Виртуализация - это технология, обеспечивающая абстрагирование процессов и их представления от вычислительных ресурсов. Понятие виртуализации далеко не новое и было введено ещё в 60-х годах компанией IBM.

Можно выделить следующие разновидности виртуализации:

Типичными представителями виртуальных машин являются VMware Workstation и Microsoft Virtual PC, которые в основном используются в тестовых целях системными администраторами и разработчиками программного обеспечения. Компания VMware выпустила также бесплатную версию VMware Server, которая позволяет на одном физическом сервере запускать несколько виртуальных серверов, объединять их в сети, использовать их как обычные серверы в компании. Но данные продукты имеют один существенный недостаток – это производительность. Так как все виртуальные машины работают как приложения, им соответственно выделяются ресурсы операционной системы, которая в свою очередь выделяет ресурсы физического сервера. В итоге производительность даже одной виртуальной машины оказывается в несколько раз ниже, чем производительность физического сервера.

Ситуация кардинально изменилась, когда в процессорах появилась аппаратная поддержка виртуализации – Гипервизор. Были выпущены VMware vSphere 5(ESXi) и Microsoft Hyper-V. Эти продукты являются полноценными решениями виртуализации серверов, позволяющие получить производительность виртуальных машин практически аналогичную производительности физического сервера на котором они запущены. Эти решения позволяют использовать виртуализацию в масштабах предприятия. Таким образом, можно на ограниченном количестве высокопроизводительных серверов создать довольно мощную среду, состоящую из сотен виртуальных серверов, на которых будут работать корпоративные приложения, ERP системы, сервера баз данных и т.д. В данный момент ни один ЦОД не обходится без систем виртуализации серверов.

Преимущества виртуализации:

• Снижение затрат на оборудование. Благодаря консолидации нескольких виртуальных серверов на одном физическом сервере, виртуализация позволяет значительно сократить расходы на серверное оборудование. На одном физическом сервере могут одновременно функционировать десятки и даже сотни виртуальных серверов.
• Снижение затрат на программное обеспечение. Некоторые производители программного обеспечения ввели отдельные схемы лицензирования специально для виртуальных сред. Так, например, покупая одну лицензию на Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise, вы получаете право одновременно её использовать на 1 физическом сервере и 4 виртуальных (в пределах одного сервера), а Windows Server 2008 R2 Datacenter лицензируется только на количество процессоров и может использоваться одновременно на неограниченном количестве виртуальных серверов.
• Снижение затрат на обслуживание. Меньшее количество оборудования легче и дешевле обслуживать.
• Снижение затрат на электроэнергию. В среднем 70% времени сервера работают в пустую, потребляя электроэнергию и выделяя большое количества тепла. Виртуализация позволяет более эффективно использовать процессорное время и увеличить утилизацию до 90%.
• Увеличение гибкости инфраструктуры. Виртуализация позволяет программному обеспечению абстрагироваться от физического оборудования. Таким образом, появляется возможность миграции виртуальных машин между различными физическими серверами. Раньше при выходе сервера из строя приходилось переустанавливать ОС, восстанавливать данные из резервных копий, что занимало часы. Сейчас достаточно мигрировать виртуальную машину с одного сервера на другой, без каких-либо переустановок. Также как VmWare, так и Hyper-V предоставляют средства миграции физических машин на виртуальные.
• Повышение уровня отказоустойчивости. Виртуализация предоставляет средства кластеризации целого сервера, независимо от работающего на нём программного обеспечения. Предоставляется возможность кластеризовать некластеризуемые сервисы. В данном случае получается не кластеризация в чистом виде, т.к. фактически происходит перезапуск виртуальной машины. Но в случае выхода из строя физического сервера, виртуальная машина автоматически запустится на другом сервере без вмешательства системного администратора.

Компания ЛанКей является ведущим российским системным интегратором, а также обладает статусом золотого партнёра Microsoft (Microsoft Gold Certified Partner) и VMware VIP Partner. Мы предлагаем решения виртуализации серверов в масштабах предприятия на базе и Microsoft Hyper-V . Компания ЛанКей предлагает услуги по построению центров обработки данных (ЦОД) с применением технологий виртуализации. Мы успешно завершили ряд проектов по внедрению систем виртуализации на базе данных продуктов, с которыми можно ознакомиться в разделе Выполненные проекты .

Сертифицированные специалисты ЛанКей проконсультируют вас по любым вопросам, связанным с технологиями виртуализации, помогут выбрать оптимальное решение для вашей ИТ-инфраструктуры, а также выполнят внедрение и обеспечат поддержку любых решений виртуализации.

Примеры некоторых проектов по виртуализации VMware и Hyper-V, реализованных компанией ЛанКей:

Заказчик	Описание решения
	В рамках плановой модернизации ИТ-инфраструктуры компания ЛанКей произвела развёртывание кластера виртуальных машин на базе гипервизора Microsoft Hyper-V из состава Windows Server 2012 Datacenter. В качестве серверной платформы использовались Blade-серверы и системы хранения данных HP. В качестве системы резервного копирования данных был развёрнут Microsoft System Center Data Protection Manager (DPM) 2012. А в целях автоматизации управления виртуальной средой был развёрнут Microsoft System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) 2012. По результатам проекта от заказчика получен отзыв .
	В связи с открытием нового производственного комплекса в Московской области, стояла задача построить серверную инфраструктуру для автоматизиции процессов в складских помещениях. Компания ЛанКей построила кластер виртуальных машин на базе гипервизора VMware vSphere 5, а также серверов и систем хранения данных IBM. По результатам выполненных работ от заказчика получен положительных отзыв .
	Построен отказоустойчивый и масштабируемый кластер виртуальных машин на базе Hyper-V из состава Windows Server 2012 Datacenter. Аппаратная платформа кластера была основана на блэйд-серверах HP c7000 и системах хранения данных NetApp FAS2240.
	В рамках проекта по созданию ИТ-инфраструктуры построен кластер виртуальных машин на базе Windows Server 2012 Hyper-V. Для построения кластера использовались сервера и системы хранения данных IBM. В качестве системы резервного копирования был развёрнут Symantec BackUp Exec 2012 V-Ray Edition. Изначально вся инфраструктура была развёрнута на базе облачных сервисов IaaS компании ЛанКей, после чего все виртуальные машины были смигрированы из облачной инфраструктуры в локальный кластер заказчика.
	ООО «РН-Энерго» - крупнейшая независимая энергосбытовая компания, осуществляющая поставки электроэнергии потребителям по всей территории Российской Федерации. В рамках проекта модернизации ЦОД «РН-Энерго», компания ЛанКей построила отказоустойчивый кластер виртуальных машин на базе VMware vSphere 5.1. Была произведена модернизация существующих блэйд-систем, а также установка новых серверов и систем хранения данных. Существующие серверные мощности и критические бизнес-системы были мигрированы на новый кластер виртуальных машин с соблюдением непрерывности бизнес-процессов. Для реализации задач бизнеса по хранению, резервированию и восстановлению информации была внедрена система резервного копирования данных для виртуальной среды на базе Veeam BackUp, что позволило достигнуть необходимых показателей RTO и RPO.
	В рамках проекта по созданию ИТ-инфраструктуры ОАО "Квадра-Р" выполнено построение отказоустойчивого кластера виртуальных машин на базе VMware vSphere 5.1. Использовались сервера и системы хранения данных производства HP. Для обеспечения задач по резервному копированию было выполнено внедрение системы резервного копирования на базе Veeam BackUp & Replication, являющегося одним из лидеров рынка. Резервирование электропитания было реализовано на базе ИБП производства APC. Все сопутствующие сервисы были развёрнуты на базе построенного кластера виртуальных машин.
	В связи с совершением сделки по покупке 100% акций компании ОАО «СИБУР-Минудобрения» (впоследствии переименован в ОАО "СДС-Азот") Холдинговой компаний "Сибирский деловой союз" в декабре 2011 года, возникла необходимость в отделении ИТ-инфраструктуры ОАО «СДС-Азот» от сети Холдинга СИБУР.

Приветствуем на сайте ITsave , который посвящен современным технологиям в сфере ИТ, а также модным тенденциям, которыми нас не устают удивлять разработчики. Основной фокус статей и пошаговых инструкций направлен на темы виртуализации серверов и , включая . Мы изначально не преследовали целью уследить за всеми новинками, для этого есть специализированные блоги с ежедневным обновлением ленты, а решили сосредоточиться на базовых технологиях и продуктах, без которых современные ИТ представить уже невозможно.

Виртуализация серверов – это основа, по большому счету, уже не важно какую платформу виртуализации вы выбрали и используете у себя в организации, скорее вопросы вызывает ситуация, когда у «специалиста» в инфраструктуре серверы не виртуализированы. За редким исключением, когда задача по обеспечению высокой доступности и распределению нагрузки решаются другими средствами.
VMware vSphere и Microsoft Hyper-V являются мировыми стандартами в виртуализации серверов, их функциональные возможности в базовой части можно назвать очень близкими, об этом же говорит объективный рейтинг от Gartner.

Причины для виртуализации серверов

Как правило, одного праздного интереса к новым технологиям для покупки оборудования и лицензий бывает недостаточно. Руководству необходимо предоставить железные аргументы в пользу предлагаемого решения, приведу самые популярные из них.

• Виртуализация серверов обеспечивает непрерывность бизнес процессов компании, — это значит, что вероятность простоя, например, почты или 1С сведется к минимуму за счет изначально продуманной архитектуры системы и технологий виртуализации. А в классическом варианте, когда на сервере запущена одна операционная система, выходит из строя аппаратная часть, требуется значительное время для восстановления работы сервисов.
• С виртуализацией серверов повышается сохранность данных компании, — если раньше данные компании хранились разрозненно — на локальных дисках разных серверов, то теперь сама архитектура ИТ системы предполагает централизованное хранение, для чего специально покупается Система Хранения Данных, защищенность которой от аппаратных сбоев и поломок обеспечивается дублированием всех элементов.
• Дорогостоящее серверное оборудование используется более эффективно, за счет этого, покупать его нужно в меньшем количестве. Следовательно, капитальные затраты на ИТ будут уменьшены в долгосрочной перспективе. То, что раньше работало на 20-ти старых серверах, с виртуализацией можно запустить на 3-х современных.
• На новое оборудование дается трехлетняя гарантия (с расширением до 5 лет), в случае поломки к вам в офис приезжает инженер производителя и бесплатно заменяет комплектующие.

Для системного администратора причины для старта проекта виртуализации серверов могут быть свои, например, прокачка профессиональных навыков с заделом на будущее. Или нежелание задерживаться после рабочего дня для выполнения работ с оборудованием, которое невозможно обслуживать в рабочее время. Но надо отдавать себе отчет, что озвучивать директору нужно те реальные причины, которые помогут привести бизнес к процветанию и дальнейшему масштабированию, тогда вероятность получить зеленый свет на закупки будет наиболее большой.

Для защиты подобных проектов, требующих высоких первоначальных затрат, но позволяющих экономить в ходе дальнейшей эксплуатации составляются технико-экономические обоснования, которых описываются, а затем сравниваются два пути развития ИТ на период 5 лет: с виртуализацией и без нее.

Составные части проекта виртуализации серверов

Самое важное, без чего проект физически состояться, просто, не может — это оборудование. Его можно разделить на следующие категории:

• вычислительные мощности – это серверы, характеристиками которых являются процессоры CPU, объему оперативной памяти RAM, различные карты расширения и т.д. Локальные жесткие диски в серверах под виртуализацию используются только для установки гипервизора.
• дисковая подсистема – система хранения данных может быть одна или несколько. Все данные и файлы виртуальных машин в проектах виртуализации располагаются централизованно на СХД для того, чтобы к ним мог получить доступ любой из серверов кластера.
• коммутационное оборудование делится на оборудование для сети передачи данных и сети системы хранения. Через первую виртуальные машины коммуницируют друг с другом и пользователями, через вторую ходит трафик между серверами и системой хранения. Чтобы сети не могли оказать негативное воздействие друг на друга их рекомендуется разделять на физическом уровне.

В проектах виртуализации серверов на уровне архитектуры разносят вычислительную и дисковую части, объяснение этому очень простое, эта схема позволяет настраивать отказоустойчивые кластеры, когда выход из строя одного из серверов не ведет к длительным простоям в работе виртуальных машин и, как следствие приложений.

Вторая составляющая проекта – это всегда лицензии. Обычно, это лицензии на саму платформу виртуализации (VMware vSphere, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V) и на гостевые операционные системы виртуальных машин, в основном Windows 2012 server. Здесь все зависит от возможностей бюджета и отношения к теме обязательности легализации всего ПО в компании. Не секрет, что лицензии на популярные платформы виртуализации сейчас легко найти на трекерах, причем заметьте, что правообладатель никак не препятствует такому способу распространения своих продуктов, хотя все рычаги давления у него имеются.

Третью часть временных и денежных расходов составляют работы по внедрению. Здесь можно выделить часть, связанную с первоначальным планированием архитектуры и действий, дальнейшим шагам по миграции инфраструктуры на платформу виртуализации и настройку самой системы в соответствии с задачами, поставленными перед ИТ. При наличии соответствующего опыта и уверенности специалисты заказчика могут справиться своими силами, в противном случае рекомендуется привлечение профессионалов.

Оборудование для проектов виртуализации серверов

Серверы

Серверы или, по-другому, вычислительные мощности. Их можно разделить по следующим типам:

• однопроцессорные серверы , самый недорогой вариант. Стоимость начинается от 1000$. Здесь вы не найдете мощных процессоров и большого количества слотов под оперативную память. Такие серверы обычно покупаются при недостатке финансирования или под задачи, которые не требуют значительных ресурсов. С точки зрения виртуализации серверов и рабочих станций, это не самый лучший вариант, т.к. мощности такого сервера скорее всего не хватит на большое число виртуальных машин
• двухпроцессорные серверы – это наиболее подходящее оборудование для проектов виртуализации. Стоимость начинается от 2000$ в базовой комплектации с одним процессором. Обычно ресурсов, этого типа серверов с лихвой хватает для запуска виртуальных машин под любые задачи современных ИТ. Лицензирование платформ виртуализации тоже основано на том, что будут покупаться двухпроцессорные модели серверов.
• четырехпроцессорные серверы – используются редко и только для ресурсоемких приложений, таких как базы данных. Ценник таких серверов стартует с отметки 17 000$. Еще раз уточню, что такие серверы имеет смыл покупать, если у вас в компании есть приложения, которым для работы не хватает мощности двух процессоров.
• блейд сервер – идеальное решение для виртуализации, в основном, из-за своей архитектуры. Если в проекте планируется использование четырех и более серверов, то имеет смысл рассмотреть замену рековых моделей на блейд сервер. Стоимость укомплектованного блейд шасси с тремя двухпроцессорными лезвиями составляет 36 727$ , причем, сюда уже входят коммутаторы для сети передачи данных и сети хранения данных.

Система Хранения Данных

СХД — система хранения данных, представляет собой отдельное самостоятельное устройство, обычно, выполненное в виде 2U шасси, которое соединяется с серверами через сеть передачи данных. В сервер устанавливается карта расширения, которая напрямую или через коммутатор соединяется с контроллерами СХД. На картинке ниже показана задняя часть системы хранения начального уровня , можно увидеть два контроллера, которые работают в отказоустойчивом режиме актив-актив. Отказ одного контроллера не приводит к остановке работы.

Файлы виртуальных машин доступны запущенных на любом из серверов кластера находятся на СХД и доступны централизованно. Именно поэтому на каждом сервере (хосте) кластера можно запустить любую из имеющихся виртуальных машин или мигрировать ВМ с хоста на хост без остановки работы. Разделить Системы Хранения начального уровня можно по типу подключения к серверам (хостам).

• iSCSI – протокол передачи информации по TCP/IP LAN сети, т.е. через обычный 1Gbe или 10Gbe коммутатор. У многих производителей есть варианты объединения портов (агрегация) для повышения их производительности. Например, из трех гигабитных портов можно программно сделать один трех-гигабитный. 10Gbe вариант применяется редка из-за непроходящей дороговизны коммутаторов.
• SAS – непосредственное подключение СХД и серверов через SAS кабель или через специальный SAS Switch. Скорость подключения 6Gbe.
• FC – соединение серверов (хостов) и системы хранения данных по оптическим каналам. Скорость 16 — 8 Gbe в зависимости от FC HBA карт в сервере.

Особое внимание в системах хранения уделяется отказоустойчивости, для ее повышения все аппаратные компоненты в СХД дублируются. Но, несмотря на это, существуют одно контроллерные варианты, стоимость их где-то на 1000$ меньше, чем двух контроллерных.

Коммутационное оборудование

Задача коммутации заключается в том, чтобы связать виртуальные машины с внутренней сетью LAN и соединить серверы и системы хранения данных. Если первая часть не вызывает у администраторов большой сложности, то вторая – это что-то новое, ее и разберем. Как было сказано выше, у СХД есть три вида подключения: iSCSI, SAS, FC. Нужно изначально планировать архитектуру подключения так, чтобы она была отказоустойчивой. У каждого сервера (хоста) должен быть доступ к файлам виртуальных машин как минимум по двум независимым путям, только в этом случае, исключается единая точка отказа.

Питание и Охлаждение

Мало купить все необходимое оборудование и правильно его скоммунтировать, еще нужно обеспечить оптимальные условия эксплуатации. В серверной комнате должна быть температура примерно 18 градусов Цельсия. Конденсат с кондиционера не должен капать на шкаф с серверами. Система должна выдерживать перепады напряжения и периодические отключения электропитания. В случае отключения электричества виртуальные машины по заранее отработанному плану должны штатно выключиться, чтобы избежать потери данных.

Внедрение

Согласитесь, что все работы должны проводить специалисты. Чем дороже оборудование и программное обеспечение вы собираетесь купить, тем значительнее становится вопрос по приглашению квалифицированных инженеров. В проекте виртуализации участвуют следующие специальности:

• Архитектор, человек, который поможет составить техническое задание проекта виртуализации, а затем на его основе, подберет подходящее оборудование и составит план работ.
• Монтажник, специалист который достает оборудование из коробок и устанавливает его в стойку.
• Инженер по виртуализации, коммутирует оборудование в стойке, обновляет прошивки устройств, настраивает ПО виртуализации, производит установку новых виртуальных машин и миграцию в виртуальную среду.
• Сетевой инженер привлекается, в случае, если требуются сложные сетевые настройки.
• Электротехник – его стезя электричество, источники бесперебойного питания.

Сравнение платформ виртуализации

Опыт участия в проектах виртуализации серверов показывает, что большинству заказчиков не нужны топовые возможности продуктов, ведь они рассчитаны на инфраструктуры в сотни серверов и на меньшем количестве их применение нецелесообразно. Если заниматься сравнением разных платформ виртуализации, то разницы в действительно используемых в повседневной жизни фичах практически нет. А выбор в пользу покупки, например, VMware vSphere в Enterprise Plus редакции делался под воздействием давления маркетологов и моды. Сейчас можно наблюдать, что многие уважаемые крупные компании, наоборот, отказываются от использования уже купленных лицензий VMware в пользу Hyper-V, с одной стороны в целях экономии на оплате ежегодной технической поддержки, с другой, потому что система виртуализации от Microsoft, которая идет в подарок с Windows server, не сильно уступает именитому конкуренту функционально.

В последнее время множество различных компаний, работающих не только в IT-секторе, но и в других областях, стали всерьез присматриваться к технологиям виртуализации. Домашние пользователи также почувствовали надежность и удобство платформ виртуализации, позволяющих запускать несколько операционных систем в виртуальных машинах одновременно. На данный момент технологии виртуализации являются одними из самых перспективных по оценкам различных исследователей рынка информационных технологий. Рынок платформ виртуализации и средств управления в данный момент сильно растет, и на нем периодически появляются новые игроки, а также в самом разгаре процесс поглощения крупными игроками мелких компаний, занимающихся разработкой программного обеспечения для платформ виртуализации и средств для повышения эффективности использования виртуальных инфраструктур.

Между тем, многие компании пока не готовы инвестировать серьезные средства в виртуализацию, поскольку не могут точно оценить экономический эффект от внедрения этой технологии и не имеют персонала достаточной квалификации. Если во многих западных странах уже есть профессиональные консультанты, способные проанализировать ИТ-инфраструктуру, подготовить план по виртуализации физических серверов компании и оценить прибыльность проекта, то в России таких людей очень мало. Безусловно, в ближайшие годы ситуация изменится, и в момент, когда различные компании оценят преимущества виртуализации, найдутся специалисты обладающие достаточными знаниями и опытом для внедрения технологий виртуализации в различных масштабах. На данный же момент множество компаний лишь проводят локальные эксперименты по использованию средств виртуализации, применяя, в основном, бесплатные платформы.

К счастью, многие вендоры, помимо коммерческих систем виртуализации, предлагают также и бесплатные платформы с ограниченной функциональностью, для того, чтобы компании могли частично использовать виртуальные машины в производственной среде предприятия и, вместе с тем, оценивать возможность перехода на серьезные платформы. В секторе настольных компьютеров, пользователи также начинают применять виртуальные машины в повседневной деятельности и не предъявляют больших требований к платформам виртуализации. Поэтому бесплатные средства рассматриваются ими прежде всего.

Лидеры в производстве платформ виртуализации

Развитие средств виртуализации на различных уровнях абстракции систем продолжается уже на протяжении более тридцати лет. Однако, только сравнительно недавно аппаратные мощности серверов и настольных ПК позволили всерьез воспринимать эту технологию относительно виртуализации операционных систем. Так уж сложилось, что многие годы, как различные компании, так и энтузиасты разрабатывали различные средства для виртуализации операционных систем, но не все они в данный момент активно поддерживаются и находятся в приемлемом для эффективного использования состоянии. На сегодняшний день, лидерами в сфере производства средств виртуализации являются компании VMware, Microsoft, SWSoft (вместе с принадлежащей ей компанией Parallels), XenSource, Virtual Iron и InnoTek. Помимо продуктов этих вендоров присутствуют также такие разработки как QEMU, Bosch и прочие, а также средства виртуализации разработчиков операционных систем (например, Solaris Containers), которые не получили широкого распространения и используются узким кругом специалистов.

Компании, добившиеся определенного успеха на рынке серверных платформ виртуализации, распространяют некоторые свои продукты бесплатно, делая при этом ставку не на сами платформы, а на средства управления, без которых сложно использовать виртуальные машины в больших масштабах. Кроме того, коммерческие настольные платформы виртуализации, предназначенные для использования IT-профессионалами и компаниями-разработчиками ПО, обладают существенно большими возможностями, чем их бесплатные аналоги.

Тем не менее, если применять виртуализацию серверов в небольших масштабах, в секторе SMB (Small and Medium Business) бесплатные платформы вполне могут заполнить нишу в производственной среде компании и обеспечить существенную экономию денежных средств.

Когда использовать бесплатные платформы

В случае если вам не требуется массовое развертывание виртуальных серверов в организации, постоянный контроль производительности физических серверов при изменяющейся нагрузке и высокая степень их доступности, вы можете использовать виртуальные машины на основе бесплатных платформ для поддержания внутренних серверов организации. При увеличении числа виртуальных серверов и высокой степени их консолидации на физических платформах требуется применение мощных средств управления и обслуживания виртуальной инфраструктуры. В зависимости от того, необходимо ли вам использовать различные системы и сети хранения данных, например, Storage Area Network (SAN), средства резервного копирования и восстановления после сбоев и «горячую» миграцию запущенных виртуальных машин на другое оборудование, вам может не хватить возможностей бесплатных платформ виртуализации, однако, надо отметить, что и бесплатные платформы постоянно обновляются и приобретают новые функции, что расширяет сферу их использования.

Еще один важный момент - техническая поддержка. Бесплатные платформы виртуализации существуют либо в рамках сообщества Open Source, где множество энтузиастов занимаются доработкой продукта и его поддержкой, либо поддерживаются вендором платформы. Первый вариант предполагает активное участие пользователей в развитии продукта, составление ими отчетов об ошибках и не гарантирует решения ваших проблем при использовании платформы, во втором же случае, чаще всего, техническая поддержка вообще не предоставляется. Поэтому квалификация персонала, разворачивающего бесплатные платформы, должна быть на высоком уровне.

Бесплатные настольные платформы виртуализации наиболее целесообразно применять в целях изоляции пользовательских сред, отвязывания их от конкретного оборудования, образовательных целях для изучения операционных систем и безопасных испытаний различного программного обеспечения. Вряд ли стоит применять бесплатные настольные платформы в больших масштабах для разработки или тестирования программного обеспечения в софтверных компаниях, поскольку они не обладают достаточными для этого функциональными возможностями. Однако для домашнего использования бесплатные продукты виртуализации вполне подходят и можно привести даже примеры, когда виртуальные машины на основе бесплатных настольных систем виртуализации используются в производственной среде.

Бесплатные серверные платформы виртуализации

Практически в любой организации, использующих инфраструктуру серверов, часто возникает необходимость применения как стандартных сетевых сервисов (DNS, DHCP, Active Directory), так и нескольких внутренних серверов (приложений, баз данных, корпоративных порталов), которые не испытывают больших нагрузок и разнесены по разным физическим серверам. Эти сервера могут быть консолидированы в количестве нескольких штук в виртуальных машинах на одном физическом хосте. При этом упрощается процесс миграции серверов с одной аппаратной платформы на другую, уменьшаются затраты на оборудование, упрощается процедура резервного копирования и повышается их управляемость. В зависимости от видов операционных систем, под управлением которых работают сетевые сервисы, и требований к системе виртуализации можно выбрать подходящий бесплатный продукт для корпоративной среды. При выборе серверной платформы виртуализации необходимо учитывать характеристики быстродействия (они зависят как от применяющейся техники виртуализации, так и от качества реализации различных компонентов платформы производителей), простоты развертывания, возможности масштабирования виртуальной инфраструктуры и наличие дополнительных средств управления, обслуживания и мониторинга.

Проект представляет собой платформу виртуализации с открытым исходным кодом, развитие которого осуществляет сообщество независимых разработчиков, поддерживаемое компанией SWSoft. Распространяется продукт под лицензией GNU GPL. Ядро платформы OpenVZ входит в состав продукта Virtuozzo, коммерческого продукта SWSoft, обладающего большими, нежели OpenVZ, возможностями. Оба продукта используют оригинальную технику виртуализации: виртуализацию на уровне экземпляров операционной системы. Такой способ виртуализации обладает меньшей гибкостью по сравнению с полной виртуализацией (можно запускать только ОС семейства Linux, поскольку используется одно ядро для всех виртуальных окружений), однако позволяет достичь минимальных потерь производительности (около 1-3 процентов). Системы под управлением OpenVZ нельзя назвать полноценными виртуальными машинами, это скорее виртуальные среды (Virtual Environments, VE), в которых не происходит эмуляции компонентов аппаратуры. Такой подход позволяет лишь устанавливать различные дистрибутивы Linux в качестве виртуальных сред на одном физическом сервере. При этом каждое из виртуальных окружений имеет свои собственные деревья процессов, системные библиотеки и пользователей и может по-своему использовать сетевые интерфейсы.

Виртуальные окружения представляются для пользователей и приложений, работающих в них, практически полностью изолированными средами, которые могут управляться независимо от других окружений. Благодаря этим факторам и высокой производительности, продукты OpenVZ и SWSoft Virtuozzo получили наибольшее распространение при поддержке виртуальных частных серверов (Virtual Private Servers, VPS) в системах хостинга. На основе OpenVZ можно предоставлять клиентам несколько выделенных виртуальных серверов на основе одной аппаратной платформы, на каждом из которых могут быть установлены различные приложения и которые могут быть перезагружены отдельно от других виртуальных окружений. Архитектура OpenVZ представлена ниже:

Некоторые независимые эксперты проводили сравнительных анализ производительности виртуальных серверов на основе коммерческих платформ SWSoft Virtuozzo и VMware ESX Server для целей хостинга и выносили заключение, что Virtuozzo лучше справляется с этой задачей. Безусловно, платформа OpenVZ, на которой построен Virtuozzo, обладает такой же высокой производительностью, однако ей не хватает расширенных средств управления, которые есть в Virtuozzo.

Среда OpenVZ отлично подходит также для целей обучения, где каждый может экспериментировать со своим изолированным окружением без опасности для других сред этого хоста. Между тем, применение платформы OpenVZ для других целей не является в данный момент целесообразным ввиду очевидной негибкости решения виртуализации на уровне операционной системы.

Компания сравнительно недавно вышла на рынок платформ виртуализации, однако быстро включилась в конкурентную борьбу с такими серьезными вендорами серверных платформ, как VMware, XenSource и SWSoft. Продукты компании Virtual Iron основываются на бесплатном гипервизоре Xen, поддерживаемым Open Source сообществом Xen-community. Virtual Iron представляет собой платформу виртуализации, не требующую хостовой операционной системы (так называемая bare-metal платформа), и направлена на использование в корпоративной среде крупных предприятий. Продукты Virtual Iron обладают всеми необходимыми средствами для создания виртуальных машин, управления ими и их интеграции в производственную информационную среду компании. Virtual Iron поддерживает 32- и 64-битные гостевые и хостовые операционные системы, а также виртуальный SMP (Symmetric Multi Processing), предоставляющий возможность использования нескольких процессоров виртуальными машинами.

Изначально Virtual Iron использовала техники паравиртуализации для запуска гостевых систем в виртуальных машинах, так же как и продукты компании XenSource на основе гипервизора Xen. Использование паравиртуализации предполагает использование в виртуальных машинах специальных версий гостевых систем, исходный код которых модифицирован для запуска их платформами виртуализации. При этом требуется внесение изменений в ядро операционной системы, что для ОС с открытым исходным кодом не является большой проблемой, в то время, как для проприетарных закрытых систем, таких как Windows, это неприемлемо. Большого же прироста производительности в системах паравиртуализации не наблюдается. Как показала практика, производители операционных систем неохотно идут на включение поддержки паравиртуализации в свои продукты, поэтому эта технология не завоевала большой популярности. Вследствие этого, компания Virtual Iron одной из первых стала использовать техники аппаратной виртуализации, позволяющие запускать немодифицированные версии гостевых систем. В данный момент, последняя версия платформы Virtual Iron 3.7 позволяет использовать виртуальные машины на серверных платформах только с поддержкой аппаратной виртуализации. Официально поддерживаются следующие процессоры:

• Intel® Xeon® 3000, 5000, 5100, 5300, 7000, 7100 Series
• Intel® Core™ 2 Duo E6000 Series
• Intel® Pentium® D-930, 940, 950, 960
• AMD Opteron™ 2200 or 8200 Series Processors
• AMD Athlon™ 64 x2 Dual-Core Processor
• AMD Turion™ 64 x2 Dual-Core Processor

К тому же, на сайте Virtual Iron можно найти списки сертифицированного компанией оборудования для своей платформы виртуализации.

Продукты Virtual Iron существуют в трех изданиях:

• Single Server Virtual ization and Management
• Multiple Server Virtualization and Management
• Virtual Desktop Infrastructure (VDI) Solution

На данный момент бесплатным решением является решение Single Server, которое позволяет установить Virtual Iron на одном физическом хосте в инфраструктуре организации. При этом поддерживается протокол iSCSI, сети SAN и локальные системы хранения.

Бесплатное издание Single Server имеет следующие минимальные требования к установке:

• 2 ГБ RAM
• Привод CD-ROM
• 36 ГБ места на диске
• Сетевой интерфейс Ethernet
• Сетевой интерфейс Fibre channel (не обязательно)
• Поддержка аппаратной виртуализации в процессоре

Virtual Iron позволяет по достоинству оценить все возможности аппаратной виртуализации и средства управления виртуальными машинами. Бесплатное издание в первую очередь предназначено для того, чтобы оценить эффективность и удобство платформы виртуализации и средств управления. Однако и оно может использоваться в производственной среде предприятия для поддержки внутренних серверов компании. Отсутствие отдельной хостовой платформы позволит, во-первых, не тратится на приобретение лицензии на хостовую ОС, а во-вторых, снижает потери производительности на поддержку гостевых систем. Типичные применения бесплатного издания Virtual Iron - развертывание нескольких виртуальных серверов в инфраструктуре небольшой организации сектора SMB в целях отделения от аппаратуры жизненно важных серверов и повышения их управляемости. В дальнейшем, при покупке коммерческой версии платформы инфраструктура виртуальных серверов может быть расширена, а также могут быть использованы такие возможности, как эффективные средства резервного копирования и «горячей» миграции виртуальных серверов между хостами.

С точки зрения удобства и простоты использования VMware Server является безусловным лидером, а по производительности не отстает от коммерческих платформ (особенно в хостовых системах Linux). К недостаткам можно отнести отсутствие поддержки горячей миграции и отсутствие средств резервного копирования, которые, однако, предоставляются, чаще всего, только коммерческими платформами. Безусловно, VMware Server лучший выбор для быстрого развертывания внутренних серверов организации, включая предустановленные шаблоны виртуальных серверов, которых в избытке можно найти на различных ресурсах (например, ).

Итоги

Подводя итоги обзора бесплатных серверных платформ виртуализации, можно сказать, что каждая из них на данный момент занимает свою нишу в секторе SMB, где за счет использования виртуальных машин можно существенно повысить эффективность ИТ-инфраструктуры, сделать ее более гибкой и уменьшить затраты на приобретение оборудования. Бесплатные платформы, в первую очередь, позволяют оценить возможности виртуализации не на бумаге и ощутить все преимущества этой технологии. В заключение, приведем сводную таблицу характеристик бесплатных платформ виртуализации, которая поможет вам выбрать подходящую серверную платформу для своих целей. Ведь именно через бесплатную виртуализацию лежит путь к дальнейшему вложению денег в проекты по виртуализации на основе коммерческих систем.

Слово «виртуализация» в последнее время стало какой-то «модой» в ИТ-среде. Все вендоры железа и ПО, все ИТ-компании в один голос кричат, что виртуализация – это круто, современно, и нужно всем. Но, давайте, вместо того, чтобы идти на поводу у маркетинговых лозунгов (а иногда бывают такими, что сам Геббельс умер бы от зависти), попытаемся посмотреть на это модное слово с точки зрения простых «технарей» и решить, нужно нам это или нет.

Типы виртуализации

Итак, начнем с того, что виртуализация делится на три типа:

• Виртуализация представлений
• Виртуализация приложений
• Виртуализация серверов

Виртуализация приложений – достаточно интересное, и относительно новое направление. Рассказывать здесь подробно о нем я не буду, поскольку это тема для целой отдельной статьи. Коротко говоря, виртуализация приложений позволяет запускать отдельное приложение в своей собственной изолированной среде (иногда называется «песочница», sandbox). Такой способ помогает решить множество проблем. Во-первых – опять же безопасность: приложение, запущенное в изолированной среде – не способно нанести вред ОС и другим приложениям. Во-вторых – все виртуализированные приложения можно обновлять централизованно из одного источника. В-третьих – виртуализация приложений позволяет запускать на одном физическом ПК несколько разных приложений, конфликтующих друг с другом, или даже несколько разных версий одного и того же приложения. Более подробно о виртуализации приложений можно посмотреть, к примеру, в этом вебкасте: www.techdays.ru/videos/1325.html Возможно, однажды я даже напишу статью на эту тему.

И, наконец, перейдем к виртуализации серверов и остановимся на ней подробно.
Виртуализация серверов – это программная имитация с помощью специального ПО аппаратного обеспечения компьютера: процессор, память, жесткий диск, и т.д. Далее, на такой виртуальный компьютер можно установить операционную систему, и она будет на нем работать точно так же, как и на простом, «железном» компьютере. Самое интересное достоинство этой технологии – это возможность запуска нескольких виртуальных компьютеров внутри одного «железного», при этом все виртуальные компьютеры могут работать независимо друг от друга. Для чего это можно применять?
Первое, что приходит в голову – виртуализацию серверов можно использовать в целях обучения и в тестовых целях. К примеру, новые приложения или ОС можно протестировать перед запуском в промышленную эксплуатацию в виртуальной среде, не покупая специально для этого «железо» и не рискуя парализовать работу ИТ-инфраструктуры, если что-то пойдет не так.

Но кроме этого, виртуализация серверов может использоваться и в продакшн-среде. Причин тому много.
Виртуализация позволяет сократить количество серверов благодаря консолидации, то есть там, где раньше требовалось несколько серверов – теперь можно поставить один сервер, и запустить нужное число гостевых ОС в виртуальной среде. Это позволит сэкономить на стоимости приобретения оборудования, а так же снизить энергопотребление, а значит и тепловыделение системы – и, следовательно, можно использовать менее мощные, и, соответственно – более дешевые системы охлаждения. Но у этой медали есть и обратная сторона, и не одна. Дело в том, что при внедрении решений на базе виртуализации, скорее всего придется покупать новые сервера. Дело в том, что виртуальные сервера используют аппаратные ресурсы физического сервера, и, соответственно – понадобятся более мощные процессоры, большие объемы оперативной памяти, а так же более скоростная дисковая подсистема, и, скорее всего – большего объема. Кроме того, некоторые системы виртуализации (в частности – MS Hyper-V) требуют поддержки процессором аппаратных технологий виртуализации (Intel VT или AMD-V) и некоторых других функций процессора. Многие процессоры, которые выпускались до недавнего времени, в частности – все x86_32bit – этим требованиям не удовлетворяют, и поэтому от старых, хотя и вполне рабочих серверов придется отказаться. Однако же, один более мощный сервер скорее всего будет стоить намного дешевле нескольких менее мощных, да и старые сервера, скорее всего давно пора менять из-за морального устаревания.

Есть еще один очень важный момент: виртуализация северов позволяет до предела упростить администрирование инфраструктуры. Главное преимущество, которое оценят все сисадмины – это возможность удаленного доступа к консоли виртуальных серверов на «аппаратном», точнее – «вирутально-аппаратном» уровне, независимо от установленной гостевой ОС и ее состояния. Так, чтобы перезагрузить «зависший» сервер, теперь не нужно бежать в серверную, или покупать дорогостоящее оборудование типа IP-KVM-переключателей, достаточно просто зайти в консоль виртуального сервера и нажать кнопку «Reset». Помимо этого, виртуальные сервера поддерживают технологию моментальных снимков (о ней см. мою предыдущую статью), а так же бэкап и восстановление виртуальных систем намного легче.

Еще одно неоспоримое преимущество – ОС, запущенная внутри виртуальной машины (гостевая ОС) понятия не имеет, какое оборудование установлено на физическом сервере, внутри которого она работает (хост). Поэтому, при замене железа, при апгрейде или даже переезде на новый сервер необходимо обновить драйверы только на ОС самого хоста (хостовой ОС). Гостевые ОС по будут работать как и раньше, поскольку «видят» только виртуальные устройства.

Так же, хочется напомнить, что в виртуальной среде могут действовать особые правила лицензирования ПО (в частности, покупка лицензии на Microsoft Windows Server 2008 Enterprise позволяет использовать бесплатно четыре копии ОС в качестве гостевой, а Microsoft Windows Server 2008 Datacenter вообще разрешает использовать неограниченное число гостевых ОС при условии полного лицензирования по процессорам).

Еще нельзя не упомянуть о технологиях отказоустойчивости. Физические сервера, на которых запускаются виртуальные машины, могут быть объединены в кластер, и в случае отказа одного из серверов – автоматически «переезжать» на другой. Полной отказоустойчивости добиться не всегда возможно (в частности, в MS Hyper-V такой «внезапный переезд» будет выглядеть так же, и иметь такие же возможные последствия, как внезапное обесточивание сервера), но возможные простои сильно сократятся: «переезд» занимает несколько минут, тогда как ремонт или замена самого сервера может занять часы, а то и дни. Если же «переезд» виртуальных машин происходит в штатном режиме, то он может пройти совершенно незаметно для пользователей. Такие технологии у разных вендоров называются по-разному, к примеру у MS она называется «Live Migration», у VMware – Vmotion. Использование таких технологий позволит проводить работы, связанные с выключением сервера (к примеру – замену некоторых аппаратных компонент, или перезагрузку ОС после установки критических обновлений) в рабочее время и не выгоняя пользователей из их любимых приложений. Кроме этого, если инфраструктура построена соответствующим образом – запущенные виртуальные машины могут автоматически перемещаться на менее нагруженные сервера, или же наоборот «разгружать» наиболее загруженные. В инфраструктуре на базе технологий Microsoft для этого используются System Center Virtual Machine Manager и Operations Manager.

В заключение темы по виртуализации серверов - отмечу, что виртуализация не всегда одинаково полезна. В частности, не всегда будет хорошей идеей переносить в виртуальную среду высоконагруженные сервера, а особенно - высоконагруженные по дисковой подсистеме - это «тяжелые» СУБД, Exchange Server, особенно - роль Mailbox Server, и прочие высоконагруженные приложения. А вот сервера с меньшей нагрузкой (контроллеры доменов AD, WSUS, всевозможные System Center * Manager, веб-сервера) виртуализировать можно и даже нужно. Замечу, кстати, что именно с контроллерами доменов - очень желательно, чтобы хотя бы один из контроллеров был «железным», то есть не виртуальным. Нужно это потому, что для корректной работы всей инфраструктуры желательно, чтобы при запуске всех остальных серверов хотя бы один КД уже был доступен в сети.

Резюме

Итак, давайте подведем итоги: какая именно виртуализация когда может пригодиться, и какие у нее есть плюсы и минусы.
Если у вас есть много пользователей, работающих с одинаковым набором ПО, и система сильно распределена территориально – то стоит подумать об использовании виртуализации представлений, сиречь – терминальных службах.

Достоинства такой системы:

• Снижение требований к «железу» на стороне клиентов
• Снижение требований к пропускной способности сети
• Повышение безопасности
• Значительное упрощение администрирования и поддержки

Если у вас существует множество приложений, которые некорректно работают в новой ОС, либо же конфликтуют между собой, или необходимо запускать на одном компьютере несколько версий одной и той же программы – то нужна виртуализация на уровне приложений.

Достоинства:

• Безопасность
• Простота администрирования - централизованное обновление и разграничение прав на доступ к приложениям

Если же вам нужно освободить место в стойке, снизить энергопотребление систем, избавиться от «серверного зоопарка» - то ваше решение – виртуализация серверов.

Достоинства такого решения:

• Экономия места в стойках
• Снижение энергопотребления и тепловыделения
• Упрощение администрирования
• Широкие возможности по автоматизации развертывания и управления серверами
• Снижение вынужденных и запланированных простоев системы за счет failover-кластеров и live migration
• Позволяет (при использовании ОС Microsoft Windows Server) сэкономить на лицензиях на гостевые ОС

Недостатки – в принципе, те же, что и у терминальных решений:

• Повышение требований к аппаратному обеспечению серверов
• Возможная единая точка отказа – физический хост и хостовая ОС

Надеюсь, моя статья окажется для кого-то полезной. Благодарность и конструктивную критику, как всегда, можно высказать в комментариях.

Сегодня, говоря о технологиях виртуализации, как правило, подразумевают виртуализацию серверов, так как последняя становится наиболее популярным решением на рынке IT. Виртуализация серверов подразумевает запуск на одном физическом сервере нескольких виртуальных серверов. Виртуальные машины или сервера представляют собой приложения, запущенные на хостовой операционной системе, которые эмулируют физические устройства сервера. На каждой виртуальной машине может быть установлена операционная система, на которую могут быть установлены приложения и службы. Типичные представители это продукты VmWare (ESX, Server, Workstation) и Microsoft (Hyper-V, Virtual Server, Virtual PC).

Рис. 2.3.

Центры обработки данных используют большое пространство и огромное количество энергии, особенно если прибавить к этому сопровождающие их системы охлаждения и инфраструктуру. Средствами технологий виртуализации выполняется консолидация серверов, расположенных на большом количестве физических серверов в виде виртуальных машин на одном высокопроизводительном сервере.

Число физических машин, необходимых для работы в качестве серверов уменьшается, что снижает количество энергии, необходимой для работы машин и пространство, требуемое для их размещения. Сокращение в количестве серверов и пространстве уменьшает количество энергии, необходимой для их охлаждения. При меньшем расходе энергии вырабатывается меньшее количество углекислого газа. Данный показатель, например в Европе, имеет достаточно важную роль.

Немаловажным фактором является финансовая сторона. Виртуализация является важным моментом экономии. Виртуализация не только уменьшает потребность в приобретении дополнительных физических серверов, но и минимизирует требования к их размещению. Использование виртуального сервера предоставляет преимущества по быстроте внедрения, использования и управления, что позволяет уменьшить время ожидания развертывания какого-либо проекта.

Не так давно появились модели последнего поколения процессоров в архитектуре x86 корпораций AMD и Intel, где производители впервые добавили технологии аппаратной поддержки виртуализации. До этого виртуализация поддерживалась программно, что естественно приводила к большим накладным расходам производительности.

Для появившихся в восьмидесятых годах двадцатого века персональных компьютерах проблема виртуализации аппаратных ресурсов, казалось бы, не существовала по определению, поскольку каждый пользователь получал в свое распоряжение весь компьютер со своей ОС. Но по мере повышения мощности ПК и расширения сферы применения x86-систем ситуация быстро поменялась. "Диалектическая спираль" развития сделала свой очередной виток, и на рубеже веков начался очередной цикл усиления центростремительных сил по концентрации вычислительных ресурсов. В начале нынешнего десятилетия на фоне растущей заинтересованности предприятий в повышении эффективности своих компьютерных средств стартовал новый этап развития технологий виртуализации, который сейчас преимущественно связывается именно с использованием архитектуры x86.

Отметим, что хотя в идеях x86-виртуализации в теоретическом плане вроде бы ничего неизвестного ранее не было, речь шла о качественно новом для ИТ-отрасли явлении по сравнению с ситуацией 20-летней давности. Дело в том, что в аппаратно-программной архитектуре мэйнфреймов и Unix-компьютеров вопросы виртуализации сразу решались на базовом уровне и аппаратном уровне. Система же x86 строилась совсем не в расчете на работу в режиме датацентров, и ее развитие в направлении виртуализации - это довольно сложный эволюционный процесс со множеством разных вариантов решения задачи.

Важный момент заключается также в качественно разных бизнес-моделях развития мэйнфреймов и x86. В первом случае речь идет фактически о моновендорном программно-аппаратном комплексе для поддержки довольно ограниченного круга прикладного ПО для достаточно узкого круга крупных заказчиков. Во втором - мы имеем дело с децентрализованным сообществом производителей техники, поставщиков базового ПО и огромной армией разработчиков прикладного программного обеспечения.

Использование средств x86-виртуализации началось в конце 90-х с рабочих станций: одновременно с увеличением числа версий клиентских ОС постоянно росло и количество людей (разработчиков ПО, специалистов по технической поддержке, экспертов), которым нужно было на одном ПК иметь сразу несколько копий различных ОС.

Виртуализация для серверной инфраструктуры стала применяться немного позднее, и связано это было, прежде всего, с решением задач консолидации вычислительных ресурсов. Но тут сразу сформировалось два независимых направления:

• поддержка неоднородных операционных сред (в том числе, для работы унаследованных приложений). Этот случай наиболее часто встречается в рамках корпоративных информационных систем. Технически проблема решается путем одновременной работы на одном компьютере нескольких виртуальных машин, каждая из которых включает экземпляр операционной системы. Но реализация этого режима выполнялась с помощью двух принципиально разных подходов: полной виртуализации и паравиртуализации ;
• поддержка однородных вычислительных сред подразумевает изоляцию служб в рамках одного экземпляра ядра операционной системы (виртуализация на уровне ОС ), что наиболее характерно для хостинга приложений провайдерами услуг. Конечно, тут можно использовать и вариант виртуальных машин, но гораздо эффективнее создание изолированных контейнеров на базе одного ядра одной ОС.

Следующий жизненный этап технологий x86-виртуализации стартовал в 2004-2006 гг. и был связан с началом их массового применения в корпоративных системах. Соответственно, если раньше разработчики в основном занимались созданием технологий исполнения виртуальных сред, то теперь на первый план стали выходить задачи управления этими решениями и их интеграции в общую корпоративную ИТ-инфраструктуру. Одновременно обозначилось заметное повышение спроса на виртуализацию со стороны персональных пользователей (но если в 90-х это были разработчики и тестеры, то сейчас речь уже идет о конечных пользователях как профессиональных, так и домашних).

Многие трудности и проблемы разработки технологий виртуализации связаны с преодолением унаследованных особенностей программно-аппаратной архитектуры x86. Для этого существует несколько базовых методов:

(Full, Native Virtualization). Используются не модифицированные экземпляры гостевых операционных систем, а для поддержки работы этих ОС служит общий слой эмуляции их исполнения поверх хостовой ОС, в роли которой выступает обычная операционная система. Такая технология применяется, в частности, в VMware Workstation, VMware Server (бывший GSX Server), Parallels Desktop, Parallels Server, MS Virtual PC, MS Virtual Server, Virtual Iron. К достоинствам данного подхода можно причислить относительную простоту реализации, универсальность и надежность решения; все функции управления берет на себя хост-ОС. Недостатки - высокие дополнительные накладные расходы на используемые аппаратные ресурсы, отсутствие учета особенностей гостевых ОС, меньшая, чем нужно, гибкость в использовании аппаратных средств.

(paravirtualization). Модификация ядра гостевой ОС выполняется таким образом, что в нее включается новый набор API, через который она может напрямую работать с аппаратурой, не конфликтуя с другими виртуальными машинами. При этом нет необходимости задействовать полноценную ОС в качестве хостового ПО, функции которого в данном случае исполняет специальная система, получившая название гипервизора ( hypervisor ). Именно этот вариант является сегодня наиболее актуальным направлением развития серверных технологий виртуализации и применяется в VMware ESX Server, Xen (и решениях других поставщиков на базе этой технологии), Microsoft Hyper-V. Достоинства данной технологии заключаются в отсутствии потребности в хостовой ОС – ВМ, устанавливаются фактически на "голое железо", а аппаратные ресурсы используются эффективно. Недостатки - в сложности реализации подхода и необходимости создания специализированной ОС-гипервизора.

Виртуализация на уровне ядра ОС (operating system-level virtualization). Этот вариант подразумевает использование одного ядра хостовой ОС для создания независимых параллельно работающих операционных сред. Для гостевого ПО создается только собственное сетевое и аппаратное окружение. Такой вариант используется в Virtuozzo (для Linux и Windows), OpenVZ (бесплатный вариант Virtuozzo) и Solaris Containers. Достоинства - высокая эффективность использования аппаратных ресурсов, низкие накладные технические расходы, отличная управляемость, минимизация расходов на приобретение лицензий. Недостатки - реализация только однородных вычислительных сред.

Подразумевает применение модели сильной изоляции прикладных программ с управляемым взаимодействием с ОС, при которой виртуализируется каждый экземпляр приложений, все его основные компоненты: файлы (включая системные), реестр, шрифты, INI-файлы, COM-объекты, службы. Приложение исполняется без процедуры инсталляции в традиционном ее понимании и может запускаться прямо с внешних носителей (например, с флэш-карт или из сетевых папок). С точки зрения ИТ-отдела, такой подход имеет очевидные преимущества: ускорение развертывания настольных систем и возможность управления ими, сведение к минимуму не только конфликтов между приложениями, но и потребности в тестировании приложений на совместимость. Данная технология позволяет использовать на одном компьютере, а точнее в одной и той же операционной системе несколько несовместимых между собой приложений одновременно. Виртуализация приложений позволяет пользователям запускать одно и то же заранее сконфигурированное приложение или группу приложений с сервера. При этом приложения будут работать независимо друг от друга, не внося никаких изменений в операционную систему. Фактически именно такой вариант виртуализации используется в Sun Java Virtual Machine , Microsoft Application Virtualization (ранее называлось Softgrid), Thinstall (в начале 2008 г. вошла в состав VMware), Symantec/Altiris.

Виртуализация представлений (рабочих мест) Виртуализация представлений подразумевает эмуляцию интерфейса пользователя. Т.е. пользователь видит приложение и работает с ним на своём терминале, хотя на самом деле приложение выполняется на удалённом сервере, а пользователю передаётся лишь картинка удалённого приложения. В зависимости от режима работы пользователь может видеть удалённый рабочий стол и запущенное на нём приложение, либо только само окно приложения.

Потребности бизнеса меняют наши представления об организации рабочего процесса. Персональный компьютер, ставший за последние десятилетия неотъемлемым атрибутом офиса и средством выполнения большинства офисных задач, перестает успевать за растущими потребностями бизнеса. Реальным инструментом пользователя оказывается программное обеспечение, которое лишь привязано к ПК, делая его промежуточным звеном корпоративной информационной системы. В результате активное развитие получают "облачные" вычисления, когда пользователи имеют доступ к собственным данным, но не управляют и не задумываются об инфраструктуре, операционной системе и собственно программном обеспечении, с которым они работают.

Вместе с тем, с ростом масштабов организаций, использование в ИТ-инфраструктуре пользовательских ПК вызывает ряд сложностей:

• большие операционные издержки на поддержку компьютерного парка;
• сложность, связанная с управлением настольными ПК;
• обеспечение пользователям безопасного и надежного доступа к ПО и приложениям, необходимым для работы;
• техническое сопровождение пользователей;
• установка и обновление лицензий на ПО и техническое обслуживание;
• резервное копирование и т.д.

Уйти от этих сложностей и сократить издержки, связанные с их решением, возможно благодаря применению технологии виртуализации рабочих мест сотрудников на базе инфраструктуры виртуальных ПК – Virtual Desktop Infrastructure ( VDI ). VDI позволяет отделить пользовательское ПО от аппаратной части – персонального компьютера, - и осуществлять доступ к клиентским приложениям через терминальные устройства.

VDI - комбинация соединений с удаленным рабочим столом и виртуализации. На обслуживающих серверах работает множество виртуальных машин, с такими клиентскими операционными системами, как Windows 7, Windows Vista и Windows XP или Linux операционными системами. Пользователи дистанционно подключаются к виртуальной машине своей настольной среды. На локальных компьютерах пользователей в качестве удаленного настольного клиента могут применяться терминальные клиенты, старое оборудование с Microsoft Windows Fundamentals или дистрибутив Linux.

VDI полностью изолирует виртуальную среду пользователей от других виртуальных сред, так как каждый пользователь подключается к отдельной виртуальной машине. Иногда используется статическая инфраструктура VDI , в которой пользователь всегда подключается к той же виртуальной машине, в других случаях динамическая VDI , в которой пользователи динамически подключаются к различным виртуальным машинам, и виртуальные машины создаются по мере необходимости. При использовании любой модели важно хранить данные пользователей вне виртуальных машин и быстро предоставлять приложения.

Наряду с централизованным управлением и простым предоставлением компьютеров, VDI обеспечивает доступ к настольной среде из любого места, если пользователи могут дистанционно подключиться к серверу.

Представим, что на клиентском компьютере возникла неполадка. Придется выполнить диагностику и, возможно, переустановить операционную систему. Благодаря VDI в случае неполадок можно просто удалить виртуальную машину и за несколько секунд создать новую среду, с помощью созданного заранее шаблона виртуальной машины. VDI обеспечивает дополнительную безопасность, так как данные не хранятся локально на настольном компьютере или ноутбуке.

Как пример виртуализации представлений можно рассматривать и технологию тонких терминалов, которые фактически виртуализируют рабочие места пользователей настольных систем: пользователь не привязан к какому-то конкретному ПК, а может получить доступ к своим файлам и приложениям, которые располагаются на сервере, с любого удаленного терминала после выполнения процедуры авторизации. Все команды пользователя и изображение сеанса на мониторе эмулируются с помощью ПО управления тонкими клиентами. Применение этой технологии позволяет централизовать обслуживание клиентских рабочих мест и резко сократить расходы на их поддержку - например, для перехода на следующую версию клиентского приложения новое ПО нужно инсталлировать только один раз на сервере.

Одним из наиболее известных тонких клиентов является терминал Sun Ray, для организации работы которого используется программное обеспечение Sun Ray Server Software . Для начала сеанса Sun Ray достаточно лишь вставить в это устройство идентификационную смарт-карту. Применение смарт-карты существенно повышает мобильность пользователя - он может переходить с одного Sun Ray на другой, переставляя между ними свою карточку и сразу продолжать работу со своими приложениями с того места, где он остановился на предыдущем терминале. А отказ от жесткого диска не только обеспечивает мобильность пользователей и повышает безопасность данных, но и существенно снижает энергопотребление по сравнению с обычными ПК, поэтому терминал Sun не имеет вентилятора и работает практически бесшумно. Кроме того, сокращение числа компонентов тонкого терминала уменьшает и риск выхода его из строя, а следовательно, экономит расходы на его обслуживание. Еще одно преимущество Sun Ray - это существенно расширенный по сравнению с обычными ПК жизненный цикл продукта , поскольку в нём нет компонентов, которые могут морально устареть.