Virtualiseerimine

Allikas: Teadmusbaas

Virtualiseerimine

Virtualiseerimine on informaatikas virtuaalse riistvara, operatsioonisüsteemi, andmekandja, võrguressursi vms loomine. Virtualiseerimine on kasvav trend infotehnoloogias, mis lubab hõlpsasti ressursse (arvutusvõimsust, mälu, jms) vastavalt vajadusele ümber suunata sinna, kus neid vaja on. Seetõttu on virtualiseerimisega võimalik kulusid kokku hoida. Virtualiseerimise näited on sümmeetrilised multiprotsessorilised arvutite arhitektuurid, mis kasutavad rohkem kui üht protsessorit. Operatsioonisüsteem on tavaliselt konfigureeritud nii, et mitu protsessorit esitlevad ühte protsessori moodulit. Sellepärast tarkvara rakendusi saab kirjutada ühele loogilisele (virtuaalsele) arvutimoodulile, mis on palju lihtsam kui töötada paljude erinevate protsessori konfiguratsioonidega. Taoline arvutuspilv pakub klastersüsteemidega võrreldavat töökindlust lihtsamalt ja odavamalt.

Riistvara virtualiseerimine

Riistvara virtualiseerimise tarkvara abil saab füüsilises arvutis luua ühe või mitu virtuaalmasinat, mis simuleerivad reaalseid arvuteid. Need masinad käituvad ja on kasutatavad samamoodi, nagu füüsilised arvutid – neile saab paigaldada operatsioonisüsteeme ja muud tarkvara.

Virtualiseerimise põhimõtted

Sisuliselt virtualiseerimine on riistvara muutmine tarkvaraks. Tänu tarkvaralahendustele nagu VMware ESX saab muuta (virtualiseerida), riistvara ressursse x86 baasi peal, sealhulgas keskprotsessor, muutmälu (RAM), kõvaketas ja võrgu kontroller, et luua täielikult toimiv virtuaalne masin, mille peale saab instaleerida eraldi operatsioonisüsteemi ja rakendada seda kui füüsilist arvutit. Mitu virtuaalset masinat kasutavad ühiseid riistvara ressursse, kahjustamata üksteist, siis teie võite kergesti paigaldada mitut virtuaalsüsteeme ja rakendada mitmeid programme ühel arvutil.

Ajalugu

Esmakordselt kasutas virtualiseerimistehnoloogiat IBM rohkem kui 30 aastat tagasi, meetod oli loogiline jaotus arvuti ressursside üksikuteks virtuaal masinateks. See tehnoloogia on teinud arvuti palju funktsionaalsemaks, st nüüd võiks lubada samaaegselt kasutada mitut programme ja protsesse. Tollel ajal, arvutid olid väga kallid, tehnoloogia, mis jagas ressursse oli kasutatud selleks, et saavutada maksimaalne investeeringutasuvus.

Täna, arvutid põhinevad x86 arhitektuuridel ja on tekkinud samad probleemid nagu EAM-idel(Elektroonilised Arvutus Masinad ehk arvutid) 1960. aastatel – vähene paindlikkus ja kasutatud on ainult väike osa kõikides olemasolevates ressurssidest. Aastal 1990 firma VMware on ületanud mitmeid raskusi otsides lahendusy sellele probleemile ja on loonud virtualiseerimis ehnoloogiat arvutitel, mis põhinevad x86 baasil ja mille eesmärk on kõrvaldada probleeme kasutamatu ressurssidega jne.

Täna, VMware on ülemaailmne liider valdkonnas virtualiseerimisel arvutitel, mis põhinevad x86 baasil. Edu selles valdkonnas on motiveerimiseks liikuda suunas, et virtualiseerida kõik arvutid, mis põhinevad sellel arhitektuuril.

5 põhjust riistvara virtualiseerimiseks

1. Serverite konsolideerimine ja infrastruktuuri optimeerimine: virtualiseerimisega saab saavutada palju tõhusamalt resultaati ressursside kasutamisel, sest sellega ületad standartide piirid.

2. Kuulude vähenemine füüsilise infrastruktuuri jaoks: virtualiseerimine vähendab serverite arvu ja nendega seotud IT riistvara andmekeskuses. Selle tulemusena hoolduse nõuded, elektri ja jahutuse materiaalseid vahendid vähenevad ja IT peale kulutatakse vähem raha.

3. Suurenevad paindlikkus ja reageerimisvõime süsteemil: Virtualiseerimine pakub uut meetodit IT-infrastruktuuri juhtimisel ning aitab IT-administraatoritel kulutada vähem aega korduvatele toimingutele – näiteks algatamine, konfigureerimine, järelevalvele ja hooldusele.

4. Suurenevad taotlusete kättesaadavus ja tagab pidevat tööd ettevõtetel: Tänu usaldusväärsele varundussüsteemile virtuaalses keskkonnas, täiesti ilma katkestuseta kasutusel, saate vähendada kavandatud seisakute perioodid ja suudate tagada kiire süsteemi taastamist kriitilistes olukordades.

5. Parandatud süsteem lauaarvutite haldamisel ja turvalisuse andmisel: Kus juures siis on võimalik juurutada, hallata ja jälgida protsesse kaitstud töökeskkonnas, mis annab lõpptarbijatele kohaliku või kaugjuurdepääsu kui võrk on ühendatud või ilma võrguta, peaaegu igast standard lauaarvutist, sülearvutist või Tablet PC-st.

Virtualiseerimise tüübid

Reeglina töötab virtualiseeritud režiimis kasutusel oleval arvutil üks põhiline operatsioonisüsteem (Host), millest kontrollitakse teiste (Guest) operatsioonisüsteemide tegevust. Üldiselt eristatakse nelja põhilist tüüpi virtualiseerimise tehnikaid:

1. Riistvara emuleerimine – QEMU (saab kasutada muu riistvara jaoks mõeldud operatsioonisüsteeme)

2. Täielik virtualiseerimine – KVM, VMware, VirtualBox (saab kasutada sama riistvaralise platvormi jaoks mõeldud modifitseerimata Guest operatsioonisüsteeme)

3. Paravirtualization – Xen, User-mode Linux (UML) (saab kasutada vaid modifitseeritud tuumaga Guest operatsioonisüsteeme, mis on sama riistvaralise platvormi jaoks; guest operatsioonisüsteemis töötavad modifitseerimata rakendused)

4. Operatsioonisüsteemi tasemel virtualiseerimine – Solaris Containers, OpenVZ, FreeBSD jails (kõik töötavad operatsioonisüsteemi eksemplarid sh host kasutavad sama tuuma)

Ning praktikas esinevad lisaks veel mõningad juhtumid, näiteks:

Library virtualization – operatsioonisüsteemi emuleeritakse spetsiaalselt ettevalmistatud teekide abil, nt Wine.

Application virtualization – eesmärgiks on kasutada rakendusi virtuaalseses keskkonnas, Java Virtual Machine (JVM).

Serverite virtualiseerimine

Näide: Paigutamine mitu loogilist serverit ühte füüsilisse (Consolidation) ühendades mitu füüsilist serverit ühtsesse mahusse, et lahendada konkreetset ülesannet.

Näide: Oracle Real Application Cluster, võrgutehnoloogia, tippjõudlusega klastrid. Bochs FAUmachine KVM Parallels Qemu SVISTA twoOStwo VirtualBox Virtual Iron Microsoft (Hyper-V) VMware (ESX Server) Xen Red Hat Enterprise Virtualization for Servers

Lisaks sellele serverite virtualiseerimine lihtsustab süsteemide taastamist (kui süsteemil tekkis kriitiline olukord), mis tahes olemasoleval arvutil, sõltumata arvuti konfiguratsioonist.

Rakenduste virtualiseerimine

Rakenduste virtualiseerimine – protsess, milles kasutatakse ümbertehtud rakendustm kohustusliku paigaldamist OS-sse nüüd ei ole (pead vaid tööle panna). Rakenduse virtualiseerimiseks määrab virtualisaatori tarkvara paigaldamisel, missuguseid OS-i komponente on vaja, ja emuleerib neid, luues seega vajaliku spetsialiseerutud keskkonda, selle konkreetse virtualiseeritud rakenduse jaoks ja seega on tagatud isoleeritud rakenduse töö. Et luua virtuaalse rakenduse virtualiseeritud paigutakse konteinerisse, mis on tavaliselt kausta kujuga. Kui te käivitate virtuaalne application, käivitub virtualiseeritud rakendus ja konteiner, mis on töökeskkond, sellele rakendusele. Töökeskkond käivitub ja sätestab elnevalt loodut ressurse, mis sisaldavad registri võtmeid, faile ja muud, et käivitada rakendus. See virtuaalsene keskkond toimib nagu kiht rakenduse ja operatsioonisüsteemi vahel, vältides konflikte nende vahel. Rakenduste virtualiseerimist hõlmavad selliseid süsteemid nagu SoftGrid, Thinstall.

Plussid: Isolatsioon töötamisel: Puuduvad vastuolud ja konfliktid; Iga kord oma algsel kujul: ei täida reestri, ei ole konfiguratsioonifaile – see on vajalik serveri jaoks; madalamad ressursside tarbimised võrreldes kogu OS-i emulatsiooniga.

Kasutatud allikad: https://et.wikipedia.org/wiki/Virtualiseerimine Author: Aarne Sünd