Студопедия
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Віртуалізація серверів

Читайте также:
  1. Переваги Blade – серверів

Сьогодні, говорячи про технології віртуалізації, як правило, мають на увазі віртуалізацію серверів, так як остання стає найбільш популярним рішенням на ринку IT. Віртуалізація серверів має на увазі запуск на одному фізичному сервері декількох віртуальних серверів. Віртуальні машини або сервера являють собою програми, запущені на хостовій операційній системі, які емулюють фізичні пристрої сервера. На кожній віртуальній машині може бути встановлена ​​операційна система, на яку можуть бути встановлені додатки і служби. Типові представники це продукти VmWare (ESX, Server, Workstation) і Microsoft (Hyper -V, Virtual Serer, Virtual PC).

 

 

Рисунок 7.3 – Віртуалізація серверів

 

Центри обробки даних використовують великий простір і величезну кількість енергії, особливо якщо додати до цього супроводжуючі їх системи охолодження та інфраструктуру. Засобами технологій віртуалізації виконується консолідація серверів, розташованих на великій кількості фізичних серверів у вигляді віртуальних машин на одному високопродуктивному сервері.

Число фізичних машин, необхідних для роботи в якості серверів зменшується, що знижує кількість енергії, необхідної для роботи машин і простір, необхідний для їх розміщення. Скорочення в кількості серверів і просторі зменшує кількість енергії, необхідної для їх охолодження. При меншій витраті енергії виробляється менша кількість вуглекислого газу. Даний показник, наприклад в Європі, має досить важливу роль.

Важливим чинником є ​​фінансова сторона. Віртуалізація є важливим моментом економії. Віртуалізація не тільки зменшує потребу в придбанні додаткових фізичних серверів, але і мінімізує вимоги до їх розміщення. Використання віртуального сервера надає переваги по швидкості впровадження, використання та управління, що дозволяє зменшити час очікування розгортання якого проекту.

Не так давно з'явилися моделі останнього покоління процесорів в архітектурі x86 корпорацій AMD і Intel, де виробники вперше додали технології апаратної підтримки віртуалізації. До цього віртуалізація підтримувалася програмно, що природно приводила до великих накладних витрат продуктивності.

Для персональних комп’ютерів вісімдесятих років двадцятого століття – проблема віртуалізації апаратних ресурсів, здавалося б, не існувала за визначенням, оскільки кожен користувач отримував в своє розпорядження весь комп'ютер зі своєю ОС. Але у міру зростання потужності ПК і розширення сфери застосування x86 – систем ситуація швидко змінилася. " Діалектична спіраль " розвитку зробила свій черговий виток, і на рубежі століть розпочався черговий цикл посилення доцентрових сил по концентрації обчислювальних ресурсів. На початку нинішнього десятиліття на тлі зростаючої зацікавленості підприємств у підвищенні ефективності своїх комп'ютерних засобів стартував новий етап розвитку технологій віртуалізації, який зараз переважно пов'язується саме з використанням архітектури x86.

Зазначимо, що хоча в ідеях x86 – віртуалізації в теоретичному плані начебто нічого невідомого раніше не було, йшлося про якісно новий для ІТ – галузі явищі в порівнянні з ситуацією 20 – річної давності. Справа в тому, що в апаратно – програмній архітектурі мейнфреймів і Unix – комп'ютерів питання віртуалізації відразу вирішувалися на базовому рівні апаратному рівні. Система ж x86 будувалася зовсім не з розрахунку на роботу в режимі датацентрів, і її розвиток у напрямку віртуалізації – це досить складний еволюційний процес з безліччю різних варіантів вирішення завдання.

Важливий момент полягає також в якісно різних бізнес – моделях розвитку мейнфреймів і x86. У першому випадку мова йде фактично про моновендорном програмно – апаратному комплексі для підтримки досить обмеженого кола прикладного ПЗ для досить вузького кола великих замовників. У другому – ми маємо справу з децентралізованим співтовариством виробників техніки, постачальників базового ПЗ і величезною армією розробників прикладного програмного забезпечення.

Використання коштів x86 – віртуалізації почалося наприкінці 90 – х з робочих станцій: одночасно із збільшенням кількості версій клієнтських ОС постійно зростала і кількість людей (розробників ПЗ, фахівців з технічної підтримки, експертів), яким потрібно було на одному ПК мати відразу кілька копій різних ОС.

Віртуалізація для серверної інфраструктури стала застосовуватися трохи пізніше, і пов'язано це було, перш за все, з вирішенням завдань консолідації обчислювальних ресурсів. Але тут відразу сформувалося два незалежних напрямки:

• підтримка неоднорідних операційних середовищ (в тому числі, для роботи успадкованих додатків). Цей випадок найбільш часто зустрічається в рамках корпоративних інформаційних систем. Технічно проблема вирішується шляхом одночасної роботи на одному комп'ютері декількох віртуальних машин, кожна з яких включає примірник операційної системи. Але реалізація цього режиму виконувалася за допомогою двох принципово різних підходів: повної віртуалізації і паравіртуалізації; •

• підтримка однорідних обчислювальних середовищ увазі ізоляцію служб в рамках одного примірника ядра операційної системи (віртуалізація на рівні ОС), що найбільш характерно для хостингу додатків провайдерами послуг. Звичайно, тут можна використовувати і варіант віртуальних машин, але набагато ефективніше створення ізольованих контейнерів на базі одного ядра однієї ОС.

Наступний життєвий етап технологій x86 – віртуалізації стартував у 2004 – 2006 рр.. і був пов'язаний з початком їх масового застосування в корпоративних системах. Відповідно, якщо раніше розробники в основному займалися створенням технологій виконання віртуальних середовищ, то тепер на перший план стали виходити завдання управління цими рішеннями та їх інтеграції в загальну корпоративну ІТ – інфраструктуру. Одночасно позначилося помітне підвищення попиту на віртуалізацію з боку персональних користувачів (але якщо в 90 – х це були розробники і тестери, то зараз мова вже йде про кінцевих користувачів як професійних, так і домашніх).

Багато труднощів і проблем розробки технологій віртуалізації пов'язані з подоланням успадкованих особливостей програмно – апаратної архітектури x86. Для цього існує кілька базових методів:

Повна віртуалізація (Full, Native Virtualization). Використовуються не модифіковані екземпляри гостьових операційних систем, а для підтримки роботи цих ОС служить загальний шар емуляції їх виконання поверх хостової ОС, в ролі якої виступає звичайна операційна система. Така технологія застосовується, зокрема, в VMware Workstation, VMware Server (колишній GSX Server, Parallels Desktop, Parallels Server, MS Virtual PC, MS Virtual Server, Virtual Iron. До переваг даного підходу можна зарахувати відносну простоту реалізації, універсальність і надійність рішення; всі функції управління бере на себе хост -ОС. Недоліки – високі додаткові накладні витрати на використовувані апаратні ресурси, відсутність обліку особливостей гостьових ОС, менша, ніж потрібно, гнучкість у використанні апаратних засобів.

 

Рисунок 7.4 – Повна віртуалізація

 

Паравіртуалізації (paravirtualization). Модифікація ядра гостьової ОС виконується таким чином, що в неї включається новий набір API, через який вона може безпосередньо працювати з апаратурою, не конфліктуючи з іншими віртуальними машинами. При цьому немає необхідності задіяти повноцінну ОС в якості хостового ПО, функції якого в даному випадку виконує спеціальна система, що отримала назву гіпервізора (hypervisor). Саме цей варіант є сьогодні найбільш актуальним напрямком розвитку серверних технологій віртуалізації і застосовується в VMware ESX Server, Xen (і рішеннях інших постачальників на базі цієї технології), Microsoft Hyper -V. Переваги даної технології полягають у відсутності потреби в хостової ОС – ВМ, встановлюються фактично на " голе залізо ", а апаратні ресурси

 

 

Рисунок 7.5 – Паравіртуалізації

 

Віртуалізація на рівні ядра ОС (operating system – level virtualization). Цей варіант передбачає використання одного ядра хостової ОС для створення незалежних паралельно працюючих операційних середовищ. Для гостьового ПО створюється тільки власне мережеве та апаратне оточення. Такий варіант використовується в Virtuozzo (для Linux і Windows), OpenVZ (безкоштовний варіант Virtuozzo) і Solaris Containers. Переваги – висока ефективність використання апаратних ресурсів, низькі накладні технічні витрати, відмінна керованість, мінімізація витрат на придбання ліцензій. Недоліки – реалізація тільки однорідних обчислювальних середовищ.

 

 

Рисунок 7.6 – Віртуалізація на рівні ОС

 

Віртуалізація додатків має на увазі застосування моделі сильної ізоляції прикладних програм з керованою взаємодією з ОС, при якій віртуалізується кожен екземпляр додатків, всі його основні компоненти: файли (включаючи системні), реєстр, шрифти, INI – файли, COM – об'єкти, служби. Додаток виповнюється без процедури інсталяції в традиційному її розумінні і може запускатися прямо з зовнішніх носіїв (наприклад, з флеш – карт або з мережевих папок). З точки зору ІТ – відділу, такий підхід має очевидні переваги: прискорення розгортання настільних систем і можливість управління ними, зведення до мінімуму не тільки конфліктів між додатками, а й потреби у тестуванні додатків на сумісність. Дана технологія дозволяє використовувати на одному комп'ютері, а точніше в одній і тій же операційній системі кілька несумісних між собою додатків одночасно. Віртуалізація додатків дозволяє користувачам запускати одне і теж заздалегідь сконфігуровантй додаток або групу додатків з сервера. При цьому додатки будуть працювати незалежно один від одного, не вносячи жодних змін в операційну систему. Фактично саме такий варіант віртуалізації використовується в Sun Java Virtual Machine, Microsoft Application Virtualization (раніше називався Softgrid), Thinstall (на початку 2008 р. увійшла до складу VMware), Symantec / Altiris.

 

 

Рисунок 7.7 – Віртуалізація додатків

 

Віртуалізація уявлень (робочих місць) Віртуалізація уявлень має на увазі емуляцію інтерфейсу користувача. Тобто користувач бачить додаток і працює з ним на своєму терміналі, хоча насправді додаток виконується на віддаленому сервері, а користувачеві передається лише картинка віддаленої програми. Залежно від режиму роботи користувач може побачити віддалений робочий стіл і запущене на ньому додаток, або тільки саме вікно програми.

 

 

Рисунок 7.8 – Віртуалізація уявлень

 

Потреби бізнесу змінюють наше уявлення про організацію робочого процесу. Персональний комп'ютер, який став за останні десятиліття невід'ємним атрибутом офісу і засобом виконання більшості офісних завдань, перестає встигати за зростаючими потребами бізнесу. Реальним інструментом користувача виявляється програмне забезпечення, яке лише прив'язане до ПК, роблячи його посередником корпоративної інформаційної системи. В результаті активний розвиток отримують «хмарні» обчислення, коли користувачі мають доступ до власних даних, але не управляють і не замислюються про інфраструктуру, операційну систему і власне програмне забезпечення, з яким вони працюють.

Разом з тим, із зростанням масштабів організацій, використання в ІТ – інфраструктурі користувацьких ПК викликає ряд складнощів:

• великі операційні витрати на підтримку комп'ютерного парку;

• складність, пов'язана з управлінням настільними ПК;

• забезпечення користувачам безпечного і надійного доступу до ПЗ і додаткам необхідним для роботи;

• технічний супровід користувачів;

• встановлення та оновлення ліцензій на ПЗ і технічне обслуговування;

• резервне копіювання і т.д.

Втікти від цих складнощів і скоротити витрати, пов'язані з їх вирішенням, можливо завдяки застосуванню технології віртуалізації робочих місць співробітників на базі інфраструктури віртуальних ПК – Virtual Desktop Infrastructure (VDI). VDI дозволяє відокремити користувальницьке ПЗ від апаратної частини – персонального комп'ютера, – і здійснювати доступ до клієнтських додатків через термінальні пристрої.

VDI – комбінація сполук з віддаленим робочим столом і віртуалізацією. На обслуговуючих серверах працює безліч віртуальних машин, з такими клієнтськими операційними системами, як Windows 7, Windows Vista і Windows XP або Linux операційними системами. Користувачі дистанційно підключаються до віртуальної машини свого робочого середовища.

VDI повністю ізолює віртуальне середовище користувачів від інших віртуальних середовищ, так як кожен користувач підключається до окремої віртуальної машини. Іноді використовується статична інфраструктура VDI, в якій користувач завжди підключається до тієї ж віртуальної машині, в інших випадках динамічна VDI, в якій користувачі динамічно підключаються до різних віртуальних машин, і віртуальні машини створюються в міру необхідності. При використанні будь -якої моделі важливо зберігати дані користувачів поза віртуальних машин і швидко надавати додатки.

Поряд з централізованим управлінням і простим наданням комп'ютерів, VDI забезпечує доступ до робочого середовища з будь -якого місця, якщо користувач може дистанційно підключитися до сервера.

Уявімо, що на клієнтському комп'ютері виникла неполадка. Доведеться виконати діагностику і, можливо, перевстановити операційну систему. Завдяки VDI в разі неполадок можна просто видалити віртуальну машину і за кілька секунд створити нове середовище, за допомогою створеного заздалегідь шаблону віртуальної машини. VDI забезпечує додаткову безпеку, так як дані не зберігаються локально на настільному комп'ютері або ноутбуці.

Як приклад віртуалізації уявлень можна розглядати і технологію тонких терміналів, які фактично віртуалізують робочі місця користувачів настільних систем: користувач не прив'язаний до якогось конкретного ПК, а може отримати доступ до своїх файлів і додатків, які розташовуються на сервері, з будь -якого віддаленого терміналу після виконання процедури авторизації. Всі команди користувача і зображення сеансу на моніторі емулюються за допомогою ПЗ керування тонкими клієнтами. Застосування цієї технології дозволяє централізувати обслуговування клієнтських робочих місць і різко скоротити витрати на їх підтримку – наприклад, для переходу на наступну версію клієнтської програми нове ПЗ потрібно інсталювати тільки один раз на сервері.

 

 

Рисунок 7.9 – Приклад тонкого клієнта. Термінал Sun Ray

 

Одним з найбільш відомих тонких клієнтів є термінал Sun Ray, для організації роботи якого використовується програмне забезпечення Sun Ray Server Software. Для початку сеансу Sun Ray достатньо лише вставити в цей пристрій ідентифікаційну смарт -карту. Застосування смарт – картки істотно підвищує мобільність користувача – він може переходити з одного Sun Ray на інший, переставляючи між ними свою картку і відразу продовжувати роботу зі своїми додатками з того місця, де він зупинився на попередньому терміналі. А відмова від жорсткого диска не тільки забезпечує мобільність користувачів і підвищує безпеку даних, але й істотно знижує енергоспоживання в порівнянні з звичайними ПК, тому термінал ВС не має вентилятора і працює практично безшумно. Крім того, скорочення числа компонентів тонкого терміналу зменшує і ризик виходу його з ладу, а отже, економить витрати на його обслуговування. Ще одна перевага Sun Ray – це істотно розширений в порівнянні із звичайними ПК життєвий цикл продукту, оскільки в ньому немає компонентів, які можуть морально застаріти.




Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 160 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2025 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав