτερο τύπο hypervisor, και τα δύο λειτουργικά συστήματα (επισκέπτης και hypervisor) καταναλώνουν φυσικούς πόρους και απαιτούν ξεχωριστή άδεια χρήσης. Οι εικονικοί διακομιστές που λειτουργούν σε επίπεδο πυρήνα λειτουργικού συστήματος δεν έχουν σχεδόν καμία απώλεια στην απόδοση, γεγονός που καθιστά δυνατή την εκτέλεση εκατοντάδων εικονικών διακομιστών σε έναν φυσικό διακομιστή, οι οποίοι δεν απαιτούν πρόσθετες άδειες χρήσης.

Κοινή χρήση χώρο στο δίσκοή το εύρος ζώνης δικτύου σε έναν αριθμό μικρότερων στοιχείων που είναι ελαφρύτερα από τους χρησιμοποιούμενους πόρους του ίδιου τύπου.

Για παράδειγμα, η υλοποίηση της κοινής χρήσης πόρων περιλαμβάνει το (Crossbow Project), το οποίο σας επιτρέπει να δημιουργήσετε πολλές διεπαφές εικονικού δικτύου βασισμένες σε μία φυσική.

• Συγκέντρωση, διανομή ή προσθήκη πολλαπλών πόρων σε μεγαλύτερους πόρους ή συγκέντρωση πόρων. Για παράδειγμα, τα συμμετρικά συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών συνδυάζουν πολλούς επεξεργαστές. RAID και διαχειριστές δίσκων συνδυάζουν πολλούς δίσκους σε μια μεγάλη λογική μονάδα δίσκου. RAID και εξοπλισμός δικτύουχρησιμοποιεί πολλαπλά κανάλια συνδυασμένα έτσι ώστε να εμφανίζονται ως ένα ενιαίο ευρυζωνικό κανάλι. Σε μετα-επίπεδο, τα συμπλέγματα υπολογιστών κάνουν όλα τα παραπάνω. Μερικές φορές αυτό περιλαμβάνει επίσης συστήματα αρχείων δικτύου που αφαιρούνται από την αποθήκευση δεδομένων στην οποία έχουν κατασκευαστεί, για παράδειγμα, Vmware VMFS, Solaris / OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL

Εικονικοποίηση εφαρμογής

Φόντα:

• Απομόνωση εκτέλεσης εφαρμογής: απουσία ασυμβατοτήτων και συγκρούσεων.
• κάθε φορά στην αρχική του μορφή: το μητρώο δεν είναι γεμάτο, δεν υπάρχουν αρχεία ρυθμίσεων - απαραίτητα για τον διακομιστή.
• χαμηλότερη κατανάλωση πόρων σε σύγκριση με την εξομοίωση ολόκληρου του λειτουργικού συστήματος.

Δείτε επίσης

Εδαφος διά παιγνίδι γκολφ

• Επισκόπηση τεχνικών, αρχιτεκτονικών και υλοποιήσεων εικονικοποίησης (Linux), www.ibm.com
• Virtual machines 2007. Natalia Elmanova, Sergey Pakhomov, ComputerPress 9’2007

Εικονικοποίηση διακομιστή

• Εικονικοποίηση διακομιστή. Neil McAllister, InfoWorld
• Εικονικοποίηση διακομιστών τυπικής αρχιτεκτονικής. Leonid Chernyak, Ανοικτά συστήματα
• Εναλλακτικές λύσεις για τους ηγέτες στο κανάλι 2009, 17 Αυγούστου 2009

Εικονικοποίηση υλικού

• Τεχνολογίες εικονικοποίησης υλικού, ixbt.com
• Σπείρες εικονικοποίησης υλικού. Alexander Alexandrov, Ανοικτά Συστήματα

Σημειώσεις

Ίδρυμα Wikimedia.

2010.

Δείτε τι είναι το "Virtualization" σε άλλα λεξικά:εικονικοποίηση - Ο παρακάτω γενικός ορισμός δίνεται στις εργασίες του συλλόγου ΣΝΙΑ. "Η εικονικοποίηση είναι η πράξη του συνδυασμού πολλαπλών συσκευών, υπηρεσιών ή λειτουργιών μέσα σε μια εσωτερική υποδομή (πίσω τέλος

Δείτε τι είναι το "Virtualization" σε άλλα λεξικά:- Διαχωρισμός του φυσικού στρώματος του δικτύου (θέση και συνδέσεις συσκευών) από το λογικό του επίπεδο (ομάδες εργασίας και χρήστες). Διαμορφώστε τις παραμέτρους του δικτύου χρησιμοποιώντας λογικά κριτήρια αντί για φυσικά. ...

Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή Η εικονικοποίηση δικτύου είναι η διαδικασία συνδυασμού υλικού και λογισμικούπόρους δικτύου σε ένα ενιαίοεικονικό δίκτυο

. Η εικονικοποίηση δικτύου χωρίζεται σε εξωτερικό, δηλαδή σύνδεση πολλών δικτύων σε ένα εικονικό, και εσωτερικό, δημιουργία... ... Wikipedia

• Αυτή η διάλεξη θα καλύψει τα ακόλουθα θέματα: Χαρακτηριστικά εικονικοποίησης διακομιστή. Εικονικές μηχανές. Υπερεπόπτες. Ορισμοί. Τύποι. Κατάλογος υλικών για αυτοδιδασκαλία.
• Χαρακτηριστικά εικονικοποίησης διακομιστή
• Εικονικές μηχανές
• Υπερεπόπτες
• Οροι

Σύντομη περίληψη

Νωρίτερα σε αυτό το μάθημα, συζητήθηκε η εικονικοποίηση διακομιστή και τα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης. Στην τρέχουσα διάλεξη θα σταθούμε σε αυτό το θέμα με περισσότερες λεπτομέρειες.

Σημείωμα. Το υλικό της διάλεξης βασίζεται στην ενότητα «Εικονικοποίηση διακομιστή» του βιβλίου «Κατανόηση των λύσεων εικονικοποίησης της Microsoft» του M. Tulloch (Κεφάλαιο 2).

Σήμερα, οι διακομιστές εκτελούν ένα ευρύ φάσμα εργασιών και οι δυνατότητες υλικού παρέχουν τη δυνατότητα ανάπτυξης πολλών πολύπλοκων εφαρμογών σε έναν μόνο διακομιστή. Ταυτόχρονα, ορισμένες εφαρμογές που εκτελούνται στον διακομιστή ενδέχεται να μην είναι συμβατές με άλλες λύσεις. Έτσι, από την άποψη της ανοχής σφαλμάτων, της ασφάλειας και της διαχείρισης, η οργανωτική προσέγγιση «μία εφαρμογή - ένας διακομιστής» είναι η πλέον προτιμότερη, η οποία ωστόσο συνεπάγεται το πρόβλημα της μη βέλτιστης χρήσης των υπολογιστικών πόρων - μέρος της χωρητικότητας θα είναι αδρανής, για να μην αναφέρουμε ότι ακόμη και ένας μέσος οργανισμός θα πρέπει να διατηρεί έναν στόλο αρκετών διακομιστών.

Έτσι, η προσέγγιση με την οποία εκχωρείται ένας ξεχωριστός διακομιστής για κάθε εφαρμογή είναι προτιμότερη όσον αφορά την αξιοπιστία και την ποιότητα της απόδοσης της εφαρμογής, αλλά είναι επίσης πολύ δαπανηρή. Η λύση σε μια τέτοια κατάσταση μπορεί να είναι η εικονικοποίηση διακομιστή, ενώ η οργανωτική προσέγγιση καταλήγει σε «μία εφαρμογή - ένας εικονικός διακομιστής». Πολλές εικονικές μηχανές μπορούν να αναπτυχθούν σε έναν διακομιστή, ενεργώντας ωςμεμονωμένους υπολογιστές

με δικό της λειτουργικό σύστημα.

Χαρακτηριστικά εικονικοποίησης διακομιστή Με βάση το εισαγωγικό μέρος της διάλεξης, μπορούμε να πούμε ότι ο στόχος της εικονικοποίησης διακομιστή, από επιχειρηματική άποψη, είναι να οργανώσει τη βέλτιστηαπό την αναλογία του κόστους της οργάνωσής του και των ευκαιριών που παρέχει.

Με άλλα λόγια, η εικονικοποίηση διακομιστή σάς επιτρέπει:

• ελαχιστοποιήστε το κόστος αγοράς εξοπλισμό διακομιστή;
• μείωση του κόστους για τη συντήρηση της υποδομής διακομιστή·
• απλοποίηση της διαδικασίας δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας (δημιουργία εφεδρικών εικονικών μηχανών σε διαφορετικούς φυσικούς διακομιστές).
• οργανώσει μια απομονωμένη εικονικό περιβάλλονγια τη δοκιμή και τον εντοπισμό σφαλμάτων εφαρμογών.
• παρατείνετε την περίοδο χρήσης λύσεις λογισμικούπαλαιότερες εκδόσεις?
• πραγματοποιήσει τη διαδικασία μετεγκατάστασης του περιβάλλοντος διακομιστή από το ένα μέρος στο άλλο.

Σημειώνουμε τα εξής: παρά τα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα της εικονικοποίησης διακομιστή, θα πρέπει να προγραμματίσετε προσεκτικά αυτή τη διαδικασία. Πρώτον, δεν πρέπει να δημιουργείτε μεγάλο αριθμόεικονικές μηχανές στον ίδιο διακομιστή, καθώς η εικονικοποίηση μοιράζει στην πραγματικότητα την υπολογιστική ισχύ μεταξύ εικονικών διακομιστών. Δεύτερον, η μετεγκατάσταση μιας εικονικής μηχανής μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο εάν και οι δύο φυσικοί διακομιστές χρησιμοποιούν επεξεργαστές από τον ίδιο κατασκευαστή.

Εικονικές μηχανές

Αν και έχουμε ήδη ορίσει μια εικονική μηχανή νωρίτερα, για να ολοκληρώσουμε την κατανόηση του υλικού στις επόμενες διαλέξεις, είναι απαραίτητο να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε ορισμένες πτυχές της χρήσης πολλαπλών λειτουργικών συστημάτων σε έναν φυσικό υπολογιστή.

Εικονική μηχανή

Κάθε λειτουργικό σύστημα λειτουργεί μέσα σε μια ξεχωριστή εικονική μηχανή και χρησιμοποιεί λογικές περιπτώσεις επεξεργαστή, σκληρό δίσκο, προσαρμογέας δικτύου και άλλο υλικό. Οι εικονικές μηχανές είναι ανεξάρτητες η μία από την άλλη.

Λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά των εικονικών μηχανών, η εικονικοποίηση διακομιστή πρέπει να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις:

• Διαθεσιμότητα διεπαφής ελέγχου. Η εικονικοποίηση διακομιστή απαιτεί διεπαφές ελέγχου για τη δημιουργία, τη διαμόρφωση και την παρακολούθηση εικονικών μηχανών (συμπεριλαμβανομένης της εκτέλεσης όλων αυτών των ενεργειών από απόσταση) που εκτελούνται σε έναν υπολογιστή.
• Διαχείριση μνήμης. Η εικονικοποίηση διακομιστή απαιτεί μια λύση που διασφαλίζει ότι κάθε εικονική μηχανή λαμβάνει την απαιτούμενη ποσότητα πόρων μνήμης και ότι αυτοί οι πόροι είναι απομονωμένοι από άλλες εικονικές μηχανές.
• Διαθεσιμότητα προγραμματιστή πόρων. Είναι απαραίτητο να υπάρχει μια λύση για τον έλεγχο της πρόσβασης των εικονικών μηχανών σε πόρους υλικού. Ο διαχειριστής πρέπει να μπορεί να ορίσει την προτεραιότητα πρόσβασης σε πόρους για κάθε εικονική μηχανή.
• Παρακολούθηση της κατάστασης της εικονικής μηχανής. Η εικονικοποίηση διακομιστή απαιτεί μια λύση για την παρακολούθηση πληροφοριών τρέχουσα κατάστασηόλες τις εικονικές μηχανές στον υπολογιστή και τη διαχείριση των μεταβάσεων από τη μια κατάσταση στην άλλη.
• Συστήματα αποθήκευσης και πρόσβαση στο δίκτυο. Η εικονικοποίηση διακομιστή απαιτεί λειτουργικότητα που παρέχει αναπαράσταση πόρων υλικού με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε εικονική μηχανή να ασχολείται μόνο με το "δικό της" σκληρούς δίσκουςΚαι προσαρμογέα δικτύου. Επιπλέον, πρέπει να είναι δυνατή η πολλαπλή πρόσβαση σε φυσικό εξοπλισμό, έτσι ώστε οι πόροι των εικονικών μηχανών να είναι απομονωμένοι μεταξύ τους.
• Εικονικές συσκευές. Η εικονικοποίηση διακομιστή απαιτεί εικονικές συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το λειτουργικό σύστημα εικονικής μηχανής ως λογική αναπαράσταση συσκευών ενός συγκεκριμένου τύπου. Για παράδειγμα, εάν ένα εικονικό λειτουργικό σύστημα προσπαθήσει να αποκτήσει πρόσβαση σε μια φυσική συσκευή, την αποκτά μέσω μιας συσχετισμένης εικονικής συσκευής που λειτουργεί παρόμοια με τη φυσική συσκευή.
• Πρόγραμμα οδήγησης εικονικών συσκευών. Η εικονικοποίηση διακομιστή απαιτεί τη διαθεσιμότητα κατάλληλων προγραμμάτων οδήγησης εικονικών συσκευών εντός του λειτουργικού συστήματος της εικονικής μηχανής που χρησιμοποιεί αυτές τις συσκευές. Αυτά τα προγράμματα οδήγησης επιτρέπουν στις εφαρμογές να επικοινωνούν με μια εικονική αναπαράσταση του υλικού.

Επομένως, όταν επιλέγετε μια λύση εικονικοποίησης, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη τη συμμόρφωσή της με αυτές τις απαιτήσεις.

Υπερεπόπτες

Η κατανόηση της εικονικοποίησης του διακομιστή και της εικονικής μηχανής είναι ελλιπής χωρίς την κατανόηση του hypervisor.

Το Hypervisor είναι ένα κύκλωμα λογισμικού ή υλικού που διασφαλίζει την ταυτόχρονη παράλληλη λειτουργία πολλών λειτουργικών συστημάτων σε έναν υπολογιστή.

Ο κύριος σκοπός ενός hypervisor είναι να παρέχει απομονωμένα περιβάλλοντα εκτέλεσης για κάθε εικονική μηχανή και να ελέγχει την πρόσβαση της εικονικής μηχανής και του επισκέπτη λειτουργικού συστήματος στους φυσικούς πόρους υλικού του υπολογιστή.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι hypervisors.

Ο πρώτος τύπος hypervisor εκτελείται ως πρόγραμμα ελέγχου απευθείας από την πλευρά του υλικού του υπολογιστή. Τα λειτουργικά συστήματα εικονικών μηχανών λειτουργούν σε υψηλότερο επίπεδο.

Ρύζι. 5.1.Υπερεπόπτη τύπου 1

Δεδομένου ότι αυτός ο hypervisor λειτουργεί ανεξάρτητα από το λειτουργικό σύστημα, παρέχει μεγαλύτερη απόδοση, αξιοπιστία και ασφάλεια.

Υπερεπόπτες του πρώτου τύπου χρησιμοποιούνται σε επόμενες αποφάσεις:

• Microsoft Hyper-V.
• VMware ESXΥπηρέτης.
• Citrix XenServer.

Ο δεύτερος τύπος hypervisor εκτελείται εντός του λειτουργικού συστήματος του κεντρικού υπολογιστή. Τα Guest λειτουργικά συστήματα των εικονικών μηχανών βρίσκονται σε υψηλότερο επίπεδο.

Ρύζι. 5.2.Υπερεπόπτη τύπου 2

Αυτός ο τύπος hypervisor παρέχει χειρότερη απόδοση σε σύγκριση με τον πρώτο τύπο.

Υπερεπόπτες του δεύτερου τύπου χρησιμοποιούνται στις ακόλουθες λύσεις:

• Εικονικός διακομιστής Microsoft.
• Διακομιστής VMware.
• Microsoft Virtual PC.

Ο επόμενος τύπος hypervisor είναι μονολιθικός. Ο μονολιθικός hypervisor περιλαμβάνει προγράμματα οδήγησης συσκευών υλικού.

Ρύζι. 5.3.Μονολιθικός υπερεπιβλέπων

Η χρήση ενός μονολιθικού hypervisor έχει πολλά πλεονεκτήματα και ορισμένα μειονεκτήματα. Το πλεονέκτημα είναι η σχετικά υψηλή απόδοση, καθώς τα λειτουργικά συστήματα φιλοξενουμένων αλληλεπιδρούν απευθείας με το υλικό του κεντρικού υπολογιστή.

Ταυτόχρονα, δεδομένης της ποικιλίας συσκευών υλικού, όπως μητρικές πλακέτες, ελεγκτές HDD, προσαρμογείς δικτύου κ.λπ., οι προγραμματιστές λύσεων εικονικοποίησης αναγκάζονται να συνεργαστούν στενά με κατασκευαστές υλικού. Έτσι, υποστηρίζεται μόνο το υλικό του οποίου τα προγράμματα οδήγησης περιέχονται στον hypervisor. Αξίζει επίσης να σημειωθεί χαμηλότερη ασφάλεια, αφού όλα συμβαίνουν στο πιο προνομιακό μέρος του συστήματος.

Ο μονολιθικός hypervisor χρησιμοποιείται στη λύση VMware ESX.

Ο τελικός τύπος hypervisor που θα εξετάσουμε είναι ο microkernel. ΣΕ σε αυτή την περίπτωσηΤα προγράμματα οδήγησης συσκευών βρίσκονται στο λειτουργικό σύστημα του κεντρικού υπολογιστή. Σε αυτήν την περίπτωση, το λειτουργικό σύστημα υποδοχής, όπως και το λειτουργικό σύστημα επισκέπτη, εκτελείται σε εικονικό περιβάλλον και ονομάζεται "γονικός". Μόνο το γονικό λειτουργικό σύστημα έχει πρόσβαση μηχανήματα υπολογιστών, τα παιδιά, με τη σειρά τους, μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το υλικό μόνο μέσω του «γονέα».

Ρύζι. 5.4.Υπερεπίστης μικροπυρήνα

Αυτός ο τύπος hypervisors έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τους μονολιθικούς:

• συμβατότητα με οποιονδήποτε εξοπλισμό του οποίου τα προγράμματα οδήγησης βρίσκονται εντός του μητρικού λειτουργικού συστήματος.
• περισσότερο υψηλό επίπεδοασφάλεια.
• περισσότερο υψηλή απόδοση hypervisor επειδή δεν πρέπει να αλληλεπιδρά με προγράμματα οδήγησης συσκευών.

Παράδειγμα χρήσης αυτού του τύπουΟ hypervisor είναι το Microsoft Hyper-V.

Οροι

Εικονική μηχανή- ένα υπολογιστικό περιβάλλον λογισμικού που χρησιμοποιεί τους πόρους υλικού ενός φυσικού υπολογιστή και παρέχει τη δυνατότητα εκτέλεσης πολλών λειτουργικών συστημάτων σε έναν υπολογιστή.

Εικονικοποίηση διακομιστή- η διαδικασία τοποθέτησης πολλών εικονικών διακομιστών σε έναν φυσικό διακομιστή.

Υπερεπόπτη- μια λύση λογισμικού ή υλικού που επιτρέπει την ταυτόχρονη και παράλληλη λειτουργία πολλών λειτουργικών συστημάτων σε έναν υπολογιστή.

Σύντομη περίληψη

Ο σκοπός αυτής της διάλεξης ήταν να διαμορφώσει μια αρχική κατανόηση της εικονικοποίησης διακομιστή, των απαραίτητων απαιτήσεων για αυτόν τον τύπο λύσης, της δομής των hypervisors και των εικονικών μηχανών. Όλα αυτά είναι ένα απαραίτητο ελάχιστο για περαιτέρω εξέταση της λύσης εικονικοποίησης διακομιστή Microsoft Hyper-V σε επόμενες διαλέξεις.

Η δεδομένη ποικιλία hypervisors θα πρέπει για άλλη μια φορά να υποδεικνύει ότι η εφαρμογή των λύσεων εικονικοποίησης στην επιχείρηση θα πρέπει να προηγείται από στάδια ανάλυσης και σχεδιασμού.

Η πλατφόρμα Microsoft Application Virtualization (App-V), όπως το MED-V, αποτελεί μέρος του Microsoft Desktop Optimization Pack και χρησιμοποιείται για τη μετατροπή εφαρμογών σε εικονικές υπηρεσίες με κεντρική διαχείριση. Με άλλα λόγια, η εφαρμογή λειτουργεί σε ένα απομονωμένο εικονικό περιβάλλον.

Αυτή η προσέγγιση, μεταξύ άλλων, επιτρέπει:

• χρήση εφαρμογών χωρίς να τις εγκαταστήσετε απευθείας.
• επίλυση του προβλήματος της συμβατότητας εφαρμογών, τόσο με το λειτουργικό σύστημα όσο και με άλλες εφαρμογές (μία εφαρμογή - ένα απομονωμένο περιβάλλον).
• χρήση πολλαπλών εκδόσεων μιας εφαρμογής παράλληλα.
• συγκεντρώνει τη διαχείριση εφαρμογών·
• επιτάχυνση της διαδικασίας ανάπτυξης ενός νέου χώρου εργασίας·
• απλοποίηση των διαδικασιών ενημέρωσης και επιδιόρθωσης εφαρμογών·
• έλεγχο της χρήσης των αδειών.

Φυσικά, δεν είναι δυνατή η εικονικοποίηση όλων των εφαρμογών. Εφαρμογές που ξεκινούν πριν από τη φόρτωση του λειτουργικού συστήματος, εγκατάσταση προγραμμάτων οδήγησης, antivirus κ.λπ. δεν υποστηρίζονται από την τεχνολογία App-V.

Αρχές λειτουργίας

Εικονική εφαρμογήείναι μια εφαρμογή που μπορεί να εκτελεστεί σε ένα αυτόνομο εικονικό περιβάλλον, που μερικές φορές ονομάζεται sandbox, που βρίσκεται σε έναν κεντρικό υπολογιστή.

Το εικονικό περιβάλλον περιέχει όλα όσα χρειάζονται για την εκτέλεση της εφαρμογής και εκτελείται εντός του λογισμικού πελάτη App-V.

Μετά την εικονικοποίηση των ίδιων των εφαρμογών και την εγκατάσταση του λογισμικού πελάτη App-V, γίνεται εφικτό διάφορους τρόπουςπαράδοση εφαρμογών στον υπολογιστή-πελάτη.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον τρόπο λειτουργίας του App-V.

Σήμερα, όταν μιλάμε για τεχνολογίες εικονικοποίησης, κατά κανόνα, εννοούν εικονικοποίηση διακομιστή, αφού ο τελευταίος γίνεται η πιο δημοφιλής λύση στην αγορά πληροφορικής. Η εικονικοποίηση διακομιστή περιλαμβάνει τη λειτουργία πολλών εικονικών διακομιστών σε έναν φυσικό διακομιστή. Οι εικονικές μηχανές ή οι διακομιστές είναι εφαρμογές που εκτελούνται σε ένα κεντρικό λειτουργικό σύστημα που προσομοιώνουν φυσικές συσκευέςυπηρέτης. Κάθε εικονική μηχανή μπορεί να έχει ένα λειτουργικό σύστημα στο οποίο μπορούν να εγκατασταθούν εφαρμογές και υπηρεσίες. Τυπικοί εκπρόσωποι είναι τα προϊόντα VmWare (ESX, Server, Workstation) και η Microsoft (Hyper-V, Virtual Server, Virtual PC).

Ρύζι. 2.3.

Τα κέντρα δεδομένων χρησιμοποιούν πολύ χώρο και τεράστιο ποσόενέργειας, ειδικά όταν προσθέτετε τα συνοδευτικά συστήματα ψύξης και υποδομές. Χρησιμοποιώντας τεχνολογίες εικονικοποίησης, η ενοποίηση των διακομιστών που βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητεςφυσικούς διακομιστές με τη μορφή εικονικών μηχανών σε έναν διακομιστή υψηλής απόδοσης.

Ο αριθμός των φυσικών μηχανών που απαιτούνται για να λειτουργούν ως διακομιστές μειώνεται, γεγονός που μειώνει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία των μηχανών και τον απαιτούμενο χώρο για τη στέγασή τους. Η μείωση του αριθμού των διακομιστών και του χώρου μειώνει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την ψύξη τους. Με λιγότερη κατανάλωση ενέργειας, παράγεται λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα. Αυτός ο δείκτης, για παράδειγμα στην Ευρώπη, παίζει αρκετά σημαντικό ρόλο.

Ένας σημαντικός παράγοντας είναι οικονομική πλευρά. Η εικονικοποίηση είναι ένα σημαντικό σημείο εξοικονόμησης. Η εικονικοποίηση όχι μόνο μειώνει την ανάγκη αγοράς πρόσθετων φυσικών διακομιστών, αλλά ελαχιστοποιεί και τις απαιτήσεις για την τοποθέτησή τους. Η χρήση ενός εικονικού διακομιστή παρέχει πλεονεκτήματα στην ταχύτητα υλοποίησης, χρήσης και διαχείρισης, γεγονός που σας επιτρέπει να μειώσετε τον χρόνο αναμονής για την ανάπτυξη ενός έργου.

Πριν από λίγο καιρό, εμφανίστηκαν μοντέλα τελευταίας γενιάς επεξεργαστών στην αρχιτεκτονική x86 από τις εταιρείες AMD και Intel, όπου οι κατασκευαστές πρόσθεσαν για πρώτη φορά υποστήριξη υλικού για τεχνολογίες εικονικοποίησης. Προηγουμένως, η εικονικοποίηση υποστηριζόταν σε λογισμικό, το οποίο φυσικά οδήγησε σε μεγάλο κόστος επιδόσεων.

Για προσωπικούς υπολογιστές που εμφανίστηκαν στη δεκαετία του ογδόντα του εικοστού αιώνα, το πρόβλημα της εικονικοποίησης των πόρων υλικού, φαίνεται ότι δεν υπήρχε εξ ορισμού, αφού κάθε χρήστης είχε στη διάθεσή του ολόκληρο τον υπολογιστή με το δικό του λειτουργικό σύστημα. Αλλά καθώς η ισχύς του υπολογιστή αυξήθηκε και το πεδίο εφαρμογής των συστημάτων x86 διευρύνθηκε, η κατάσταση άλλαξε γρήγορα. Η «διαλεκτική σπείρα» της ανάπτυξης πήρε την επόμενη τροπή της και στις αρχές του αιώνα ξεκίνησε ένας άλλος κύκλος ενίσχυσης των κεντρομόλο δυνάμεων για τη συγκέντρωση των υπολογιστικών πόρων. Στις αρχές αυτής της δεκαετίας, στο πλαίσιο του αυξανόμενου ενδιαφέροντος των επιχειρήσεων για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητάς τους εργαλεία υπολογιστώνΈνα νέο στάδιο στην ανάπτυξη των τεχνολογιών εικονικοποίησης έχει ξεκινήσει, το οποίο πλέον συνδέεται κυρίως με τη χρήση της αρχιτεκτονικής x86.

Ας σημειώσουμε ότι παρόλο που δεν φαινόταν να υπάρχει τίποτα προηγουμένως άγνωστο στις ιδέες της εικονικοποίησης x86 από θεωρητική άποψη, μιλούσαμε για ένα ποιοτικά νέο φαινόμενο για τον κλάδο της πληροφορικής σε σύγκριση με την κατάσταση πριν από 20 χρόνια. Το γεγονός είναι ότι στην αρχιτεκτονική υλικού και λογισμικού των mainframes και των υπολογιστών Unix, τα ζητήματα εικονικοποίησης επιλύθηκαν αμέσως σε βασικό επίπεδο και σε επίπεδο υλικού. Το σύστημα x86 δεν κατασκευάστηκε καθόλου με την προσδοκία να λειτουργήσει σε λειτουργία κέντρου δεδομένων και η ανάπτυξή του προς την κατεύθυνση της εικονικοποίησης είναι μια αρκετά περίπλοκη εξελικτική διαδικασία με πολλά διαφορετικές επιλογέςεπίλυση του προβλήματος.

Σημαντικό σημείο είναι επίσης τα ποιοτικά διαφορετικά επιχειρηματικά μοντέλα για την ανάπτυξη mainframes και x86. Στην πρώτη περίπτωση, στην πραγματικότητα μιλάμε για ένα σύμπλεγμα λογισμικού και υλικού ενός προμηθευτή για την υποστήριξη ενός μάλλον περιορισμένου φάσματος λογισμικού εφαρμογών για έναν αρκετά στενό κύκλο μεγάλων πελατών. Στο δεύτερο, έχουμε να κάνουμε με μια αποκεντρωμένη κοινότητα κατασκευαστών εξοπλισμού, παρόχων βασικού λογισμικού και έναν τεράστιο στρατό προγραμματιστών λογισμικού εφαρμογών.

Η χρήση των εργαλείων εικονικοποίησης x86 ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του '90 με σταθμούς εργασίας: παράλληλα με την αύξηση του αριθμού των εκδόσεων του λειτουργικού συστήματος πελατών, ο αριθμός των ατόμων (προγραμματιστές λογισμικού, ειδικοί λογισμικού) αυξανόταν συνεχώς. τεχνική υποστήριξη, ειδικοί) που έπρεπε να έχουν πολλά αντίγραφα διαφορετικών λειτουργικών συστημάτων σε έναν υπολογιστή.

Η εικονικοποίηση για την υποδομή διακομιστή άρχισε να χρησιμοποιείται λίγο αργότερα, και αυτό συνδέθηκε, πρώτα απ 'όλα, με την επίλυση προβλημάτων ενοποίησης υπολογιστικών πόρων. Αλλά εδώ σχηματίστηκαν αμέσως δύο ανεξάρτητες κατευθύνσεις:

• υποστήριξη για ετερογενείς λειτουργικά περιβάλλοντα(συμπεριλαμβανομένης της εκτέλεσης εφαρμογών παλαιού τύπου). Αυτή η περίπτωση εμφανίζεται συχνότερα σε εταιρικά συστήματα πληροφοριών. Τεχνικά το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με ταυτόχρονη εργασίασε έναν υπολογιστή πολλές εικονικές μηχανές, καθεμία από τις οποίες περιλαμβάνει μια παρουσία του λειτουργικού συστήματος. Αλλά η εφαρμογή αυτού του τρόπου λειτουργίας πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας δύο θεμελιωδώς διαφορετικές προσεγγίσεις: πλήρης εικονικοποίηση και παρα-εικονικότητα ;
• Η υποστήριξη για ομοιογενή υπολογιστικά περιβάλλοντα συνεπάγεται την απομόνωση των υπηρεσιών σε μία μόνο παρουσία του πυρήνα του λειτουργικού συστήματος ( εικονικοποίηση σε επίπεδο λειτουργικού συστήματος), το οποίο είναι πιο χαρακτηριστικό για τη φιλοξενία εφαρμογών από παρόχους υπηρεσιών. Φυσικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την επιλογή των εικονικών μηχανών εδώ, αλλά πολύ περισσότερο πιο αποτελεσματική δημιουργίααπομονωμένα δοχεία που βασίζονται σε έναν πυρήνα ενός λειτουργικού συστήματος.

Το επόμενο στάδιο ζωής των τεχνολογιών εικονικοποίησης x86 ξεκίνησε το 2004-2006. και συνδέθηκε με την έναρξη της μαζικής χρήσης τους σε εταιρικά συστήματα. Αντίστοιχα, αν οι παλαιότεροι προγραμματιστές ασχολούνταν κυρίως με τη δημιουργία τεχνολογιών για την εκτέλεση εικονικών περιβαλλόντων, τώρα οι εργασίες διαχείρισης αυτών των λύσεων και η ενσωμάτωσή τους στη συνολική εταιρική υποδομή πληροφορικής έχουν έρθει στο προσκήνιο. Ταυτόχρονα, υπήρξε μια αξιοσημείωτη αύξηση της ζήτησης για εικονικοποίηση από προσωπικούς χρήστες (αλλά αν στη δεκαετία του '90 αυτοί ήταν προγραμματιστές και δοκιμαστές, τώρα μιλάμε για τελικούς χρήστεςτόσο επαγγελματικό όσο και οικιακό).

Πολλές δυσκολίες και προβλήματα στην ανάπτυξη τεχνολογιών εικονικοποίησης σχετίζονται με την υπέρβαση των κληρονομημένων χαρακτηριστικών της αρχιτεκτονικής υλικού και λογισμικού x86. Υπάρχουν πολλές βασικές μέθοδοι για αυτό:

(Πλήρης, εγγενής εικονικοποίηση). Χρησιμοποιούνται μη τροποποιημένα αντίγραφα των επισκεπτών λειτουργικών συστημάτων και για την υποστήριξη της λειτουργίας αυτών των λειτουργικών συστημάτων, χρησιμοποιείται ένα κοινό επίπεδο εξομοίωσης της εκτέλεσής τους πάνω από το λειτουργικό σύστημα υποδοχής, το οποίο είναι ένα κανονικό λειτουργικό σύστημα. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται, ειδικότερα, σε VMware Workstation, VMware Server (πρώην GSX Server), Parallels Desktop, Parallels Server, MS Virtual PC, MS Virtual Server, Virtual Iron. Τα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης περιλαμβάνουν τη σχετική ευκολία εφαρμογής, την ευελιξία και την αξιοπιστία της λύσης. Όλες οι λειτουργίες διαχείρισης αναλαμβάνονται από το κεντρικό λειτουργικό σύστημα. Μειονεκτήματα - υψηλό πρόσθετο κόστος για τους πόρους υλικού που χρησιμοποιούνται, έλλειψη συνεκτίμησης των χαρακτηριστικών του επισκέπτη λειτουργικού συστήματος, λιγότερη ευελιξία στη χρήση του υλικού από ό,τι χρειάζεται.

Ρύζι. 2.4.

(παραεικτικοποίηση). Ο πυρήνας του Guest OS τροποποιείται με τέτοιο τρόπο ώστε να περιλαμβάνει ένα νέο σύνολο API μέσω των οποίων μπορεί να εργαστεί απευθείας με το υλικό χωρίς να έρχεται σε διένεξη με άλλες εικονικές μηχανές. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε ένα πλήρες λειτουργικό σύστημα ως λογισμικό υποδοχής, οι λειτουργίες του οποίου σε αυτήν την περίπτωση εκτελούνται από ειδικό σύστημα, που ονομάζεται hypervisor. Αυτή η επιλογή είναι η πιο σχετική κατεύθυνση ανάπτυξης σήμερα τεχνολογίες διακομιστώνεικονικοποίηση και χρησιμοποιείται σε VMware ESX Server, Xen (και λύσεις από άλλους προμηθευτές που βασίζονται σε αυτήν την τεχνολογία), Microsoft Hyper-V. Τα πλεονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας είναι ότι δεν υπάρχει ανάγκη για ένα κεντρικό λειτουργικό σύστημα - ένα VM εγκαθίσταται σχεδόν σε γυμνό μέταλλο και οι πόροι υλικού χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά. Τα μειονεκτήματα είναι η πολυπλοκότητα της εφαρμογής της προσέγγισης και η ανάγκη δημιουργίας ενός εξειδικευμένου hypervisor OS.

Ρύζι. 2.5.

Εικονικοποίηση σε επίπεδο πυρήνα λειτουργικού συστήματος(εικονικοποίηση σε επίπεδο λειτουργικού συστήματος). Αυτή η επιλογή περιλαμβάνει τη χρήση ενός πυρήνα κεντρικού λειτουργικού συστήματος για τη δημιουργία ανεξάρτητων παράλληλων λειτουργικών περιβαλλόντων. Για το λογισμικό επισκέπτη, δημιουργείται μόνο το δικό του περιβάλλον δικτύου και υλικού. Αυτή η επιλογή χρησιμοποιείται στο Virtuozzo (για Linux και Windows), OpenVZ ( δωρεάν επιλογή Virtuozzo) και Solaris Containers. Πλεονεκτήματα - υψηλή απόδοση στη χρήση πόρων υλικού, χαμηλό τεχνικό κόστος, εξαιρετική διαχειρισιμότητα, ελαχιστοποίηση του κόστους αγοράς αδειών. Μειονεκτήματα - υλοποίηση μόνο ομοιογενών υπολογιστικών περιβαλλόντων.

Ρύζι. 2.6.

Υπονοεί τη χρήση ενός μοντέλου ισχυρής μόνωσης προγράμματα εφαρμογήςμε ελεγχόμενη αλληλεπίδραση με το λειτουργικό σύστημα, στο οποίο εικονικοποιούνται κάθε παρουσία εφαρμογής και όλα τα κύρια στοιχεία της: αρχεία (συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων), μητρώο, γραμματοσειρές, αρχεία INI, αντικείμενα COM, υπηρεσίες. Η εφαρμογή εκτελείται χωρίς τη διαδικασία εγκατάστασης με την παραδοσιακή της έννοια και μπορεί να εκκινηθεί απευθείας από εξωτερικά μέσα (για παράδειγμα, από κάρτες flash ή από φακέλους δικτύου). Από την πλευρά ενός τμήματος πληροφορικής, αυτή η προσέγγιση έχει προφανή πλεονεκτήματα: επιτάχυνση της ανάπτυξης και διαχείρισης των επιτραπέζιων συστημάτων, ελαχιστοποιώντας όχι μόνο τις συγκρούσεις μεταξύ των εφαρμογών, αλλά και την ανάγκη για δοκιμή συμβατότητας εφαρμογών. Αυτή η τεχνολογίασας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε πολλές μη συμβατές εφαρμογές ταυτόχρονα σε έναν υπολογιστή ή μάλλον στο ίδιο λειτουργικό σύστημα. Η εικονικοποίηση εφαρμογών επιτρέπει στους χρήστες να εκτελούν την ίδια προρυθμισμένη εφαρμογή ή ομάδα εφαρμογών από έναν διακομιστή. Σε αυτήν την περίπτωση, οι εφαρμογές θα λειτουργούν ανεξάρτητα η μία από την άλλη, χωρίς να γίνονται αλλαγές στο λειτουργικό σύστημα. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι ακριβώς η επιλογή εικονικοποίησης που χρησιμοποιείται στη Sun Java Virtual Machine, Microsoft Application Virtualization (παλαιότερα ονομαζόταν Softgrid), Thinstall (έγινε μέρος του VMware στις αρχές του 2008), Symantec/Altiris.

Ρύζι. 2.7.

Εικονικοποίηση παρουσιάσεων (χώροι εργασίας)Η εικονικοποίηση προβολής περιλαμβάνει εξομοίωση της διεπαφής χρήστη. Εκείνοι. ο χρήστης βλέπει την εφαρμογή και εργάζεται μαζί της στο τερματικό του, αν και στην πραγματικότητα η εφαρμογή εκτελείται σε απομακρυσμένο διακομιστή και μόνο μια εικόνα της απομακρυσμένης εφαρμογής μεταδίδεται στον χρήστη. Ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας, ο χρήστης μπορεί να δει την απομακρυσμένη επιφάνεια εργασίας και την εφαρμογή που εκτελείται σε αυτήν ή μόνο το ίδιο το παράθυρο της εφαρμογής.

Ρύζι. 2.8.

Οι επιχειρηματικές ανάγκες αλλάζουν τις ιδέες μας σχετικά με την οργάνωση των διαδικασιών εργασίας. Ο προσωπικός υπολογιστής, ο οποίος τις τελευταίες δεκαετίες έχει γίνει αναπόσπαστο χαρακτηριστικό του γραφείου και μέσο για την επίτευξη των περισσότερων εργασίες γραφείου, δεν συμβαδίζει πλέον με τις αυξανόμενες επιχειρηματικές ανάγκες. Το πραγματικό εργαλείο χρήστη αποδεικνύεται ότι είναι λογισμικό που συνδέεται μόνο με τον υπολογιστή, καθιστώντας το έναν ενδιάμεσο σύνδεσμο στην εταιρική πληροφοριακό σύστημα. Ως αποτέλεσμα, το cloud computing αναπτύσσεται ενεργά, όταν οι χρήστες έχουν πρόσβαση στα δικά τους δεδομένα, αλλά δεν διαχειρίζονται ή σκέφτονται την υποδομή, το λειτουργικό σύστημα και το πραγματικό λογισμικό με το οποίο συνεργάζονται.

Ταυτόχρονα, με την αυξανόμενη κλίμακα των οργανισμών, η χρήση Η/Υ χρηστών στην υποδομή πληροφορικής δημιουργεί μια σειρά από δυσκολίες:

• υψηλό λειτουργικό κόστος για τη συντήρηση ενός πάρκου υπολογιστών.
• πολυπλοκότητα που σχετίζεται με τη διαχείριση επιτραπέζιων υπολογιστών.
• παρέχοντας στους χρήστες ασφαλή και αξιόπιστη πρόσβαση στο λογισμικό και τις εφαρμογές που χρειάζονται για να κάνουν τη δουλειά τους·
• τεχνική υποστήριξη για χρήστες·
• εγκατάσταση και ενημέρωση αδειών χρήσης λογισμικού και συντήρηση·
• backup κ.λπ.

Η αποφυγή αυτών των δυσκολιών και η μείωση του κόστους που σχετίζεται με τη λύση τους είναι δυνατή μέσω της χρήσης τεχνολογίας για εικονικοποίηση χώρων εργασίας εργαζομένων με βάση μια εικονική υποδομή υπολογιστή - Virtual Desktop Infrastructure (VDI). Το VDI σάς επιτρέπει να διαχωρίσετε το λογισμικό χρήστη από το υλικό - προσωπικός υπολογιστής, - και πρόσβαση σε εφαρμογές πελάτη μέσω τερματικών συσκευών.

Το VDI είναι ένας συνδυασμός συνδέσεων απομακρυσμένης επιφάνειας εργασίας και εικονικοποίησης. Οι διακομιστές εξυπηρέτησης εκτελούν πολλές εικονικές μηχανές, με λειτουργικά συστήματα πελάτη όπως Windows 7, Windows Vista και Windows XP ή Λειτουργικά συστήματα Linuxσυστήματα. Οι χρήστες συνδέονται εξ αποστάσεως με την εικονική μηχανή του περιβάλλοντος επιφάνειας εργασίας τους. Επί τοπικούς υπολογιστέςχρήστες, τερματικοί πελάτες, παλιός εξοπλισμός με Microsoft Windows Fundamentals ή διανομή Linux.

Το VDI απομονώνει πλήρως το εικονικό περιβάλλον ενός χρήστη από άλλα εικονικά περιβάλλοντα, επειδή κάθε χρήστης είναι συνδεδεμένος σε ξεχωριστή εικονική μηχανή. Μερικές φορές χρησιμοποιείται μια στατική υποδομή VDI, στην οποία ο χρήστης είναι πάντα συνδεδεμένος στην ίδια εικονική μηχανή, άλλες φορές χρησιμοποιείται ένα δυναμικό VDI, στο οποίο οι χρήστες συνδέονται δυναμικά με διαφορετικές εικονικές μηχανές και οι εικονικές μηχανές δημιουργούνται ως χρειάζεται. Με οποιοδήποτε μοντέλο, είναι σημαντικό να αποθηκεύετε δεδομένα χρήστη εκτός εικονικών μηχανών και να παραδίδετε εφαρμογές γρήγορα.

Μαζί με την κεντρική διαχείριση και την εύκολη παροχή υπολογιστών, το VDI επιτρέπει την πρόσβαση σε περιβάλλοντα επιφάνειας εργασίας από οπουδήποτε, εφόσον οι χρήστες μπορούν να συνδεθούν εξ αποστάσεως στον διακομιστή.

Ας το φανταστούμε υπολογιστή πελάτηπαρουσιάστηκε πρόβλημα. Θα πρέπει να εκτελέσετε διαγνωστικά και πιθανώς να επανεγκαταστήσετε το λειτουργικό σύστημα. Χάρη στο VDI, σε περίπτωση προβλημάτων, μπορείτε απλά να διαγράψετε την εικονική μηχανή και να δημιουργήσετε ένα νέο περιβάλλον μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα χρησιμοποιώντας ένα προ-δημιουργημένο πρότυπο εικονικής μηχανής. Το VDI παρέχει πρόσθετη ασφάλεια, καθώς τα δεδομένα δεν αποθηκεύονται τοπικά στο επιτραπέζιος υπολογιστήςή φορητό υπολογιστή.

Ως παράδειγμα εικονικοποίησης παρουσίασης, μπορούμε να λάβουμε υπόψη την τεχνολογία των λεπτών τερματικών, τα οποία στην πραγματικότητα εικονικοποιούν τους σταθμούς εργασίας των επιτραπέζιων χρηστών: ο χρήστης δεν είναι συνδεδεμένος με κάποιον συγκεκριμένο υπολογιστή, αλλά μπορεί να έχει πρόσβαση στα αρχεία και τις εφαρμογές του που βρίσκονται στον διακομιστή από οποιοδήποτε απομακρυσμένο τερματικόμετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας αδειοδότησης. Όλες οι εντολές χρήστη και η εικόνα συνεδρίας στην οθόνη προσομοιώνονται με χρήση λογισμικού διαχείρισης thin client. Η χρήση αυτής της τεχνολογίας σάς επιτρέπει να συγκεντρώνετε τη συντήρηση των σταθμών εργασίας πελάτη και να μειώνετε δραματικά το κόστος υποστήριξής τους - για παράδειγμα, για τη μετάβαση στην επόμενη έκδοση μιας εφαρμογής πελάτη, το νέο λογισμικό πρέπει να εγκατασταθεί μόνο μία φορά στον διακομιστή.

Ρύζι. 2.9.

Ένας από τους πιο διάσημους thin clients είναι το τερματικό Sun Ray, το οποίο χρησιμοποιεί λογισμικό διακομιστή Sun Ray για να οργανώσει τη λειτουργία του. Για να ξεκινήσετε μια συνεδρία Sun Ray, πρέπει απλώς να εισαγάγετε μια έξυπνη κάρτα αναγνώρισης σε αυτήν τη συσκευή. Η χρήση μιας έξυπνης κάρτας αυξάνει σημαντικά την κινητικότητα του χρήστη - μπορεί να μετακινηθεί από τη μια Ακτίνα Ήλιου στην άλλη, μετακινώντας την κάρτα του μεταξύ τους και να συνεχίσει αμέσως να εργάζεται με τις εφαρμογές του από εκεί που σταμάτησε στο προηγούμενο τερματικό. Και η εξάλειψη του σκληρού δίσκου όχι μόνο διασφαλίζει την κινητικότητα των χρηστών και βελτιώνει την ασφάλεια των δεδομένων, αλλά μειώνει επίσης σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τους συμβατικούς υπολογιστές, έτσι ώστε το τερματικό Sun να είναι χωρίς ανεμιστήρα και να λειτουργεί σχεδόν αθόρυβα. Επιπλέον, η μείωση του αριθμού των εξαρτημάτων ενός λεπτού τερματικού μειώνει τον κίνδυνο αστοχίας του και επομένως εξοικονομεί το κόστος της συντήρησής του. Ένα άλλο πλεονέκτημα του Sun Ray είναι ότι επεκτείνεται σημαντικά σε σύγκριση με τους συμβατικούς υπολογιστές. κύκλος ζωήςπροϊόν, αφού δεν περιέχει εξαρτήματα που μπορεί να καταστούν απαρχαιωμένα.

Σήμερα θα σας πω τι είναι η εικονικοποίηση, γιατί χρειάζεται και τι θα σας δώσει όταν την εφαρμόσετε. Ας δούμε τις έννοιες του hypervisor. Ας δούμε πώς το οργανώνει η VMware χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του προϊόντος της ESXI 5.5. Το κύριο καθήκον κάθε επιχείρησης που εκπροσωπείται στο Διαδίκτυο είναι η διαθεσιμότητα των υπηρεσιών της. Οι διακομιστές λειτουργούν σωστά σε διακομιστές υλικού Ας φανταστούμε μια κατάσταση όπου υπάρχουν 5 άτομα που ζουν σε έναν ισχυρό φυσικό διακομιστή. διαφορετικές υπηρεσίες. Όλα έχουν πρόσβαση στο ίδιο σύστημα αρχείων, σε πόρους, όλα λειτουργούν καλά. Ο καιρός περνάει και αρχίζουν να παρεμβαίνουν μεταξύ τους, διάφορους λόγουςενημερώσεις για ή το ίδιο το λειτουργικό σύστημα. Ως αποτέλεσμα, καταλήγετε σε μια υπηρεσία που σταματά να λειτουργεί κανονικά ή ακόμα και στην άλλη 4. Η εικονικοποίηση βοηθά μια επιχείρηση να ενοποιήσει τους πόρους και να κάνει κάθε υπηρεσία ανεξάρτητη σε έναν φυσικό διακομιστή.

Θυμηθείτε τον χρυσό κανόνα: ένας διακομιστής, μία υπηρεσία

Φυσική υποδομή

Ας δούμε πώς λειτουργεί η εφαρμογή σε φυσικό επίπεδο. ΣΕ σύγχρονος κόσμοςΑν λάβουμε υπόψη το υλικό στους διακομιστές, στο 90 τοις εκατό των περιπτώσεων δεν φορτώνεται πλήρως, κατά μέσο όρο κατά 50-60 τοις εκατό, και αυτό σημαίνει χαμηλή χρήση πόρων. Παραδείγματα παράλογης χρήσης περιλαμβάνουν την υπηρεσία DHCP, η οποία εξ ορισμού είναι ελαφριά και μπορεί να εξυπηρετήσει τουλάχιστον 1000 πελάτες, είτε πρόκειται για Windows είτε για Linux. Ως αποτέλεσμα, εκτελώντας το σε έναν ισχυρό διακομιστή, τον χρησιμοποιείτε κακώς, τον υποφορτώνετε, σπαταλάτε υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια, όσο περισσότερους τέτοιους διακομιστές έχετε, τόσο πιο ισχυρό χρειάζεται το σύστημα ψύξης, τόσο πιο ισχυρό το εφεδρικό σύστημα τροφοδοσίας , τόσο περισσότερος φυσικός χώρος στη Μονάδα. Εν ολίγοις, όπως καταλάβατε τα περισσότερα, αλλά όταν ήρθε η τεχνολογία εικονικοποίησης, όλα άλλαξαν, αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα. Ακολουθεί ένα διάγραμμα του τρόπου λειτουργίας της εφαρμογής σε έναν φυσικό διακομιστή.

Υπάρχει ένας φυσικός κεντρικός υπολογιστής στον οποίο είναι εγκατεστημένο το λειτουργικό σύστημα και η εφαρμογή εκτελείται ήδη σε αυτόν. Μπορείτε να συνδέσετε συστήματα αποθήκευσης ISCSI, NFS, FC στον φυσικό κεντρικό υπολογιστή.

Μια τέτοια σκηνή δεν μπορούσε να διαρκέσει πολύ και η επιχείρηση είχε κουραστεί να χάνει χρήματα για νέο εξοπλισμό. Και εδώ είναι που η εικονικοποίηση μπήκε στη ζωή τους. Τόσο μαγικό, όχι κατανοητή λέξη, που είναι από το μέλλον. Η τεχνολογία εικονικοποίησης έχει βοηθήσει στην ενοποίηση των πόρων διακομιστή, καθιστώντας δυνατή την εκτέλεση πολλών απομονωμένων λειτουργικών συστημάτων σε έναν φυσικό διακομιστή, τα οποία θεωρούν ειλικρινά τους εαυτούς τους ανεξάρτητους. σε ξεχωριστό διακομιστή, με εικονικό υλικό. Ο πελάτης ως καταναλωτής δεν ενδιαφέρεται καθόλου για το σε τι υλοποιείται η υπηρεσία του, είτε πρόκειται για αλληλογραφία είτε για βάση δεδομένων, το κύριο πράγμα για αυτόν είναι το προϊόν, αλλά για τις επιχειρήσεις είναι πιο κερδοφόρο όταν, στο πλαίσιο ενός διακομιστή, θα μπορούσαν να στριμώξουν περισσότερες υπηρεσίες σε αυτό και να τις πουλήσουν στον πελάτη. Bala, ένα ακόμη πρόβλημα έχει λυθεί - υποστήριξη για παλιές εφαρμογές που είναι γραμμένες για κάποιο είδος Windows 95, αλλά θέλετε να ενημερώσετε, στο τέλος δημιουργείτε μια ξεχωριστή εικονική μηχανή με αυτήν και ζείτε με την ησυχία σας. Η μετάβαση από το ένα υλικό στο άλλο έχει γίνει ευκολότερη η μεταφορά πραγματοποιείται εν κινήσει χωρίς απενεργοποίηση, στις περισσότερες περιπτώσεις. Έτσι, εάν ένας φυσικός διακομιστής χαλάσει, θα μπορείτε να εκτελέσετε μια εικονική μηχανή σε άλλη χωρίς προβλήματα.

Παράδειγμα πραγματικής ζωής: Υπάρχει ένας διακομιστής HP που είναι 4 ετών και η εγγύησή του έχει λήξει. Μια ωραία μέρα, οι τροχοί του άρχισαν να καταρρέουν και η αντικατάσταση ενός από αυτά κόστισε 800 δολάρια. Για αυτά τα χρήματα αγοράσαμε 3 Samsung SSD evo 850, νιώστε τη διαφορά. Ως αποτέλεσμα, όλα τα ssds εγκαταστάθηκαν στον διακομιστή και μετατράπηκε σε έναν κεντρικό υπολογιστή εικονικοποίησης, όπου μεταφέρθηκαν σε αυτόν όλες οι ίδιες εικονικές μηχανές με τις ίδιες υπηρεσίες. Και αν υπήρχε απλώς ένας φυσικός διακομιστής, τότε όλα θα καλύπτονταν με μια χάλκινη λεκάνη. Η εικονικοποίηση μας έσωσε από μεγάλες αιμορροΐδες.

Ιστορία εικονικοποίησης

Η ιστορία αυτής της ιδέας και της τεχνολογίας ξεκίνησε στη μακρινή δεκαετία του '90, η VMware ήταν η πρώτη που την εφάρμοσε. Πρότεινε την επιλογή ότι οι πόροι ενός μεγάλου τέρατος θα μπορούσαν να μοιράζονται μεταξύ όλων και να ζουν αδερφικά, και έτσι εμφανίστηκε η έννοια του υπερεπιβάτη. Ένας hypervisor είναι ένα επίπεδο μεταξύ λειτουργικών συστημάτων και υλικού που βοηθά στην υλοποίηση της εικονικοποίησης. Στο VMware αυτή είναι η διαδικασία VMkernel.

Η εικονική υποδομή μοιάζει με αυτό: υπάρχει ένας κεντρικός υπολογιστής ESXi, στον οποίο υπάρχει ένα επίπεδο hepervisor VMware vSphere, πάνω από το οποίο υπάρχουν ήδη εικονικές μηχανές. Και όλες οι συνδέσεις FC, NFS, ISCSI πηγαίνουν μόνο στον κεντρικό υπολογιστή ESXi, ο οποίος δίνει το όλο θέμα στον hypervisor, όπου αναδιανέμει περαιτέρω τα πάντα στους πάσχοντες.

Παρακάτω είναι μια εικόνα του πώς φαίνεται η φυσική αρχιτεκτονική και εικονικοποίηση του vmware. Στη φυσική αρχιτεκτονική, το λειτουργικό σύστημα λειτουργεί πάνω από το υλικό. Λαμβάνοντας υπόψη την εικονικοποίηση vmware, όλα είναι λίγο διαφορετικά. Η διαφορά έγκειται στο επίπεδο ESXI hypervisor (VMware vSphare). VMware vSphare Σας επιτρέπει να εκκινείτε παρουσίες εικονικών μηχανών προσομοιώνοντας το υλικό για αυτές. Σε μια τέτοια υλοποίηση θα υπάρχει ένα διαφορετικό σχήμα για την επικοινωνία με τους πόρους. Θα μιλήσουμε για αυτό στο μέλλον.

Στον κόσμο της εικονικοποίησης, υπάρχει ένα πράγμα που δεν γίνεται ποτέ εικονικό, και αυτό είναι οι φίλοι Επεξεργαστής CPU. Η εικονικοποίηση vmware ή MS δεν μπορεί να το κάνει αυτό. Κατά την εκκίνηση μιας εικονικής μηχανής, ανάλογα με τις ρυθμίσεις, λαμβάνει έναν ή περισσότερους πυρήνες, η εικονική μηχανή κατανοεί τι τύπο CPU, έκδοση και συχνότητα έχει και στέλνει απευθείας όλες τις εντολές σε αυτήν. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να διανέμετε σωστά τους πυρήνες της CPU, έτσι ώστε οι εικονικές μηχανές να μην παρεμβαίνουν μεταξύ τους.

Όσον αφορά την εικονικοποίηση δικτύου, η κατάσταση μοιάζει με αυτή. Αν σκεφτούμε έναν φυσικό διακομιστή, τότε έχοντας έναν προσαρμογέα δικτύου, τον χρησιμοποιεί αποκλειστικά, με όλο το εύρος ζώνης. Λαμβάνοντας υπόψη την εικονική αρχιτεκτονική, δηλαδή έναν εικονικό μεταγωγέα στον οποίο συνδέονται εικονικοί προσαρμογείς δικτύου και ο εικονικός διακόπτης επικοινωνεί ήδη με έναν φυσικό προσαρμογέα δικτύου ή προσαρμογείς. Όλο το εύρος ζώνης μοιράζεται μεταξύ όλων των εικονικών μηχανών, αλλά οι προτεραιότητες μπορούν να διαμορφωθούν.

Απομένει να εξετάσουμε το υποσύστημα του δίσκου. Στα αριστερά είναι η κλασική κατάσταση με ένα σιδερένιο κεντρικό υπολογιστή, ανεξάρτητα από το λειτουργικό σύστημα, τα πάντα θα χρησιμοποιηθούν σε αποκλειστική λειτουργία. Λαμβάνοντας υπόψη το εικονικό σκληρούς δίσκους, εδώ είναι διαφορετικά. Κάθε λειτουργικό σύστημα πιστεύει ότι έχει έναν πραγματικό σκληρό δίσκο, αλλά στην πραγματικότητα είναι ένα αρχείο που βρίσκεται σε κοινόχρηστο χώρο αποθήκευσης, όπως τα αρχεία άλλων εικονικών μηχανών. Και δεν έχει σημασία ποιο πρωτόκολλο είναι συνδεδεμένη η αποθήκευση στον κεντρικό υπολογιστή.

Η λέξη "εικονικότητα" στο πρόσφαταέχει γίνει κάποιο είδος «μόδας» στο περιβάλλον πληροφορικής. Όλοι οι προμηθευτές υλικού και λογισμικού, όλες οι εταιρείες πληροφορικής φωνάζουν ομόφωνα ότι η εικονικοποίηση είναι δροσερή, σύγχρονη και τη χρειάζονται όλοι. Αλλά, ας, αντί να καθοδηγούμαστε από συνθήματα μάρκετινγκ (και μερικές φορές υπάρχουν τέτοια πράγματα που ο ίδιος ο Γκέμπελς θα πέθαινε από φθόνο), ας προσπαθήσουμε να δούμε αυτή τη μοντέρνα λέξη από την πλευρά των απλών «τεχνικών» και να αποφασίσουμε αν χρειαζόμαστε ή όχι.

Τύποι εικονικοποίησης

Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι η εικονικοποίηση χωρίζεται σε τρεις τύπους:

• Προβολή εικονικοποίησης
• Εικονικοποίηση εφαρμογής
• Εικονικοποίηση διακομιστή

ΜΕ προβολή εικονικοποίησηςπολλοί από εσάς γνωρίζετε: το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι το τερματικό Υπηρεσίες WindowsΥπηρέτης. Ο τερματικός διακομιστής παρέχει τους υπολογιστικούς του πόρους στους πελάτες και εφαρμογή πελάτηεκτελείται στον διακομιστή, αλλά ο πελάτης λαμβάνει μόνο μια «εικόνα», δηλαδή μια αναπαράσταση. Αυτό το μοντέλο πρόσβασης επιτρέπει, πρώτον, τη μείωση των απαιτήσεων για λογισμικό και υλικό από την πλευρά του πελάτη και, δεύτερον, μειώνει τις απαιτήσεις για εύρος ζώνηςδίκτυα, τρίτον, σας επιτρέπει να αυξήσετε την ασφάλεια. Όσον αφορά τον εξοπλισμό, ακόμη και smartphone ή παλιοί υπολογιστές έως Pentium 166 μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τερματικοί πελάτες, για να μην αναφέρουμε εξειδικευμένους thin clients. Υπάρχουν, για παράδειγμα, thin clients στον παράγοντα μορφής υποδοχής Legrand, τοποθετημένοι σε κουτί. Στους σταθμούς εργασίας πελάτη, αρκεί να εγκαταστήσετε μόνο μια οθόνη, πληκτρολόγιο και ποντίκι - και μπορείτε να εργαστείτε. Για να εργαστείτε με έναν τερματικό διακομιστή, δεν είναι απαραίτητο να έχετε σύνδεση υψηλής ταχύτητας στο τοπικό δίκτυο, ακόμη και μια σύνδεση χαμηλής ταχύτητας με εύρος ζώνης 15-20 kbit/s. τερματικές λύσειςείναι πολύ κατάλληλα για εταιρείες με δομή υψηλής διανομής (για παράδειγμα, αλυσίδες μικρών καταστημάτων). Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε thin clients, η ασφάλεια αυξάνεται σημαντικά, επειδή οι χρήστες μπορούν να έχουν τη δυνατότητα να εκτελούν μόνο ένα περιορισμένο σύνολο εφαρμογών και να εμποδίζεται η εγκατάσταση των δικών τους. εγγενείς εφαρμογές. Κατ 'αρχήν, το ίδιο μπορεί να γίνει με πλήρεις σταθμούς εργασίας πελάτη, αλλά χρησιμοποιώντας υπηρεσίες τερματικούΑυτό θα είναι πολύ πιο εύκολο να γίνει, ειδικά χωρίς να παρέχεται πρόσβαση σε ολόκληρη την επιφάνεια εργασίας, αλλά μόνο με τη δημοσίευση μεμονωμένων εφαρμογών (πιθανόν σε Citrix Metaframe/PS, καθώς και σε Windows Server 2008 και νεότερη έκδοση). Επιπλέον, καμία πληροφορία δεν μπορεί να αντιγραφεί σε ή από εξωτερικά μέσα, εκτός εάν αυτό επιτρέπεται ρητά στις ρυθμίσεις των υπηρεσιών Terminal Services. Δηλαδή, το πρόβλημα των "ιών σε μονάδες flash" εξαφανίζεται αυτόματα. Ένα άλλο αναμφισβήτητο πλεονέκτημα είναι η μείωση της πολυπλοκότητας της διαχείρισης: η ενημέρωση των εφαρμογών είναι απλοποιημένη (αρκεί να τις ενημερώσετε στον διακομιστή) και η εργασία των υπηρεσιών υποστήριξης απλοποιείται: μπορείτε να συνδεθείτε στην περίοδο σύνδεσης τερματικού οποιουδήποτε χρήστη από απόσταση χωρίς εγκατάσταση πρόσθετο λογισμικό.
Τέτοια συστήματα έχουν δύο μειονεκτήματα: πρώτον, την ανάγκη αγοράς πιο ισχυρών διακομιστών (αν και αυτό μπορεί να είναι φθηνότερο από πολλούς σταθμούς εργασίας πελατών με χαρακτηριστικά απόδοσης επαρκή για την εκτέλεση εφαρμογών τοπικά) και δεύτερον, η εμφάνιση ενός μόνο σημείου αστοχίας με τη μορφή έναν τερματικό διακομιστή. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται με τη χρήση συμπλεγμάτων ή διακομιστών, αλλά αυτό οδηγεί σε ακόμη μεγαλύτερη αύξηση του κόστους του συστήματος.

Εικονικοποίηση εφαρμογής– μια αρκετά ενδιαφέρουσα και σχετικά νέα κατεύθυνση. Δεν θα μιλήσω αναλυτικά εδώ, μιας και πρόκειται για ένα ολόκληρο ξεχωριστό άρθρο. Εν ολίγοις, η εικονικοποίηση εφαρμογών σας επιτρέπει να τρέξετε χωριστή εφαρμογήστο δικό του απομονωμένο περιβάλλον (μερικές φορές ονομάζεται sandbox). Αυτή η μέθοδος βοηθά στην επίλυση πολλών προβλημάτων. Πρώτον, και πάλι, ασφάλεια: μια εφαρμογή που εκτελείται σε απομονωμένο περιβάλλον δεν είναι ικανή να βλάψει το λειτουργικό σύστημα και άλλες εφαρμογές. Δεύτερον, όλες οι εικονικοποιημένες εφαρμογές μπορούν να ενημερωθούν κεντρικά από μία πηγή. Τρίτον, η εικονικοποίηση εφαρμογών σάς επιτρέπει να εκτελέσετε πολλές διαφορετικές εφαρμογές, σε διένεξη μεταξύ τους ή ακόμη και πολλές διαφορετικές εκδόσεις της ίδιας εφαρμογής. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με την εικονικοποίηση εφαρμογών μπορείτε να βρείτε, για παράδειγμα, σε αυτήν τη διαδικτυακή μετάδοση: www.techdays.ru/videos/1325.html Ίσως μια μέρα θα γράψω ακόμη και ένα άρθρο για αυτό το θέμα.

Και τέλος, ας προχωρήσουμε στο εικονικοποίηση διακομιστήκαι ας το δούμε αναλυτικά.
Η εικονικοποίηση διακομιστή είναι μια προσομοίωση λογισμικού που χρησιμοποιεί ειδικό λογισμικό υλικού υπολογιστή: επεξεργαστή, μνήμη, σκληρό δίσκο κ.λπ. Επιπλέον, μπορείτε να εγκαταστήσετε ένα λειτουργικό σύστημα σε έναν τέτοιο εικονικό υπολογιστή και θα λειτουργήσει σε αυτό με τον ίδιο τρόπο όπως σε έναν απλό, «σκληρό» υπολογιστή. Το πιο ενδιαφέρον πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η δυνατότητα εκτέλεσης πολλών εικονικών υπολογιστών μέσα σε ένα υλικό, ενώ όλοι οι εικονικοί υπολογιστές μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο. Σε τι μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτό;
Το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι ότι η εικονικοποίηση διακομιστή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σκοπούς εκπαίδευσης και δοκιμών. Για παράδειγμα, νέες εφαρμογές ή λειτουργικά λειτουργικά συστήματα μπορούν να ελεγχθούν πριν από την έναρξη παραγωγής σε εικονικό περιβάλλον, χωρίς την αγορά υλικού ειδικά για αυτό και χωρίς τον κίνδυνο να παραλυθεί η λειτουργία της υποδομής πληροφορικής εάν κάτι πάει στραβά.

Αλλά εκτός από αυτό, η εικονικοποίηση διακομιστή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον παραγωγής. Υπάρχουν πολλοί λόγοι για αυτό.
Η εικονικοποίηση σάς επιτρέπει να μειώσετε τον αριθμό των διακομιστών μέσω της ενοποίησης, δηλαδή, όπου προηγουμένως απαιτούνταν πολλοί διακομιστές, μπορείτε τώρα να εγκαταστήσετε έναν διακομιστή και να εκτελέσετε τον απαιτούμενο αριθμό επισκεπτών λειτουργικών συστημάτων σε εικονικό περιβάλλον. Αυτό θα σας επιτρέψει να εξοικονομήσετε κόστος αγοράς εξοπλισμού, καθώς και να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας και επομένως την απαγωγή θερμότητας του συστήματος - και, ως εκ τούτου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λιγότερο ισχυρά και, κατά συνέπεια, φθηνότερα συστήματα ψύξης. Έχει όμως και αυτό το μετάλλιο πίσω πλευρά, και όχι μόνος. Το γεγονός είναι ότι κατά την εφαρμογή λύσεων που βασίζονται στην εικονικοποίηση, πιθανότατα θα πρέπει να αγοράσετε νέους διακομιστές. Το θέμα είναι ότι εικονικούς διακομιστέςχρησιμοποιήστε τους πόρους υλικού του φυσικού διακομιστή και, κατά συνέπεια, θα χρειαστούν ισχυρότεροι επεξεργαστές και μεγαλύτεροι όγκοι ΕΜΒΟΛΟ, καθώς και ένα ταχύτερο υποσύστημα δίσκου και, πιθανότατα, μεγαλύτερο όγκο. Επιπλέον, ορισμένα συστήματα εικονικοποίησης (ιδίως το MS Hyper-V) απαιτούν από τον επεξεργαστή να υποστηρίζει τεχνολογίες εικονικοποίησης υλικού (Intel VT ή AMD-V) και ορισμένες άλλες λειτουργίες του επεξεργαστή. Πολλοί επεξεργαστές που κατασκευάζονταν μέχρι πρόσφατα, ιδιαίτερα - όλοι x86_32bit - δεν πληρούν αυτές τις απαιτήσεις, και επομένως οι παλιοί, αν και αρκετά λειτουργικοί, διακομιστές θα πρέπει να εγκαταλειφθούν. Ωστόσο, ένας ισχυρότερος διακομιστής πιθανότατα θα κοστίζει πολύ λιγότερο από αρκετούς λιγότερο ισχυρούς και οι παλαιότεροι διακομιστές πιθανότατα έχουν καθυστερήσει πολύ να αντικατασταθούν λόγω απαρχαιότητας.

Υπάρχει ένα άλλο πολύ σημαντικό σημείο: Η εικονικοποίηση διακομιστών σάς επιτρέπει να απλοποιήσετε τη διαχείριση της υποδομής στο όριο. Το κύριο πλεονέκτημα που θα εκτιμήσουν όλοι οι διαχειριστές συστήματος είναι η ικανότητα απομακρυσμένη πρόσβασηστην κονσόλα των εικονικών διακομιστών σε επίπεδο «υλισμικού», ή ακριβέστερα, «εικονικού υλικού», ανεξάρτητα από το εγκατεστημένο λειτουργικό σύστημα επισκέπτη και την κατάστασή του. Έτσι, για να επανεκκινήσετε έναν "παγωμένο" διακομιστή, δεν χρειάζεται πλέον να τρέχετε στο δωμάτιο του διακομιστή ή να αγοράζετε ακριβό εξοπλισμό όπως διακόπτες IP-KVM, απλά πρέπει να μεταβείτε στην κονσόλα εικονικού διακομιστή και να κάνετε κλικ στο κουμπί "Επαναφορά". Επιπλέον, οι εικονικοί διακομιστές υποστηρίζουν τεχνολογία στιγμιότυπων (σχετικά με αυτό, βλ. προηγούμενο άρθρο μου), καθώς και δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και ανάκτηση εικονικά συστήματαπολύ πιο εύκολο.

Ένα άλλο αναμφισβήτητο πλεονέκτημα είναι ότι το λειτουργικό σύστημα που εκτελείται μέσα σε μια εικονική μηχανή (guest OS) δεν έχει ιδέα τι εξοπλισμός είναι εγκατεστημένος στον φυσικό διακομιστή μέσα στον οποίο εκτελείται (host). Επομένως, κατά την αντικατάσταση υλικού, κατά την αναβάθμιση ή ακόμη και τη μετάβαση σε νέο διακομιστή, πρέπει να ενημερώσετε τα προγράμματα οδήγησης μόνο στο λειτουργικό σύστημα του ίδιου του κεντρικού υπολογιστή (host OS). Τα Guest λειτουργικά συστήματα θα λειτουργούν όπως πριν, αφού «βλέπουν» μόνο εικονικές συσκευές.

Επίσης, θα ήθελα να σας υπενθυμίσω ότι σε εικονικό περιβάλλον, ενδέχεται να ισχύουν ειδικοί κανόνες αδειοδότησης λογισμικού (ιδίως, η αγορά άδειας χρήσης για τον Microsoft Windows Server 2008 Enterprise σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε τέσσερα αντίγραφα του λειτουργικού συστήματος ως επισκέπτης δωρεάν και η Microsoft Το Windows Server 2008 Datacenter γενικά σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε απεριόριστο αριθμό επισκεπτών λειτουργικών συστημάτων που υπόκεινται σε πλήρη άδεια χρήσης από τον επεξεργαστή).

Είναι επίσης αδύνατο να μην αναφέρουμε τεχνολογίες ανοχής σφαλμάτων. Φυσικοί διακομιστές, στις οποίες εκκινούνται οι εικονικές μηχανές, μπορούν να συνδυαστούν σε ένα σύμπλεγμα και σε περίπτωση αστοχίας ενός από τους διακομιστές, μπορούν αυτόματα να «μεταφερθούν» σε έναν άλλο. Δεν είναι πάντα δυνατό να επιτευχθεί πλήρης ανοχή σφαλμάτων (ιδίως, στο MS Hyper-V μια τέτοια "αιφνίδια κίνηση" θα μοιάζει με την ίδια και θα έχει τις ίδιες πιθανές συνέπειες με μια ξαφνική διακοπή λειτουργίας διακομιστή), αλλά ο πιθανός χρόνος διακοπής λειτουργίας θα μειωθεί σημαντικά: η "μετακίνηση" διαρκεί αρκετά λεπτά, ενώ η επισκευή ή η αντικατάσταση του ίδιου του διακομιστή μπορεί να διαρκέσει ώρες ή και μέρες. Εάν η «μετακίνηση» των εικονικών μηχανών συμβαίνει ως συνήθως, τότε μπορεί να περάσει εντελώς απαρατήρητη από τους χρήστες. Τέτοιες τεχνολογίες ονομάζονται διαφορετικά από διαφορετικούς προμηθευτές, για παράδειγμα, η MS την αποκαλεί "Live Migration" και η VMware την αποκαλεί Vmotion. Η χρήση τέτοιων τεχνολογιών θα καταστήσει δυνατή την εκτέλεση εργασιών που σχετίζονται με τον τερματισμό λειτουργίας του διακομιστή (για παράδειγμα, αντικατάσταση ορισμένων στοιχείων υλικού ή επανεκκίνηση του λειτουργικού συστήματος μετά την εγκατάσταση κρίσιμων ενημερώσεων) κατά τις εργάσιμες ώρες και χωρίς να διώχνουν τους χρήστες από τις αγαπημένες τους εφαρμογές. Επιπλέον, εάν η υποδομή έχει κατασκευαστεί ανάλογα, οι εικονικές μηχανές που τρέχουν μπορούν να μετακινηθούν αυτόματα σε λιγότερο φορτωμένους διακομιστές ή, αντίθετα, να «ξεφορτωθούν» οι πιο φορτωμένοι. Σε υποδομές που βασίζονται σε τεχνολογίες της Microsoft, το System Center χρησιμοποιείται για αυτό Εικονική μηχανήΔιευθυντής και Διευθυντής Λειτουργιών.

Για να ολοκληρώσω το θέμα σχετικά με την εικονικοποίηση διακομιστή, θα ήθελα να σημειώσω ότι η εικονικοποίηση δεν είναι πάντα εξίσου χρήσιμη. Συγκεκριμένα, δεν θα είναι πάντα καλή ιδέα να μεταφέρετε διακομιστές με υψηλή φόρτωση, και ιδιαίτερα διακομιστές με υψηλή φόρτωση, σε ένα εικονικό περιβάλλον. υποσύστημα δίσκου- αυτά είναι "βαριά" DBMS, Exchange Server, ειδικά ο ρόλος Mailbox Server, και άλλες εφαρμογές με μεγάλη φόρτωση. Αλλά οι διακομιστές με μικρότερο φορτίο (ελεγκτές τομέα AD, WSUS, όλα τα είδη System Center * Manager, διακομιστές ιστού) μπορούν, ακόμη και πρέπει να εικονικοποιηθούν. Σημειώνω, παρεμπιπτόντως, ότι με τους ελεγκτές τομέα είναι πολύ επιθυμητό τουλάχιστον ένας από τους ελεγκτές να είναι "hardware", δηλαδή όχι εικονικός. Αυτό είναι απαραίτητο γιατί σωστή λειτουργίααπό ολόκληρη την υποδομή, είναι επιθυμητό όταν εκκινούνται όλοι οι άλλοι διακομιστές, τουλάχιστον ένα CD να είναι ήδη διαθέσιμο στο δίκτυο.

Περίληψη

Λοιπόν, ας συνοψίσουμε: τι είδους εικονικοποίηση μπορεί να είναι χρήσιμο πότε και ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.
Εάν έχετε πολλούς χρήστες που εργάζονται με το ίδιο σύνολο λογισμικού και το σύστημα είναι γεωγραφικά κατανεμημένο, τότε θα πρέπει να σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε εικονικοποίηση παρουσίασης, δηλαδή υπηρεσίες τερματικού.

Πλεονεκτήματα ενός τέτοιου συστήματος:

• Μειωμένες απαιτήσεις υλικού από την πλευρά του πελάτη
• Μειωμένες απαιτήσεις εύρους ζώνης δικτύου
• Αυξημένη ασφάλεια
• Σημαντικά απλοποιημένη διαχείριση και υποστήριξη

Ελαττώματα:

• Αυξανόμενες απαιτήσεις για διακομιστές, τόσο από άποψη απόδοσης όσο και αξιοπιστίας
• Πιθανό μεμονωμένο σημείο αποτυχίας

Εάν έχετε πολλές εφαρμογές που δεν λειτουργούν σωστά στο νέο λειτουργικό σύστημα ή έρχονται σε διένεξη μεταξύ τους ή πρέπει να εκτελέσετε πολλές εκδόσεις του ίδιου προγράμματος σε έναν υπολογιστή, τότε χρειάζεστε εικονικοποίηση σε επίπεδο εφαρμογής.

Φόντα:

• Ασφάλεια
• Ευκολία διαχείρισης - κεντρική ενημέρωση και διαφοροποίηση των δικαιωμάτων πρόσβασης στις εφαρμογές

Ελαττώματα:

• Κάποια δυσκολία στην κατανόηση των τεχνολογιών και στην πρακτική εφαρμογή.

Εάν πρέπει να ελευθερώσετε χώρο στο ράφι, να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας των συστημάτων, να απαλλαγείτε από τον "ζωολογικό κήπο του διακομιστή" - τότε η λύση σας είναι η εικονικοποίηση διακομιστή.

Πλεονεκτήματα αυτής της λύσης:

• Εξοικονόμηση χώρου στο ράφι
• Μειωμένη κατανάλωση ενέργειας και παραγωγή θερμότητας
• Απλοποιημένη διαχείριση
• Ευρείες δυνατότητες για αυτοματοποίηση ανάπτυξης και διαχείρισης διακομιστή
• Μείωση του αναγκαστικού και προγραμματισμένου χρόνου διακοπής λειτουργίας του συστήματος λόγω συμπλεγμάτων ανακατεύθυνσης και ζωντανής μετεγκατάστασης
• Επιτρέπει (κατά τη χρήση του Microsoft Windows Server OS) την αποθήκευση σε άδειες λειτουργικού συστήματος επισκέπτη

Τα μειονεκτήματα είναι, κατ' αρχήν, τα ίδια με εκείνα των τερματικών λύσεων:

• Αύξηση των απαιτήσεων υλικού διακομιστή
• Πιθανό μεμονωμένο σημείο αποτυχίας – φυσικός κεντρικός υπολογιστής και λειτουργικό σύστημα κεντρικού υπολογιστή

Ελπίζω το άρθρο μου να είναι χρήσιμο σε κάποιον. Η ευγνωμοσύνη και η εποικοδομητική κριτική, όπως πάντα, μπορούν να εκφραστούν στα σχόλια.