Здравствуйте, уважаемые друзья.
Сегодня поговорим о таком понятии, как виртуальность применительно к IT технологиям. Как обычно, статья будет разбита на несколько частей. Это будет сделано для лучшего понимания материала, и как обычно, постараюсь объяснить всё "на пальцах". И так, приступаем!
В наши дни никого не удивить рекламой различных "Лучших VPN-сервисов", "Самых быстрых VPN" и тому подобных вещей. Понятно, что любому мало-мальски грамотному айтишнику и так ясно, о чём идет речь, однако же и среди нашего брата порой встречается непонимание того, что такое VPN и с чем его едят. Значительно меньшее количество упоминаний встречается в связи с виртуальными машинами и виртуализацией в целом, так как тема весьма специфичная и в домашнем хозяйстве мало применимая. Но и этот вопрос мы постараемся разобрать максимально понятным языком.
В WikiPedia дается определение виртуальности: "Виртуальность это объект или состояние, которые реально не существуют, но могут возникнуть при определенных условиях". Остальные справочники, включая философские, говорят нам то же самое. Понятное определение? Кому как... В общем случае, что бы объяснить, что же такое виртуальность, прибегнем к нашему воображению и реальному миру. Реальный мир это то, что мы воспринимаем нашими 5-ю органами чувств - глаза (зрение), уши (слух), язык (вкус), нос (обоняние), кожа (осязание). Не будем в данные момент углубляться в дебаты на предмет "3-го глаза" и подобных вещей, речь не о том. Человек, как существо, обладающее разумом, имеет одну интересную способность, а именно - воображение. Достаточно подробно и на мой взгляд понятно эту способность описывает всё та же WikiPedia.
Применив эту нашу способность, мы, закрыв глаза или сосредоточившись, можем вообразить (представить) себе любой образ - будь то морское побережье, лес, воспоминание или вообще нечто, что в силу фантазии может нарисовать вам воображение. Так вот именно этот образ и будет виртуальностью (виртуальной реальностью), то есть тем, чего в физическом мире в данный момент не существует, но существует в вашем воображении.
Проведя аналогию между миром компьютеров, компьютерными сетями и человеком, мы подходим к пониманию того, что же такое виртуальность в разрезе информационных технологий.
На физическом уровне (тело) компьютер представляет собой определенный набор микросхем (процессор, вспомогательные схемы), систему питания (блок питания), систему ввода-вывода информации (видеокарты и звуковые карты, порты для подключения клавиатуры и мышки, сетевые карты и т.д.).
На логическом уровне (сознание) находится уже программное обеспечение (например операционные системы - ОС), позволяющее взаимодействовать и управлять физическим уровнем (телом), а так же, взаимодействовать с подключенными устройствами (аналогично органам чувств у человека) и периферийными устройствами (руками, ногами у человека). Немаловажным так же является возможность взаимодействовать с другими компьютерами (используя компьютерную сеть например) - аналог речи у человека.
Теперь мы подходим к самому непонятному интересному. Что же такое виртуальность или виртуализация в разрезе компьютерной техники и компьютерных сетей? Это реализация и представление на программном уровне (не на физическом) процессов, протекающих так, как будто они работали бы на реальном физическом железе. Поясню чуть подробнее. Например, существует программное обеспечение (ПО), которое позволяет запустить и смоделировать и работу компьютерной системы или операционной системы (ОС) таким образом, как если бы они работали на реальном физическом уровне (железе). Причем саму среду, в которой будет работать такая операционная система можно изменять в достаточно широких пределах - изменять объём оперативной памяти, размер жесткого диска, изменять другие параметры среды (системы ввода-вывода, тип сетевого интерфейса и многое другое). Таким образом, на реальном физическом железе в реальной операционной системе возможно изолированно запустить другую операционную систему и смоделировать её поведение и процессы так, как это происходило бы в реальности. Такое программное обеспечение называется средой виртуализации. Система, запущенная в такой среде будет виртуальной. Наиболее известными системами виртуализации являются VirtualBox, Hyper-V, KVM, VMWare.
В каких случаях применяются такие системы? Примеров применения может очень много. Наиболее часто виртуализация применяется для разделения физических ресурсов одного компьютера (сервера) для выполнения нескольких изолированных друг от друга задач. Как пример - виртуализация нескольких операционных систем на одном сервере. Допустим, сервер имеет 32 физических процессора, 128 Гбайт оперативной памяти и внушительные 16 Тбайт пространства на жестких дисках. Какие задачи может выполнять подобное оборудование, если на него установлена только одна операционная система? Понятно, что в случае использования одним пользователем, бОльшую часть времени аппаратное обеспечение такого компьютера будет простаивать, так как достаточно сложно найти задачу, которая позволила бы использовать всю мощность подобной системы на 100%. Если же на такой компьютер установить систему виртуализации и запустить на ней допустим 32 виртуальные системы, то мы получим как минимум 32 виртуальных компьютера со следующими параметрами: 1 процессор, 4 Гбайт оперативной памяти и жестким диском объёмом 512 Гбайт. Я привожу данные для примера, в реальности системы виртуализации позволяют динамически менять параметры виртуальных машин в зависимости от нагрузки или задач, которые возлагаются на такие системы.
Выше мы рассмотрели пример "промышленного" применения виртуализации . Давайте разберем пример применения систем виртуализации так сказать "в народном хозяйстве и быту". Допустим, вы всю сознательную жизнь работали с операционной системой Microsoft Windows. Да, система удобная, есть просто огромное количество программ и игр, но ваш знакомый нахваливает линейку операционных систем Linux (пусть это будет Linux Mint)- мол и бесплатна, и быстрее работает, и вирусов нет (и прочие прелести)... Как нам убедиться в том, что этот самый Linux Mint нам подойдёт? Компьютер у нас один, не переустанавливать же систему на нём? В данном случае нам может помочь система виртуализации, например VirtualBox или VMWare Workstation. Устанавливаем выбранный продукт на своём компьютере, запускаем установку Linux Mint в виртуальной среде и по окончании установки у вас на компьютере будет виртуальная машина с операционной системой Linux. Поработав с виртуальной машиной вы сможете оценить, подойдет ли она вам в качестве основной операционной системы или нет. Если она вам не понравится, просто удалите её из среды виртуализации, что бы она не занимала место на диске вашего компьютера. В третьей части статьи мы рассмотрим процесс установки самой среды виртуализации (на примере VirtualBox) и упомянутой выше операционной системы Linux Mint, а пока для примера снимок экрана виртуальной операционной системы с моего компьютера (рис.1):
На сегодня это всё, друзья. Во второй части мы рассмотрим основополагающее понятие "протокол передачи данных" в сетях и узнаем, что такое VPN, какие виды бывают и где применяются.