Віртуалізація – це технологія, яку можна використовувати для створення віртуальних уявлень серверів, сховищ, мереж та інших фізичних пристроїв. Віртуальне програмне забезпечення наслідує функції фізичного обладнання для одночасної роботи віртуальних машин на одній фізичній машині. Підприємства застосовують віртуалізацію, щоб ефективно використовувати апаратні ресурси та отримувати додатковий прибуток від інвестицій у них. Також вона забезпечує роботу хмарних обчислювальних сервісів, які допомагають організаціям ефективно управляти архітектурою.
Чому віртуалізація – це важливо?
Використовуючи віртуалізацію, ви можете взаємодіяти з будь-яким апаратним ресурсом із більшою гнучкістю. Фізичні сервери споживають електроенергію, займають місце для зберігання та потребують обслуговування. Доступ до них часто обмежується фізичною близькістю та дизайном мережі. Віртуалізація дозволяє усунути всі ці обмеження шляхом абстрагування функціональних можливостей фізичного обладнання програмного забезпечення. Ви можете контролювати, обслуговувати та використовувати свою апаратну інфраструктуру як веб-додаток.
Приклад віртуалізації
Розглянемо компанію, якій необхідні сервери для виконання трьох функцій:
- безпечне зберігання корпоративної електронної пошти;
- запуск клієнтських програм;
- запуск внутрішніх бізнес-додатків.
Кожна з цих функцій має різні вимоги до конфігурації.
- Програми електронної пошти потребують великого обсягу сховища та операційної системи Windows.
- Для клієнтських програм потрібна операційна система Linux та висока обчислювальна потужність для обробки великих обсягів трафіку веб-сайту.
- Для внутрішніх бізнес-додатків потрібен iOS та великий обсяг внутрішньої пам’яті (ОЗУ).
Щоб відповідати цим вимогам, компанія встановлює три різні виділені фізичні сервери для кожної програми. Компанія має робити великі початкові інвестиції та виконувати поточне обслуговування та модернізацію однієї машини за раз. Крім того, компанія не може оптимізувати свої обчислювальні потужності. Вона оплачує 100% вартості обслуговування серверів, але використовує лише частину їх потужностей зберігання та обробки.
Ефективне використання апаратного забезпечення
За допомогою віртуалізації компанія створює три цифрові сервери або віртуальні машини на одному фізичному сервері. Вона визначає вимоги до ОС для віртуальних машин і може використовувати їх як фізичні сервери. Однак тепер у компанії менше апаратного забезпечення та менше пов’язаних із цим витрат.
Інфраструктура як послуга
Компанія може піти ще далі та використовувати хмарні інстанси (віртуальні машини від хмарних постачальників, що керують всім базовим обладнанням), і компанія може обирати серверні ресурси з різними конфігураціями. Всі програми працюють на цих віртуальних серверах, і користувачі не помічають жодної різниці. Управління сервером також стає простішим для ІТ-команд компанії.
Принцип роботи та ключові поняття віртуалізації
Щоб правильно зрозуміти віртуальну машину на основі ядра (KVM), спочатку необхідно зрозуміти деякі базові концепції віртуалізації. Віртуалізація – це процес, який дозволяє комп’ютеру спільно використовувати свої апаратні ресурси з декількома середовищами, розділеними цифровим способом. Кожне віртуалізоване середовище працює в межах виділених ресурсів, таких як пам’ять, обчислювальна потужність та сховище. Завдяки віртуалізації організації можуть перемикатися між різними операційними системами на одному сервері без перезавантаження.
Віртуальні машини та гіпервізори – це дві важливі концепції віртуалізації.
Віртуальна машина
Віртуальна машина – це програмно-визначуваний комп’ютер, що працює на фізичному комп’ютері з окремою операційною системою та обчислювальними ресурсами. Фізичний комп’ютер називається хост-машиною, а віртуальні машини – гостьовими машинами. На одній фізичній машині може працювати кілька віртуальних машин. Віртуальні машини абстрагуються від апаратного забезпечення комп’ютера за допомогою гіпервізора.
Гіпервізор
Гіпервізор – це програмний компонент, що керує кількома віртуальними машинами на комп’ютері. Це гарантує, що кожна віртуальна машина отримує виділені ресурси та не заважає роботі інших віртуальних машин. Існує два типи гіпервізорів.
Гіпервізор – це програмне забезпечення для віртуалізації, яке встановлюється на комп’ютери. Це програмний рівень, який діє як посередник між віртуальними машинами та базовим обладнанням чи операційною системою хоста. Гіпервізори координують доступ до фізичного середовища, щоб кілька віртуальних машин мали доступ до власної частки фізичних ресурсів.
Наприклад, якщо віртуальній машині потрібні обчислювальні ресурси, такі як обчислювальна потужність комп’ютера, запит спочатку надсилається гіпервізору. Потім гіпервізор передає запит до базового обладнання, яке виконує завдання.
Нижче наведено два основних типи гіпервізорів.
Гіпервізори першого типу
Гіпервізори першого типу, також відомі як гіпервізори без операційної системи, – це програми-гіпервізори, встановлені безпосередньо на апаратному забезпеченні комп’ютера, а не на операційній системі. Тому гіпервізори першого типу мають більш високу продуктивність і зазвичай використовуються в корпоративних додатках. KVM використовує гіпервізор першого типу для хостингу кількох віртуальних машин операційної системи Linux.
Гіпервізори другого типу
Гіпервізори другого типу працюють як додаток на комп’ютерному обладнанні з операційною системою. Гіпервізори другого типу підходять для обчислювальних можливостей кінцевих користувачів.
Порівняння хмарних інстансів та віртуальних машин
Фрази «інстанс» та «віртуальна машина» (VM) часто використовуються як синоніми, особливо коли йдеться про хмарні обчислення. Однак є і відмінності: програмна симуляція реального комп’ютера називається віртуальною машиною. Подібно до реального комп’ютера, вона запускає операційну систему (ОС) та програми. Програмне забезпечення для віртуалізації створює віртуальні машини (VM), що дозволяє працювати багатьом віртуальним машинам на одному фізичному комп’ютері (хості).
Інстансом зазвичай називають віртуальний сервер, який забезпечується та керується хмарним провайдером. Хоча інстанси та віртуальні машини (VM) ідентично запускають операційні системи та програми, інстанси зазвичай створюються з використанням попередньо налаштованих шаблонів, які надає хмарний провайдер. Інстанси керуються через API або хмарну консоль управління і є частиною ширшої хмарної інфраструктури.
Переваги віртуалізації
Віртуалізація надає низку переваг для будь-якої організації.
Ефективне використання ресурсів
Віртуалізація підвищує ефективність апаратних ресурсів, що використовуються у центрах обробки даних. Наприклад, замість того, щоб запускати один сервер в одній комп’ютерній системі, можна створити пул віртуальних серверів у тій же комп’ютерній системі, використовуючи та повертаючи сервери в пул у міру потреби. Завдяки меншій кількості базових фізичних серверів можна звільнити місце в центрі обробки даних та заощадити гроші на електриці, генераторах та охолоджуючих пристроях.
Автоматизоване управління ІТ
Тепер коли фізичні комп’ютери стали віртуальними, з’явилася можливість керувати ними за допомогою програмних інструментів. Адміністратори створюють програми розгортання та налаштування для визначення шаблонів віртуальних машин. Ви можете постійно і послідовно дублювати свою інфраструктуру і уникати ручного налаштування, схильного до помилок.
Швидке аварійне відновлення
Коли такі події, як стихійні лиха чи кібератаки негативно позначаються на бізнес-операціях, відновлення доступу до ІТ-інфраструктури, а також заміна або ремонт фізичних серверів можуть зайняти години або навіть дні. А у віртуалізованому середовищі цей процес займає лише кілька хвилин. Оперативне реагування значно підвищує відмовостійкість і сприяє безперервності бізнес-процесів, щоб операції могли продовжуватися за розкладом.
Які типи віртуалізації існують?
Технологію віртуалізації можна використовувати, щоб отримати функції безлічі різних типів фізичної інфраструктури та всі переваги віртуалізованого середовища. Можна вийти за межі віртуальних машин та створити колекцію віртуальних ресурсів у своєму віртуальному середовищі.
Віртуалізація серверів
Віртуалізація серверів – це процес поділу фізичного сервера на кілька віртуальних. Це ефективний та економічний спосіб використання серверних ресурсів та розгортання ІТ-сервісів в організації. Без віртуалізації серверів фізичні сервери використовують лише невелику частину своїх обчислювальних потужностей, у результаті пристрої простоюють.
Віртуалізація сховища
Віртуалізація сховища поєднує функції таких фізичних пристроїв зберігання даних, як мережеві пристрої зберігання даних (NAS) і мережі зберігання даних (SAN). Ви можете об’єднати обладнання для зберігання даних у центрі обробки даних, навіть якщо воно від різних виробників або різних типів. Віртуалізація сховища використовує всі ваші фізичні носії даних та створює велике віртуальне сховище, яке можна призначати та контролювати за допомогою ПЗ для керування. ІТ-адміністратори можуть оптимізувати операції зберігання, такі як архівування, резервне копіювання та відновлення завдяки можливості віртуального об’єднання декількох мережевих пристроїв зберігання в одне.
Віртуалізація мережі
Будь-яка комп’ютерна мережа складається з таких апаратних елементів, як комутатори, маршрутизатори та брандмауери. Організація, що має відділення у різних географічних регіонах, може використовувати декілька різних мережевих технологій, які разом утворюють корпоративну мережу. Віртуалізація мережі – це процес об’єднання всіх цих мережевих ресурсів для забезпечення централізованого виконання адміністративних завдань. Адміністратори можуть налаштовувати та контролювати ці елементи віртуально, не торкаючись фізичних компонентів, що дозволяє суттєво спростити керування мережею.
Далі подано два підходи до віртуалізації мережі.
Програмно-визначені мережі
Програмно-визначені мережі (SDN) управляють маршрутизацією трафіку, переймаючи управління маршрутизацією з маршрутизації даних у фізичному середовищі. Наприклад, для забезпечення стабільної якості дзвінків на всіх онлайн-нарадах можна запрограмувати свою систему таким чином, щоб трафік відеодзвінків мав пріоритет над трафіком додатків.
Віртуалізація мережевих функцій
Технологія віртуалізації мережевих функцій поєднує функції таких мережевих пристроїв, як брандмауери, балансувальники навантаження і аналізатори трафіку, що працюють разом для підвищення продуктивності мережі.
Віртуалізація даних
Сучасні організації збирають дані з кількох джерел та зберігають їх у різних форматах. Вони також можуть зберігати дані в різних місцях, наприклад, у хмарній інфраструктурі та локальному центрі обробки даних. Віртуалізація даних створює програмний рівень між цими даними та додатками, які їх потребують. Інструменти віртуалізації даних обробляють запити даних додатків та повертають результати у відповідному форматі. Таким чином, організації використовують рішення віртуалізації даних для підвищення гнучкості інтеграції даних та забезпечення підтримки міжфункціонального аналізу даних.
Віртуалізація програм
Віртуалізація програм дозволяє їм працювати в операційних системах, відмінних від тих, для яких вони були розроблені. Наприклад, користувачі можуть запускати програму Microsoft Windows на Linux, не змінюючи її конфігурацію. Для досягнення віртуалізації програм дотримуйтесь наведених нижче рекомендацій.
- Потокова передача програм. Користувачі виконують потокову передачу програми з віддаленого сервера, тому вона запускається лише на пристрої кінцевого користувача, коли це потрібно.
- Віртуалізація серверних програм. Користувачі можуть отримати доступ до віддаленої програми зі свого браузера або інтерфейсу клієнта, не встановлюючи його.
- Віртуалізація локальних програм. Код програми поставляється з власним середовищем для забезпечення запуску у всіх операційних системах без змін.
Віртуалізація робочих столів
Більшість організацій мають нетехнічний персонал, який використовує настільні операційні системи для запуску звичайних бізнес-додатків. Зокрема, це можуть бути такі співробітники, як:
- служба підтримки клієнтів, яка потребує настільних комп’ютерів з Windows 11 і ПЗ для управління взаємовідносинами з клієнтами;
- маркетингова команда, яка потребує Windows 10 для додатків для продажу.
Ви можете використовувати віртуалізацію робочих столів для запуску різних настільних операційних систем на віртуальних машинах, до яких ваші команди можуть отримати віддалений доступ. Цей тип віртуалізації забезпечує ефективність та безпеку керування робочими столами, що дозволяє заощадити гроші на настільному обладнанні. Нижче наведено типи віртуалізації робочих столів.
Інфраструктура віртуальних робочих столів
Інфраструктура віртуальних робочих столів запускає віртуальні робочі столи на віддаленому сервері. Користувачі можуть отримати доступ до них за допомогою клієнтських пристроїв.
Віртуалізація локальних робочих столів
Віртуалізація локальних робочих столів має на увазі запуск гіпервізорів на локальних комп’ютерах та створення віртуальних комп’ютерів з іншою операційною системою. Між локальним та віртуальним середовищем можна перемикатися так само, як і між програмами.
Чим віртуалізація відрізняється від хмарних обчислень?
Під хмарними обчисленнями розуміється доставка обчислювальних ресурсів на вимогу через Інтернет із оплатою за фактом використання. Замість купівлі, обслуговування фізичних центрів обробки даних та володіння ними ви можете отримувати доступ до технологічних сервісів, таких як обчислювальні потужності, сховища та бази даних через постачальників хмарних сервісів у міру необхідності.
Технологія віртуалізації сприяє реалізації хмарних обчислень. Постачальники хмарних послуг створюють та обслуговують власні центри обробки даних. Вони створюють різні віртуальні середовища, які використовують базові апаратні ресурси. Потім ви можете запрограмувати свою систему для отримання доступу до цих хмарних ресурсів за допомогою API. Ваші потреби в інфраструктурі можуть бути задоволені як повністю керований сервіс.
Чим віртуалізація серверів відрізняється від контейнеризації?
Контейнеризація – це спосіб розгортання коду програми для запуску в будь-якому фізичному або віртуальному середовищі без змін. Розробники пов’язують код програми з відповідними бібліотеками, конфігураційними файлами та іншими залежностями, які необхідні коду для запуску. Цей єдиний пакет програмного забезпечення, який називається контейнером, може працювати незалежно на будь-якій платформі. Контейнеризація – це тип віртуалізації додатків.
Віртуалізація серверів нагадує будівництво дороги для з’єднання двох місць. Необхідно відтворити все віртуальне середовище, а потім запустити в ньому свою програму. Для порівняння, контейнеризація нагадує створення вертольота, який може прилетіти до будь-якого з цих місць. Ваша програма знаходиться всередині контейнера і може працювати у фізичному або віртуальному середовищі будь-якого типу.
Зацікавлені у впроваджені рішень віртуалізації, міграції у хмару або побудові наземної інфраструктури? Wise IT є офіційним партнером найбільших постачальників IT-рішень для бізнесу! Отримайте безкоштовну консультацію вже сьогодні: