Виртуализация в задачах оптимизации нагрузок на компьютерные системы (стр. 3 из 6)
Виртуализация позволяет консолидировать на одном физическом компьютере несколько ролей сервера, представив их в виде самостоятельных виртуальных машин. Такой подход позволяет сократить «размножение серверов» и максимально эффективно задействовать доступное оборудование. Каждая роль при этом работает в собственной изолированной виртуальной среде, что повышает безопасность и упрощает управление. Консолидировав несколько (десятков) виртуальных машин на одном солидном комплекте серверного оборудования с отказоустойчивыми массивами RAID и компонентами, допускающими «горячую замену», можно до предела сократить возможное время простоя. Процесс переноса серверных ролей с физических компьютеров на виртуальные машины называется — консолидация серверов (serverconsolidation). Он, представляет собой основную причину растущей популярности виртуализации в крупных компаниях.
· Функции высокой доступности для приложений, не поддерживающих кластеризацию Очень часто требуется обеспечить безотказную работу того или иного приложения. Обеспечить отказоустойчивость таких приложений, как SQL Server или Exchange Server, можно средствами кластеризации, но часто требуется обеспечить высокую доступность приложений, которые не поддерживают кластеризацию. Средствами виртуализации можно обеспечить высокую доступность целого сервера, независимо от того, какая ОС на нём работает и какие приложения под ней функционируют. Возможность автоматически определять вышедший из строя физический сервер и перемещает виртуальную машину на работающие сервера.
· Сокращение административных издержек В сравнении с физической инфраструктурой, виртуальная инфраструктура обеспечивает целый ряд возможностей, упрощающих и ускоряющих процессы по поддержке и управлению ИТ-инфраструктурой:
o Централизованное резервирование всех виртуальных серверов в режиме реального времени.
o Технология моментальных снимков состояния серверов. В отличие от снимков дисков с использованием технологии VSS, снимок сервера включает в себя снимок оперативной памяти. Т.е. появляется возможность откатить состояние работающего сервера, без перезагрузки и без завершения работы приложений (после отката состояния, все службы и приложения остаются в рабочем состоянии).
o Быстрое развёртывание новых серверов путём простого дублирования уже развёрнутых.
o Ввиду независимости виртуальных серверов от оборудования существует возможность быстрого и простого переноса операционных систем и приложений с одного физического сервера на другой с отличающейся платформой.
o Централизованный мониторинг ресурсов и загруженности серверов.
o Возможность распределения всех ресурсов физических серверов (процессоров, памяти, дисков) между виртуальными серверами.
· Непрерывность бизнес-операций Еще один важный стимул к внедрению виртуализации — необходимость обеспечить непрерывность ведения бизнес-операций в случае катастрофического сбоя. Восстановление важной серверной роли с архивной ленты, после того как один из ваших компьютеров вдруг задымился, — долгий и болезненный процесс, особенно когда за спиной стоит исполнительный директор компании и нервно крутит пальцами в ожидании конца вашей работы. Конечно, замечательно, если у вас в шкафу спрятан готовый сервер на замену, но такое решение стоит денег — как в смысле оборудования, так и в смысле лицензий на использование ПО.
Виртуализация и здесь придет на помощь. Гостевая (guest) ОС, работающая на виртуальной машине (ВМ), вообще говоря, не зависит от оборудования, на котором работает базовая (host) ОС. Поэтому вы с легкостью восстановите виртуальный сервер на системе, оборудование которой отлично от аппаратной комплектации «сгоревшего* компьютера. За счет облегчения процесса восстановления, благодаря виртуальным ма шинам вы сократите плановое и внеплановое время простоя и обеспечите доступность 1ажных сетевых служб.
· Тестирование и разработка Последнее время новые технологии льются на нас непрерывным потоком. Тестирование новых платформ с помощью виртуализации также производится куда легче.
· Виртуализация в центрах данных Особое место виртуализация занимает и в центрах данных, поскольку позволяет отделить рабочую нагрузку от оборудования и тем самым обеспечить его наиболее эффективное использование. Можно оперативно распределять необходимые ресурсы для текущей рабочей нагрузки, легко масштабируя решения как в сторону расширения, так и в сторону сокращения.
· Поддержка старых операционных систем и приложений Виртуальные машины часто используются для работы приложений, функционирующих под управлением ранних операционных систем, таких как WindowsNT. Если вы развернули операционную систему в виртуальной среде, то вам не придется для ее работы выделять отдельный физический сервер.
· Максимизация серверной работы Посредством виртуализации вы можете изолировать приложения в отдельной виртуальной машине и предотвратить эффект домино, когда сбой в одном приложении может повлечь за собой сбой в работе всех остальных приложений. Например, если в виртуальной машине происходит сбой какого-либо приложения, то это никак не влияет на работу сервера и других виртуальных машин. Еще одна причина, по которой говорят, что виртуализация улучшает общую работу сервера, — это уменьшение конфликтов на аппаратном уровне. Виртуальные машины с их программными аппаратными драйверами предлагают пользователям стабильное рабочее окружение для приложений, благодаря чему последние работают ввиртуальных средах практически без сбоев.
2.2 Виртуализация серверов.
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.
Основные решения в области виртуализации принадлежат следующим продуктам:
· Bochs
· FAUmachine
· KVM
· Parallels
· Qemu
· SVISTA
· twoOStwo
· VirtualBox
· Virtual Iron
· Microsoft (Hyper-V)
· VMware (ESX Server)
· Xen
Типичные представители это продукты VmWare (ESX, Server, Workstation) и Microsoft (Hyper-V, Virtual Serer, Virtual PC).
Microsoft Hyper-V и VMware ESX являются конкурирующими продуктами, ориентирующимися на рынок систем виртуализации масштаба предприятия. В данный момент решение VMware превосходит по возможностям решение Microsoft, но тем не менее Microsoft Hyper-V обладает некоторыми преимуществами, а именно: Hyper-V бесплатен, более лёгок в настройке, а следовательно более дёшев в обслуживании; поскольку Hyper-V является ролью Windows Server 2008, то он будет работать на любом оборудовании, на котором работает Windows Server 2008, а VMware ESX построен на базе UNIX и имеет ограниченный набор драйверов и как следствие поддерживаемого оборудования.
2.2.1 Виртуализация серверов на базе VMware vSphere
VMware vSphere – представляет собой пакет программных продуктов, предназначенных для создания и функционирования систем виртуализации в масштабах предприятия. Виртуализация на базе VMware vSphere позволяет всем приложениям и серверам предприятия абстрагироваться от аппаратной платформы. Приложения и серверы не привязываются к какому-либо оборудованию. Благодаря виртуализации VMware появляется возможность функционирования множества разнородных несовместимых между собой приложений и серверов на одном и том же оборудовании одновременно. Решения на базе VMware vSphere являются основным средством виртуализации, применяемым при построении центров обработки данных (ЦОД). Основными требованиями при построении ЦОД являются: высокая плотность установки серверов, гибкость и надёжность информационных систем, высокая доступность и производительность приложений, оптимизация энергопотребления и тепловыделения.
Рис. 2.1 Виртуализация серверов на базе VmWare vSphere (VMware ESX)
2.2.2 Виртуализация серверов на базе Microsoft Hyper-V
Microsoft Hyper-V представляет собой решение для виртуализации серверов в корпоративных средах. Hyper-V является ролью 64-х битной версии Windows Server 2008. В отличие от продуктов Microsoft Virtual Server или Virtual PC, Hyper-V обеспечивает виртуализацию на аппаратном уровне, с использованием технологий виртуализации, встроенных в процессоры. Таким образом, Hyper-V обеспечивает высокую производительность, практически равную производительности одной операционной системы, работающей на выделенном сервере.
Microsoft Hyper-V, как и VMware ESX позволяет консолидировать несколько серверов на одном физическом сервере. Виртуализация позволяет операционным системам и приложениям абстрагироваться от физического оборудования и конфигурации серверов. Независимость операционных систем и приложений от оборудования позволяет легко осуществлять миграцию с одного физического сервера на другой. Виртуализация на базе Hyper-V позволяет избавиться от необходимости покупки большого количества серверов, для обеспечения функционирования множества операционных систем или несовместимых между собой приложений.
Возможности виртуализации Microsoft Hyper-V значительно расширяются при помощи Microsoft System Center Virtual Machine Manager 2008 (SCVMM 2008).
SCVMM 2008 обеспечивает следующие возможности:
- Централизованное управление серверами виртуальных машин в масштабах предприятия. SCVMM 2008 поддерживает управление серверами Microsoft Hyper-V, Microsoft Virtual Server, VMware ESX и в будущем будет реализована поддержка Xen.
- Создание библиотеки шаблонов виртуальных машин. Шаблоны виртуальных машин представляют собой наборы образов предустановленных операционных систем, которые могут быть развёрнуты за считанные минуты.
- Мониторинг и размещение виртуальных машин в соответствие с загруженностью физических серверов.
- Миграция (конвертирование) физических серверов в виртуальные машины - технология P2V. Технология P2V позволяет произвести перенос физического сервера на виртуальный без остановки работы. Таким образом, появляется возможность онлайнового резервирования целого сервера, и в случае выхода его из строя, можно в течение минуты запустить виртуальный сервер и продолжить работу.
- Миграция (конвертирование) виртуальных машин других форматов в виртуальные машины Hyper-V - технология V2V. Данная технология аналогична P2V, но при этом позволяет переносить виртуальные машины Microsoft Virtual Server или VMware ESX в Hyper-V.
- Управление кластерами Hyper-V.
