Что такое Виртуализация? Если простыми словами, это программная имитация аппаратных ресурсов или, Виртуализация — это предоставление набора вычислительных ресурсов или их логического объединения, абстрагированное от аппаратной реализации, и обеспечивающее при этом логическую изоляцию друг от друга вычислительных процессов, выполняемых на одном физическом ресурсе.
Основные типы виртуализации:
- Виртуализация представлений (служба удаленных рабочих столов, например, для запуска определенной программы с определенными настройками)
- Виртуализация приложений (служит для проверки/тестирования приложений, в случае если есть угроза системе)
- Виртуализация серверов (на физическую машину устанавливается гипервизор на которой создаются виртуальные машины, которым выделяются свои ресурсы (свой виртуальны жесткий диск, виртуальная оперативная память и т.д.)
Виртуальная машина — это система, представляющая собой логический сервер внутри физического со своим набором характеристик, накопителями и операционной системой. По-другому — это специальная среда, которую гипервизор создает для вашей гостевой операционной системы во время ее работы.
Основные действия с виртуальной машиной:
- Создание новой ВМ;
- Настройка ресурсов (кол-во процессов, ядер, виртуальной оперативной памяти, виртуальный жесткий диск и т.д.);
- Клонирование (есть эталонная ОС, которую можно клонировать);
- Снимок состояния (для откатов);
- Подключение внешних устройств;
- Службы интеграции (перенос с хостовой ОС на виртуальную).
Оперативную память и жесткий диск на виртуальной машине можно задать динамическими, это значит, что от хостового железа будет отъедаться ресурсы по необходимости, т.е. на старте жесткий диск, грубо говоря, равен только размеру занимаемой ОС. В противном случае, если оперативная память и жесткий диск не динамические ресурсы, размеры памяти будут равны тому, сколько задал пользователь при настройки ВМ.
Виды виртуальных сетей:
- Bridged (мост)– механизм объединения двух сетевых интерфейсов. Условно, как патчкорд, соединяющий два порта. Может быть программным;
Этот тип сетевого взаимодействия позволяет привязать сетевой адаптер виртуальной машины к физическому сетевому интерфейсу компьютера, что дает возможность разделять ресурсы сетевой карты между хостовой и виртуальной системой. Виртуальная машина с таким типом сетевого взаимодействия будет вести себя по отношению к внешней сети хостовой системы как независимый компьютер. Вы можете назначить такой машине собственный IP-адрес в домашней сети или сети организации, либо она получит его от внешнего DHCP-сервера. Для создаваемой виртуальной машины этот тип сетевого взаимодействия назначается по умолчанию, поскольку это наиболее простой способ организации сетевого взаимодействия между виртуальной машиной, хостом и внешней сетью.
Используется в случаях, когда нужно организовать сопоставление физического интерфейса хостовой машины и виртуального интерфейса гостевой машины. Хостовая машина при этом будет выступать как бы коммутатором. Можно назначить IP-адрес на виртуальную машину из той же сети, что и хостовая.
- NAT – механизм трансляции сетевых адресов, когда на хосте работает специальная служба, которая занимается самой трансляцией – отображением виртуального (частного) адреса или группы адресов в один реальный и обратно;
Этот тип сетевого взаимодействия очень похож на Host-Only, за одним исключением: к виртуальному коммутатору VMnet8 подключается устройство трансляции IP-адресов (NAT). К этому коммутатору также подключается DHCP-сервер, раздающий виртуальным машинам адреса из заданного диапазона (по умолчанию 192.168.89.128 — 192.168.89.254) и, непосредственно, сами виртуальные машины. NAT-устройство позволяет осуществлять трансляцию IP-адресов, что позволяет виртуальным машинам инициировать соединения во внешнюю сеть, не предоставляя при этом механизма доступа к виртуальным машинам извне.
Используется в случаях, когда нужно отобразить целую подсеть из частного диапазона (RFC 1918) на IP-адрес хостовой машины. При этом на хостовой – работает служба от гипервизора, которая занимается трансляцией адресов. Хостовая машина при этом выступает как бы в роли маршрутизатора.
- Host-only (только узел) – у ВМ нет выхода в интернет;
Такой тип сетевого взаимодействия оптимален для целей тестирования программного обеспечения, когда вам требуется организовать виртуальную сеть в пределах хоста, а виртуальным машинам не требуется выход во внешнюю сеть. В виртуальной подсети действует DHCP-сервер, подключенный к виртуальному коммутатору VMnet1 и назначающий виртуальным машинам IP-адреса из заданного диапазона (по умолчанию 192.168.179.128 — 192.168.179.254).
- Custom (другое);
- LAN segment (Internal Network – внутренняя сеть для VirtualBox) – полностью изолированная сеть, некое подобие VLAN, чисто на программном уровне, объединение различных виртуальных интерфейсов в один домен коллизий.
Гипервизор - программа или аппаратная схема, обеспечивающая или позволяющая одновременное, параллельное выполнение нескольких операционных систем на одном и том же хост-компьютере. Гипервизор также обеспечивает изоляцию операционных систем друг от друга, защиту и безопасность, разделение ресурсов между различными запущенными ОС и управление ресурсами.
Типы гипервизоров
Существуют также гибридные гипервизоры, обладающие частью признаков как первого, так и второго типов (сочетание «тонкого» гипервизора и специальной, работающей «на железе» служебной ОС под его управлением). Гипервизор управляет напрямую процессором и памятью, а через служебную ОС гостевые получают доступ к устройствам ввода-вывода.
Преимущества и недостатки виртуализации:
Кластеры– группа хостов (физических серверов) под управлением единого сервера для совместного выполнения определенных функций как целостная система, связывающаяся через сеть.
Немного о технологиях кластеров на VMware.
На платформе виртуализации VMware vSphere можно построить 2 разновидности кластеров: High-availability кластер (HA) и Distributed Resource Scheduler кластер (DRS).
HA-кластер будет означать, что определенное количество физических серверов объединяется в кластер и на них запускаются виртуальные машины. В случае выхода из строя одного из хостов, виртуальные машины запускаются на других серверах из группы, на которых предварительно было выделено для этого место. В итоге время простоя равно времени загрузки операционной системы «виртуалки».
Если необходимо сократить время простоя до минимального времени рекомендуется использовать технологию VMware Fault Tolerance. Основную идею опции можно описать как создание синхронно работающей реплики виртуальной машины на другом сервере и мгновенное переключение на неё при выходе из строя основного хоста.
Технология VMware DRS используется для выравнивания нагрузки в кластере. Для этого на первоначальном этапе ресурсы кластера объединяются в пул и затем происходит балансировка нагрузки между хостами путем перемещения виртуальных машин. DRS может рекомендовать перемещение с необходимым подтверждением от администратора или делать это в автоматическом режиме. Происходит это с использованием утилиты «живой миграции» vMotion, благодаря которой миграция не требует остановки ВМ. Пользователи продолжают работать с одним экземпляром ВМ до тех пор, пока данные не будут перенесены на другой хост. В последний момент копируются последние изменения из оперативной памяти, пользователь видит незначительное кратковременное снижение быстродействие системы и через мгновение уже работает с той же ВМ, которая по факту уже находится на другом физическом сервере.
В случае с кластером VMware группа из 2-х и более серверов ESXi находится под централизованным управлением VMware vCenter Server. Собственно, создавать виртуальные машины можно и на одном хосте с установленным гипервизором VMware ESXi, но возможностей HA, DRS и прочих у вас не будет. Вы просто сможете «нарезать» ваш физический сервер на несколько виртуальных, а его неработоспособность будет означать простой всех ВМ.
Чтобы пользоваться всеми кластерными возможностями необходимо использовать платформу VMware vSphere, которая включает в себя сервер управления ESXi-хостами и СХД, так называемый и упомянутый выше, vCenter Server. Также для построения кластера потребуется подключение системы хранения данных. В ней в особенной кластерной файловой системе VMFS хранятся разделы с файлами виртуальных машин, которые доступны для чтения и записи всем ESXi-хостам кластера. По причине хранения в одном месте и независимости виртуальной машины от физической платформы достигается быстрое перемещение и восстановление при помощи HA, DRS, FT, vMotion.
VMware vCenter Server, если говорить упрощенно, является набором служб и базой данных. Каждая из служб занимается своим конкретным списком задач и взаимодействует с другими службами и/или хостами ESXi. vCenter Server – это некий командный пункт, которому подчиняются гипервизоры ESXi на хостах. Общение между ними происходит через хостовых агентов VPXA. Из панели управления vCenter Server можно делать даже больше, чем подключившись напрямую к ESXi. Если в ESXi вы сможете создавать/удалять виртуальные машины, то с помощью vCenter Server вы можете дополнительно создать и настроить для них кластер и все необходимые кластерные опции, часть из которых описана выше.
VMware vCenter Server может работать как на отдельной физическом сервере, так и внутри виртуальной машины на том же хосте, которым сам же и управляет.
Оригинальные источники:
2) www.ixbt.com