Идея одновременного использования вычислительных ресурсов одной машины появилась еще в середине прошлого века. В 1960-е она нашла свою реализацию в виде таймшеринга. В результате развития эта концепция положила начало технологии, которая сейчас повсеместно используется бизнесом, государственными предприятиями и научными учреждениями. Что такое виртуализация и как это работает — рассказываем в этой статье.
Что такое виртуализация
Виртуализация — это процесс представления чего-то физического в программном (виртуальном) виде.
Серверная виртуализация
Чаще всего термин «виртуализация» применяется к серверам. Виртуализация серверов — это процесс, при котором с помощью специализированного ПО ресурсы физического сервера разделяются на логически изолированные виртуальные серверы (виртуальные машины, ВМ). При этом слой серверных мощностей от пользователя ВМ скрыт — он видит только свои виртуальные машины с выделенными им ресурсами (vCPU, RAM, дисковое пространство и пр.). Аппаратное обеспечение — процессор, диски, ОЗУ — в виртуальном сервере эмулируются.
Проще говоря: один или несколько физических серверов с помощью технологии виртуализации можно «нарезать» на множество виртуальных серверов поменьше, каждому из которых будет выделено нужное количество ядер, требуемый объем оперативной памяти и дискового пространства.
Суть технологии виртуализации
Если мы используем bare-metal сервер без виртуализации, на нем можно запустить только одну операционную систему. Эта серверная ОС будет единолично использовать все доступные ресурсы сервера — процессор, ОЗУ, накопитель и другие.
В случае с виртуализацией сервера на каждую ВМ можно установить отдельную ОС. При этом у каждой операционной системы может быть кастомный набор программного обеспечения, свои настройки и параметры. Друг друга эти ОС увидеть никак не могут, так как на логическом уровне виртуальные серверы изолированы и ведут себя как обычные «железные» машины.
Для виртуализации серверов используются специальные программы — гипервизоры. Именно благодаря гипервизору виртуальные машины видят нужный объем ресурсов физического сервера и «считают» его своим.
Увеличить
Типы гипервизоров
- Гипервизор I типа
- Гипервизор II типа
Устанавливается прямо на «голый» физический сервер и не требует предварительной установки какой-либо операционной системы. Его называют аппаратным или bare-metal гипервизором. К первому типу относятся ESXi, Hyper-V и KVM.
Устанавливается поверх какой-либо операционной системы. Гипервизоры второго типа — OpenVZ, VMware Workstation и Oracle VirtualBox.
Увеличить
В бизнес-среде чаще всего используются гипервизоры первого типы. Своеобразным отраслевым стандартом стали технологии VMware, в частности, гипервизор VMware ESXi и другие продукты компании.
Что дает виртуализация серверов
- Оптимизация потребления вычислительных ресурсов
- Снижение потребности в расширении парка серверов
- Сокращение расходов на эксплуатацию ИТ-оборудования
- Повышение доступности бизнес-приложений
- Упрощение работы с ИТ-средой
До появления технологии виртуализации под каждую задачу приходилось выделять отдельное оборудование. Например, один сервер играл роль веб-движка, на котором размещался корпоративный сайт, а для других бизнес-приложений приходилось выделять другие машины. В результате какое-то оборудование попросту не доутилизировалось, а некоторые серверы, наоборот, перегружались. Виртуализация позволила решить эту проблему: инфраструктура виртуальных машин позволяет равномерно распределить нагрузку между ВМ и выделить под каждую задачу оптимальное количество ресурсов.
Эта возможность следует из предыдущего пункта. Чем эффективнее используется оборудование, тем реже придется закупать новое и расширять парк серверов. С учетом того, что сервер может стоить не один миллион, экономия весьма существенна.
Тут все просто: меньше серверов — меньше затрат на электроэнергию, охлаждение локального ЦОД или серверов.
Сервис, запущенный на физической машине, работает ровно до тех пор, пока «жив» этот сервер. Если с ним что-то случится — отключится электропитание, произойдет программный или аппаратный сбой — работа сервиса тоже будет остановлена. С виртуализацией такие ситуации исключены. Большинство провайдеров предлагают своим клиентам отказоустойчивые кластеры. Если на одном узле HA-кластера возникнет проблема, виртуальные машины будут перенесены на рабочие хосты.
Когда оборудование виртуализировано, на администрирование ИТ-систем требуется намного меньше ресурсов (читай — технических специалистов). К тому же виртуальные среды можно обслуживать удаленно.
Где сегодня используется виртуализация
Наиболее активное применение технологии виртуализации нашли в бизнесе.
Некоторые компании строят облака самостоятельно. Непосредственно парк физических серверов может располагаться как в собственной серверной на территории компании, так и, например, в арендованном ЦОДе. Все мощности такого частного облака компания будет использовать исключительно под свои нужды.
IaaS-провайдеры же, наоборот, строят облака и предоставляют виртуальные ресурсы всем желающим. Соответственно, любая компания, которая нуждается в ИТ-мощностях, может просто арендовать их требуемый объем и разместить в облаке свои приложения, сервисы и данные.
