Herramientas de virtualización máquina virtual. Implementación de herramientas de virtualización como solución para la gestión centralizada de la infraestructura empresarial

Concepto de entorno virtual

Una nueva dirección de la virtualización, que brinda una imagen holística general de toda la infraestructura de la red utilizando tecnología de agregación.

Tipos de virtualización

La virtualización es un término general que cubre la abstracción de recursos para muchos aspectos de la informática. Los tipos de virtualización se enumeran a continuación.

virtualización de software

Difusión dinámica

Con traducción dinámica ( traducción binaria) el hipervisor intercepta los comandos OC invitados problemáticos. Una vez que estos comandos se reemplazan por otros seguros, el control vuelve al sistema operativo invitado.

paravirtualización

La paravirtualización es una técnica de virtualización en la que se preparan sistemas operativos invitados para ejecutarse en un entorno virtualizado, para lo cual se modifica ligeramente su kernel. El sistema operativo interactúa con el programa del hipervisor, que le proporciona una API invitada, en lugar de utilizar directamente recursos como la tabla de páginas de memoria.

El método de paravirtualización permite lograr un mayor rendimiento que el método de traducción dinámica.

El método de paravirtualización es aplicable solo si el sistema operativo invitado es de código abierto, lo que puede modificarse de acuerdo con la licencia, o si el hipervisor y el sistema operativo invitado están desarrollados por el mismo fabricante, teniendo en cuenta la posibilidad de paravirtualización del sistema operativo invitado (aunque se proporciona que un hipervisor puede ejecutarse bajo el nivel inferior del hipervisor, luego la paravirtualización del propio hipervisor).

El término apareció por primera vez en el proyecto Denali.

Virtualización integrada

ventajas:

Compartir recursos entre ambos sistemas operativos (catálogos, impresoras, etc.).
Interfaz fácil de usar para ventanas de aplicaciones de diferentes sistemas (ventanas de aplicaciones superpuestas, la misma minimización de ventanas que en el sistema host)
Cuando se ajusta a la plataforma de hardware, el rendimiento difiere poco del sistema operativo nativo original. Cambio rápido entre sistemas (menos de 1 segundo)
Un procedimiento simple para actualizar el sistema operativo invitado.
Virtualización bidireccional (las aplicaciones de un sistema se ejecutan en otro y viceversa)

Implementaciones:

virtualización de hardware

ventajas:

Simplifique el desarrollo de plataformas de software de virtualización proporcionando interfaces de administración basadas en hardware y soporte para invitados virtualizados. Esto reduce la complejidad y el tiempo para el desarrollo de sistemas de virtualización.
Capacidad para aumentar el rendimiento de las plataformas de virtualización. Los sistemas invitados virtuales son administrados directamente por una pequeña capa de middleware de software, el hipervisor, lo que resulta en un aumento del rendimiento.
La seguridad mejora, es posible cambiar entre varias plataformas de virtualización independientes en ejecución a nivel de hardware. Cada una de las máquinas virtuales puede funcionar de forma independiente, en su propio espacio de recursos de hardware, completamente aisladas entre sí. Esto le permite eliminar las pérdidas de rendimiento para mantener la plataforma de host y aumentar la seguridad.
El sistema huésped no está ligado a la arquitectura de la plataforma anfitriona ni a la implementación de la plataforma de virtualización. La tecnología de virtualización de hardware permite ejecutar invitados de 64 bits en sistemas de host de 32 bits (con entornos de virtualización de host de 32 bits).

Ejemplos de aplicación:

Laboratorios de prueba y capacitación: Es conveniente probar aplicaciones en máquinas virtuales que afectan la configuración de los sistemas operativos, como aplicaciones de instalación. Debido a la facilidad de implementación de las máquinas virtuales, a menudo se utilizan para entrenar nuevos productos y tecnologías.
distribución de software preinstalado: muchos desarrolladores de software crean imágenes listas para usar de máquinas virtuales con productos preinstalados y las proporcionan de forma gratuita o comercial. Estos servicios son proporcionados por Vmware VMTN o Parallels PTN

virtualización de servidores

colocación de varios servidores lógicos dentro de uno físico (consolidación)
combinar varios servidores físicos en uno lógico para resolver un problema específico. Ejemplo: Oracle Real Application Cluster, tecnología grid, clusters de alto rendimiento.

SVISTA
dosOSdos
Red Hat Enterprise Virtualización para servidores
PowerVM

Además, la virtualización de servidores simplifica la recuperación de sistemas fallidos en cualquier equipo disponible, independientemente de su configuración específica.

virtualización de estaciones de trabajo

virtualización de recursos

Partición de recursos. La virtualización de recursos se puede considerar como la división de un único servidor físico en varias partes, cada una de las cuales es visible para el propietario como un servidor independiente. No es una tecnología de máquina virtual, se implementa en el nivel del kernel del sistema operativo.

En sistemas con un hipervisor tipo 2, ambos sistemas operativos (invitado e hipervisor) consumen recursos físicos y requieren licencias separadas. Los servidores virtuales que funcionan en el nivel del kernel del sistema operativo casi nunca pierden velocidad, lo que hace posible ejecutar cientos de servidores virtuales en un servidor físico que no requieren licencias adicionales.

El espacio de disco compartido o el ancho de banda de la red en una cantidad de recursos del mismo tipo más pequeños y menos utilizados.

Por ejemplo, la implementación del uso compartido de recursos se puede atribuir al (Proyecto Crossbow), que le permite crear varias interfaces de red virtuales basadas en una física.

La agregación, distribución o adición de muchos recursos en grandes recursos, o agrupación de recursos. Por ejemplo, los sistemas multiprocesador simétrico combinan varios procesadores; Los administradores de discos y RAID combinan muchos discos en un disco lógico grande; RAID y redes utilizan múltiples canales agrupados para aparecer como un único canal de banda ancha. En el nivel meta, los clústeres de computadoras hacen todo lo anterior. A veces, esto también incluye sistemas de archivos de red extraídos de los almacenes de datos en los que se construyen, por ejemplo, Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL

virtualización de aplicaciones

ventajas:

aislamiento de la ejecución de la aplicación: ausencia de incompatibilidades y conflictos;
cada vez en su forma original: el registro no está abarrotado, no hay archivos de configuración; es necesario para el servidor;
costos de recursos más bajos en comparación con la emulación de todo el sistema operativo.

ver también

Enlaces

Descripción general de los métodos, arquitecturas e implementaciones de virtualización (Linux), www.ibm.com
Máquinas virtuales 2007. Natalia Elmanova, Sergey Pakhomov, ComputerPress 9'2007

virtualización de servidores

Virtualización de servidores. Neil McAllister, InfoMundo
Virtualización de servidores de arquitectura estándar. Leonid Chernyak, Sistemas abiertos
Alternativas a los líderes en el canal 2009, 17 de agosto de 2009

virtualización de hardware

Tecnologías de virtualización de hardware, ixbt.com
Espirales de virtualización de hardware. Alexander Alexandrov, Sistemas abiertos

notas

Fundación Wikimedia. 2010 .

Vea qué es "Virtualización" en otros diccionarios:

virtualización- Los trabajos del SNIA dan la siguiente definición general. "La virtualización es una acción (acto) de combinar varios dispositivos, servicios o funciones del componente interno de la infraestructura (back-end) con un componente externo adicional (front...

virtualización- Separación de la capa física de la red (ubicación y conexiones de dispositivos) de su capa lógica (grupos de trabajo y usuarios). Establezca una configuración de red basada en criterios lógicos en lugar de físicos. … Manual del traductor técnico

La virtualización de redes es el proceso de combinar recursos de red de hardware y software en una única red virtual. La virtualización de redes se divide en externa, es decir, conectar muchas redes en una virtual e interna, creando ... ... Wikipedia

La historia de las tecnologías de virtualización tiene más de cuarenta años. Sin embargo, luego de un período de aplicación triunfal en los años 70-80 del siglo pasado, principalmente en mainframes de IBM, este concepto pasó a un segundo plano a la hora de crear sistemas de información corporativos. El caso es que el propio concepto de virtualización está asociado a la creación de centros de cómputo de uso colectivo, con la necesidad de utilizar un único conjunto de hardware para formar varios sistemas distintos lógicamente independientes. Y desde mediados de los años 80, el modelo descentralizado de organización de sistemas de información basados en minicomputadoras, y luego en servidores x86, comenzó a dominar en la industria informática.

Virtualización para arquitectura x86

En las computadoras personales que aparecieron con el tiempo, el problema de la virtualización de los recursos de hardware, al parecer, no existía por definición, ya que cada usuario tenía a su disposición la computadora completa con su propio sistema operativo. Pero a medida que aumentó el poder de las PC y se expandió el alcance de los sistemas x86, la situación cambió rápidamente. La "espiral dialéctica" del desarrollo dio su siguiente giro y, con el cambio de siglo, comenzó otro ciclo de fortalecimiento de las fuerzas centrípetas en la concentración de los recursos informáticos. A principios de esta década, en el contexto del creciente interés de las empresas por aumentar la eficiencia de sus instalaciones informáticas, se inició una nueva etapa en el desarrollo de las tecnologías de virtualización, que ahora está asociada principalmente al uso de la arquitectura x86.

Debe enfatizarse de inmediato que, aunque no parecía haber nada previamente desconocido en las ideas de virtualización x86 en términos teóricos, era un fenómeno cualitativamente nuevo para la industria de TI en comparación con la situación de hace 20 años. El hecho es que en la arquitectura hardware-software de los mainframes y las computadoras Unix, los problemas de virtualización se resolvieron de inmediato a un nivel básico. El sistema x86, por otro lado, no se construyó con la expectativa de trabajar en modo de centro de datos, y su desarrollo en la dirección de la virtualización es un proceso evolutivo bastante complejo con muchas opciones diferentes para resolver el problema.

Otro punto, y quizás aún más importante, son los modelos de negocios fundamentalmente diferentes del desarrollo de mainframe y x86. En el primer caso, en realidad estamos hablando de un complejo de software y hardware de un solo proveedor para admitir una gama bastante limitada de software de aplicación para una gama no muy amplia de grandes clientes. En el segundo, nos enfrentamos a una comunidad descentralizada de fabricantes de hardware, proveedores de software básico y un enorme ejército de desarrolladores de software de aplicaciones.

El uso de herramientas de virtualización x86 comenzó a finales de los 90 con las estaciones de trabajo: junto con el aumento en la cantidad de versiones de SO cliente, la cantidad de personas (desarrolladores de software, especialistas en soporte técnico, expertos en software) que necesitaban tener varias copias de varios sistemas operativos sistemas

La virtualización de la infraestructura de servidores comenzó a utilizarse un poco más tarde, y esto se debió principalmente a la solución de los problemas de consolidación de los recursos informáticos. Pero aquí se formaron inmediatamente dos direcciones independientes:
compatibilidad con entornos operativos heterogéneos (incluidas las aplicaciones heredadas). Este caso se encuentra con mayor frecuencia dentro de los sistemas de información corporativos. Técnicamente, el problema se resuelve ejecutando simultáneamente varias máquinas virtuales en una computadora, cada una de las cuales incluye una instancia del sistema operativo. Pero la implementación de este modo se realiza utilizando dos enfoques fundamentalmente diferentes: virtualización completa y paravirtualización; ·
soporte para entornos informáticos homogéneos, que es más típico para el alojamiento de aplicaciones por parte de los proveedores de servicios. Por supuesto, aquí también puedes usar la opción de máquinas virtuales, pero es mucho más eficiente crear contenedores aislados basados en un solo núcleo de sistema operativo.

La próxima etapa de vida de las tecnologías de virtualización x86 comenzó en 2004-2006. y se asoció con el inicio de su aplicación masiva en los sistemas corporativos. En consecuencia, si los desarrolladores anteriores se dedicaban principalmente a la creación de tecnologías para la ejecución de entornos virtuales, ahora las tareas de administrar estas soluciones e integrarlas en la infraestructura de TI corporativa general han pasado a primer plano. Al mismo tiempo, hubo un aumento notable en la demanda de los usuarios personales (pero si en los años 90 eran desarrolladores y probadores, ahora estamos hablando de usuarios finales, tanto profesionales como domésticos).

Resumiendo lo anterior, en general, se pueden distinguir los siguientes escenarios principales para el uso de tecnologías de virtualización por parte de los clientes:

desarrollo y prueba de software; ·
simulación del trabajo de sistemas reales en puestos de investigación; ·
consolidación de servidores para aumentar la eficiencia en el uso de los equipos; ·
consolidación de servidores como parte de la resolución de problemas de soporte de aplicaciones heredadas; ·
demostración y estudio de nuevo software; ·
despliegue y actualización de software de aplicación en las condiciones de los sistemas de información existentes; ·
trabajo de los usuarios finales (principalmente usuarios domésticos) en PC con entornos operativos heterogéneos.

Opciones básicas de virtualización de software

Ya dijimos anteriormente que los problemas de desarrollar tecnologías de virtualización están en gran medida relacionados con la superación de las características heredadas de la arquitectura de hardware y software x86. Y para ello existen varios métodos básicos.

Virtualización completa (virtualización nativa completa). Se utilizan instancias no modificadas de sistemas operativos invitados y, para respaldar el funcionamiento de estos sistemas operativos, existe una capa común de emulación de su ejecución sobre el sistema operativo host, que es un sistema operativo normal (Fig. 1). Esta tecnología se utiliza, en particular, en VMware Workstation, VMware Server (anteriormente GSX Server, Parallels Desktop, Parallels Server, MS Virtual PC, MS Virtual Server, Virtual Iron. Las ventajas de este enfoque incluyen la relativa facilidad de implementación, versatilidad y confiabilidad de la solución, todas las funciones de administración son asumidas por el sistema operativo anfitrión.

Paravirtualización. La modificación del kernel del sistema operativo invitado se realiza de tal manera que incluye un nuevo conjunto de API a través de las cuales puede trabajar directamente con el hardware sin entrar en conflicto con otras máquinas virtuales (VM; Fig. 2). En este caso, no es necesario utilizar un sistema operativo completo como software host, cuyas funciones en este caso las realiza un sistema especial llamado hipervisor. Es esta opción la que hoy es la dirección más relevante en el desarrollo de tecnologías de virtualización de servidores y se utiliza en VMware ESX Server, Xen (y soluciones de otros proveedores basadas en esta tecnología), Microsoft Hyper-V. Las ventajas de esta tecnología son que no hay necesidad de un sistema operativo host: las máquinas virtuales se instalan en realidad y los recursos de hardware se utilizan de manera eficiente. Desventajas: en la complejidad de la implementación del enfoque y la necesidad de crear un hipervisor de sistema operativo especializado.

Virtualización a nivel del kernel del sistema operativo (virtualización a nivel del sistema operativo). Esta opción implica el uso de un solo núcleo del sistema operativo host para crear entornos operativos paralelos independientes (Fig. 3). Para el software invitado, solo se crea su propia red y entorno de hardware. Esta opción la utilizan Virtuozzo (para Linux y Windows), OpenVZ (una versión gratuita de Virtuozzo) y Solaris Containers. Ventajas: alta eficiencia en el uso de recursos de hardware, bajos costos técnicos generales, excelente capacidad de administración, minimización del costo de adquisición de licencias. Desventajas: implementación de solo entornos informáticos homogéneos.

La virtualización de aplicaciones implica el uso de un modelo de fuerte aislamiento de los programas de aplicación con interacción controlada con el sistema operativo, en el que cada instancia de la aplicación, todos sus componentes principales están virtualizados: archivos (incluidos los del sistema), registro, fuentes, archivos INI, objetos COM , servicios (Fig. 4 ). La aplicación se ejecuta sin el procedimiento de instalación en su sentido tradicional y se puede iniciar directamente desde medios externos (por ejemplo, desde tarjetas flash o desde carpetas de red). Desde una perspectiva de TI, este enfoque tiene beneficios claros: una implementación y administración más rápidas de los escritorios, lo que minimiza no solo los conflictos entre aplicaciones, sino también la necesidad de realizar pruebas de compatibilidad de aplicaciones. De hecho, este tipo de virtualización se usa en Sun Java Virtual Machine, Microsoft Application Virtualization (anteriormente llamado Softgrid), Thinstall (se convirtió en parte de VMware a principios de 2008), Symantec/Altiris.

Preguntas sobre la elección de una solución de virtualización

Decir que “el producto A es una solución de virtualización de software” no es suficiente para comprender las posibilidades reales de “A”. Para hacer esto, debe observar con más detalle las diversas características de los productos ofrecidos.

El primero de ellos está relacionado con el soporte de varios sistemas operativos como host y sistemas invitados, además de garantizar la capacidad de las aplicaciones para trabajar en entornos virtuales. Al elegir un producto de virtualización, el cliente también debe tener en cuenta una amplia gama de características técnicas: el nivel de pérdida de rendimiento de la aplicación como resultado de la aparición de una nueva capa operativa, la necesidad de recursos informáticos adicionales para el funcionamiento de el mecanismo de virtualización y la gama de periféricos admitidos.

Además de crear mecanismos para ejecutar entornos virtuales, hoy cobran protagonismo las tareas de gestión de sistemas: convertir entornos físicos en virtuales y viceversa, restaurar el sistema en caso de falla, transferir entornos virtuales de una computadora a otra, implementar y administrar software, garantizar la seguridad, etc.

Y finalmente, los indicadores de costos de la infraestructura de virtualización utilizada son importantes. Al mismo tiempo, se debe tener en cuenta que aquí en la estructura de costos, lo principal puede no ser el precio de las herramientas de virtualización en sí, sino la posibilidad de ahorrar en la compra de licencias para SO básicos o aplicaciones comerciales.

Los principales actores en el mercado de virtualización x86

El mercado de las herramientas de virtualización empezó a tomar forma hace menos de diez años y hoy ha adquirido unos contornos bastante definidos.

Establecido en 1998, VMware es uno de los pioneros en el uso de tecnologías de virtualización para computadoras x86 y hoy ocupa una posición de liderazgo en este mercado (según algunas estimaciones, su participación es del 70-80%). Desde 2004, es una subsidiaria de ECM Corporation, pero opera de forma autónoma en el mercado bajo su propia marca. Según EMC, el personal de VMware durante este tiempo creció de 300 a 3000 personas y los volúmenes de ventas se duplicaron anualmente. Según las cifras oficiales, la empresa se acerca ahora a los 1500 millones de dólares en ingresos anuales (de las ventas de productos de virtualización y servicios relacionados).Esta información refleja bien el aumento general en la demanda del mercado de herramientas de virtualización.

Actualmente, WMware ofrece una plataforma de virtualización integral de tercera generación, VMware Virtual Infrastructure 3, que incluye herramientas tanto para una sola PC como para un centro de datos. El componente clave de este paquete de software es el hipervisor VMware ESX Server. Las empresas también pueden aprovechar el VMware Virtual Server gratuito, que está disponible para proyectos piloto.

Parallels es el nuevo nombre (desde enero de 2008) de SWsoft, que también es un veterano en el mercado de la tecnología de virtualización. Su producto estrella es Parallels Virtuozzo Containers, una solución de virtualización a nivel de sistema operativo que le permite ejecutar muchos contenedores aislados (servidores virtuales) en un solo servidor Windows o Linux. Para automatizar los procesos comerciales de los proveedores de hosting, se ofrece Parallels Plesk Control Panel. En los últimos años, la compañía ha estado desarrollando activamente la línea de herramientas de virtualización de escritorio: Parallels Workstation (para Windows y Linux) y Parallels Desktop para Mac (para Mac OS en computadoras x86). En 2008, anunció el lanzamiento de un nuevo producto: Parallels Server, que admite el mecanismo de servidor de máquinas virtuales que utilizan diferentes sistemas operativos (Windows, Linux, Mac OS).

Virtualización de servidores. Ofrece dos enfoques tecnológicos diferentes: el uso de Microsoft Virtual Server 2005 y la nueva solución Hyper-V Server (actualmente en versión beta). ·
Virtualización para PC. Realizado con el producto gratuito Microsoft Vitrual PC 2007. ·
Virtualización de aplicaciones. Para tales tareas, se propone el sistema Microsoft SoftGrid Application Virtualization (anteriormente llamado SoftGrid). ·
Virtualización de presentaciones. Se implementa utilizando los servicios de terminal de Microsoft Windows Server y, en general, es un modo de acceso a terminal muy conocido. ·
Gestión integrada de sistemas virtuales. En la solución de estos problemas, se otorga un papel clave a System Center Virtual Machine Manager, lanzado a fines del año pasado.

Sun Microsystems ofrece un conjunto de tecnologías de varios niveles: SO tradicional, gestión de recursos, virtualización de SO, máquinas virtuales y dominios a nivel de hardware (particiones duras). Esta secuencia se basa en el principio de aumentar el nivel de aislamiento de la aplicación (pero al mismo tiempo reducir la flexibilidad de la solución). Todas las tecnologías de virtualización de Sun se implementan dentro del sistema operativo Solaris. En términos de hardware, hay soporte para la arquitectura x64 en todas partes, aunque los sistemas basados en UltraSPARC inicialmente están mejor ajustados para estas tecnologías. Otros sistemas operativos también se pueden usar como máquinas virtuales, incluidos Windows y Linux.

Citrix Systems Corporation es un líder reconocido en infraestructuras de acceso a aplicaciones remotas. Reforzó significativamente su posición en el campo de las tecnologías de virtualización, comprando XenSource, el desarrollador de Xen, una de las principales tecnologías de virtualización de sistemas operativos, en 2007 por 500 millones de dólares. Justo antes de este acuerdo, XenSource presentó una nueva versión de su producto estrella XenEnterprise basado en el núcleo Xen 4. , Sun, Red Hat y Novell. Una cierta ambigüedad en la posición de Citrix en la futura promoción de Xen, incluso en el plan de marketing, permanece hasta el día de hoy. El lanzamiento del primer producto de la compañía basado en tecnología Xen, Citrix XenDesktop (para virtualización de PC), está programado para la primera mitad de 2008. Luego, se espera que se presente una versión actualizada de XenServer.

En noviembre de 2007, Oracle anunció su entrada en el mercado de la virtualización, presentando un software denominado Oracle VM para virtualizar aplicaciones de servidores de esta corporación y de otros proveedores. La nueva solución incluye un componente de software de servidor de código abierto y una consola de administración integrada basada en navegador para crear y administrar grupos virtuales de servidor que se ejecutan en sistemas x86 y x86-64. Los expertos vieron esto como la falta de voluntad de Oracle para brindar soporte a los usuarios que ejecutan sus productos en entornos virtuales de terceros. Se sabe que la solución Oracle VM se implementa sobre la base del hipervisor Xen. El movimiento de Oracle es único en el sentido de que parece ser la primera vez en la historia de la virtualización de computadoras que la tecnología en realidad no se adapta al entorno operativo, sino a aplicaciones específicas.

El mercado de la virtualización a través de los ojos de IDC

El mercado de virtualización de arquitectura x86 se encuentra en una etapa de rápido desarrollo y su estructura aún no se ha resuelto. Esto complica la evaluación de su rendimiento absoluto y el análisis comparativo de los productos aquí presentados. Esta tesis la confirma el informe de IDC “Enterprise Virtualization Software: Customer Needs and Strategies”, publicado en noviembre del año pasado. De mayor interés en este documento es la estructuración del software de virtualización de servidores, en el que IDC identifica cuatro componentes principales (Fig. 5).

plataforma de virtualización. Se basa en el hipervisor, así como en los controles de recursos básicos y la interfaz de programación de aplicaciones (API). Las características clave son la cantidad de sockets y la cantidad de procesadores compatibles con una máquina virtual, la cantidad de sistemas invitados disponibles bajo una licencia y la variedad de sistemas operativos compatibles.

Gestión de máquinas virtuales. Incluye herramientas de gestión para software de host y servidores virtuales. Hoy, las diferencias más notables en las propuestas de los proveedores son tanto en términos de composición de funciones como en términos de escalado. Pero IDC confía en que las capacidades de las herramientas de los proveedores líderes se nivelarán rápidamente y la administración de servidores físicos y virtuales se realizará a través de una sola interfaz.

infraestructura de máquinas virtuales. Una amplia gama de herramientas adicionales que realizan tareas como migración de software, reinicio automático, balanceo de carga de máquinas virtuales, etc. Según IDC, son las capacidades de este software las que influirán decisivamente en la elección de proveedores por parte de los clientes, y es precisamente a nivel de estas herramientas que la batalla se librará entre vendedores.

Soluciones de virtualización. Un conjunto de productos que le permiten asociar las tecnologías centrales mencionadas anteriormente con tipos específicos de aplicaciones y procesos comerciales.

En términos de un análisis general de la situación en el mercado, IDC identifica tres campos de participantes. La primera división es entre aquellos que virtualizan en el nivel superior del sistema operativo (SWsoft y Sun) y aquellos en el nivel inferior del sistema operativo (VMware, XenSource, Virtual Iron, Red Hat, Microsoft, Novell). La primera opción le permite crear las soluciones más eficientes en términos de rendimiento y costos de recursos adicionales, pero implementando solo entornos informáticos homogéneos. El segundo permite ejecutar varios sistemas operativos de diferentes tipos en una computadora. Dentro del segundo grupo, IDC traza otra línea entre los proveedores de productos de virtualización independientes (VMware, XenSource, Virtual Iron) y los proveedores de sistemas operativos que incluyen herramientas de virtualización (Microsoft, Red Hat, Novell).

Desde nuestro punto de vista, la estructuración de mercado propuesta por IDC no es muy precisa. Primero, por alguna razón, IDC no distingue entre dos tipos fundamentalmente diferentes de máquinas virtuales: usar un sistema operativo host (VMware, Virtual Iron, Microsoft) y un hipervisor (VMware, XenSource, Red Hat, Microsoft, Novell). En segundo lugar, si hablamos del hipervisor, es útil distinguir entre aquellos que usan sus propias tecnologías subyacentes (VMware, XenSource, Virtual Iron, Microsoft) y aquellos que otorgan licencias a otros (Red Hat, Novell). Y, por último, hay que decir que SWsoft y Sun tienen en su arsenal no solo tecnologías de virtualización a nivel de SO, sino también herramientas de soporte de máquinas virtuales.

Anotación: La tecnología de la información ha traído muchas cosas útiles e interesantes a la vida de la sociedad moderna. Todos los días, personas ingeniosas y talentosas encuentran más y más usos para las computadoras como herramientas eficientes para la producción, el entretenimiento y la colaboración. Muchos software y hardware, tecnologías y servicios diferentes nos permiten mejorar la conveniencia y la velocidad de trabajar con información todos los días. Cada vez es más difícil distinguir tecnologías realmente útiles de la corriente de tecnologías que se nos vienen encima y aprender a usarlas con el máximo beneficio. Esta conferencia tratará sobre otra tecnología increíblemente prometedora y realmente efectiva que está irrumpiendo rápidamente en el mundo de las computadoras: la tecnología de virtualización, que ocupa un lugar clave en el concepto de computación en la "nube".

El propósito de esta conferencia es obtener información sobre tecnologías de virtualización, terminología, variedades y principales ventajas de la virtualización. Familiarícese con las principales soluciones de los principales proveedores de TI. Considere las características de la plataforma de virtualización de Microsoft.

Tecnologías de virtualización

Según las estadísticas, el nivel promedio de utilización de la capacidad del procesador para servidores que ejecutan Windows no supera el 10%, para los sistemas Unix este indicador es mejor, pero no supera el 20% en promedio. La baja eficiencia de la utilización del servidor se explica por el enfoque de "una aplicación, un servidor", que se ha utilizado ampliamente desde principios de los años 90, es decir, cada vez que una empresa compra un nuevo servidor para implementar una nueva aplicación. Obviamente, en la práctica, esto significa un rápido aumento en el parque de servidores y, como resultado, un aumento en el costo del mismo. administración, Consumo de energía y refrigeración, así como la necesidad de espacio adicional para instalar más y más servidores y comprar licencias para el sistema operativo del servidor.

La virtualización de los recursos del servidor físico le permite distribuirlos de manera flexible entre aplicaciones, cada una de las cuales "ve" solo los recursos destinados a ella y "piensa" que se le asigna un servidor separado, es decir, en este caso, el "un servidor - varios Se implementa el enfoque de "aplicaciones", pero sin comprometer el rendimiento, la disponibilidad y la seguridad de las aplicaciones del servidor. Además, las soluciones de virtualización permiten ejecutar diferentes sistemas operativos en particiones al emular sus llamadas al sistema a los recursos de hardware del servidor.

Arroz. 2.1.

La virtualización se basa en la capacidad de una computadora para hacer el trabajo de varias computadoras distribuyendo sus recursos en múltiples entornos. Con servidores virtuales y escritorios virtuales, puede alojar múltiples sistemas operativos y múltiples aplicaciones en una sola ubicación. Así, las restricciones físicas y geográficas dejan de tener sentido. Además de ahorrar energía y reducir costos a través de un uso más eficiente de los recursos de hardware, la infraestructura virtual proporciona una alta disponibilidad de recursos, una administración más eficiente, una seguridad mejorada y una mejor recuperación ante desastres.

En un sentido amplio, el concepto de virtualización es el ocultamiento de la implementación real de un proceso u objeto de su verdadera representación para quien lo utiliza. Un producto de virtualización es algo que es fácil de usar, de hecho, tiene una estructura más compleja o completamente diferente a la que se percibe cuando se trabaja con un objeto. En otras palabras, hay una separación de la representación de la implementación de algo. La virtualización está diseñada para abstraer software del hardware.

En tecnología informática, el término "virtualización" suele referirse a la abstracción de recursos informáticos y la puesta a disposición del usuario de un sistema que "encapsula" (oculta en sí mismo) su propia implementación.. En pocas palabras, el usuario trabaja con una representación conveniente del objeto y no le importa cómo funciona realmente el objeto.

La capacidad de ejecutar múltiples máquinas virtuales en una sola máquina física actualmente genera mucho interés entre los profesionales de la informática, no solo porque aumenta la flexibilidad de la infraestructura de TI, sino también porque la virtualización realmente ahorra dinero.

La historia del desarrollo de las tecnologías de virtualización tiene más de cuarenta años. IBM fue el primero en pensar en crear entornos virtuales para varias tareas de usuario, y luego volvió a los mainframes. En los años 60 del siglo pasado, la virtualización tenía un interés puramente científico y era una solución original para aislar los sistemas informáticos dentro de un único ordenador físico. Después de la llegada de las computadoras personales, el interés en la virtualización se debilitó un poco debido al rápido desarrollo de los sistemas operativos, que exigían lo suficiente al hardware de esa época. Sin embargo, el rápido crecimiento del hardware informático a fines de la década de 1990 obligó a la comunidad de TI a pensar nuevamente en las tecnologías de virtualización de plataformas de software.

En 1999, VMware introdujo la tecnología de virtualización de sistemas basada en x86 como una poderosa herramienta que puede transformar los sistemas basados en x86 en una única infraestructura de hardware de propósito general que brinda aislamiento completo, movilidad y una amplia variedad de sistemas operativos para entornos de aplicaciones. VMware fue una de las primeras empresas en hacer una apuesta seria únicamente por la virtualización. Como ha demostrado el tiempo, resultó estar absolutamente justificado. Actualmente, WMware ofrece una plataforma de virtualización integral de cuarta generación, VMware vSphere 4, que incluye herramientas tanto para una sola PC como para un centro de datos. El componente clave de este paquete de software es el hipervisor VMware ESX Server. Más tarde, compañías como Parallels (anteriormente SWsoft), Oracle (Sun Microsystems), Citrix Systems (XenSourse) se unieron a la "batalla" por un lugar en esta dirección de moda del desarrollo de tecnología de la información.

Microsoft ingresó al mercado de la virtualización en 2003 con la adquisición de Connectix, lanzando su primer producto Virtual PC para PC de escritorio. Desde entonces, ha aumentado constantemente la gama de ofertas en esta área y hoy casi ha completado la formación de una plataforma de virtualización, que incluye soluciones como Windows 2008 Server R2 con el componente Hyper-V, Microsoft Application Virtualization (App-v) , Infraestructura de escritorio virtual de Microsoft (VDI), Servicios de escritorio remoto, System Center Virtual Machine Manager.

Hoy en día, los proveedores de tecnología de virtualización ofrecen plataformas confiables y fáciles de administrar, y el mercado de estas tecnologías está en auge. Según los principales expertos, la virtualización es ahora una de las tres tecnologías informáticas más prometedoras. Muchos expertos predicen que para 2015 aproximadamente la mitad de todos los sistemas informáticos serán virtuales.

El creciente interés por las tecnologías de virtualización en la actualidad no es casual. El poder de cómputo de los procesadores actuales está creciendo rápidamente, y la cuestión no es ni siquiera en qué gastar ese poder, sino que la "moda" moderna de los sistemas dual-core y multi-core, que ya ha penetrado en las computadoras personales (laptops y escritorios), es lo mejor que le permite realizar el potencial más rico de las ideas de virtualización de sistemas operativos y aplicaciones, llevando la conveniencia de usar una computadora a un nuevo nivel cualitativo. Las tecnologías de virtualización se están convirtiendo en uno de los componentes clave (incluidos los de marketing) en los procesadores más nuevos y futuros de Intel y AMD, en los sistemas operativos de Microsoft y otras empresas.

Beneficios de la virtualización

Estas son las principales ventajas de las tecnologías de virtualización:

Uso eficiente de los recursos informáticos. En lugar de 3 o incluso 10 servidores cargados en un 5-20 %, puede usar uno utilizado en un 50-70 %. Entre otras cosas, también ahorra electricidad, así como una reducción significativa de las inversiones financieras: se compra un servidor de alta tecnología que realiza las funciones de 5-10 servidores. Con la virtualización, puede lograr un uso significativamente más eficiente de los recursos porque agrupa los recursos de infraestructura estándar en un solo grupo y supera las limitaciones del modelo heredado de "una aplicación por servidor".
Reducción de costes de infraestructura: La virtualización reduce la cantidad de servidores y equipos de TI asociados en el centro de datos. Como resultado, se reduce la necesidad de mantenimiento, suministro de energía y enfriamiento de los recursos materiales, y se gasta mucho menos dinero en TI.
Reducción de costos de software. Algunos proveedores de software han introducido esquemas de licencia separados específicamente para entornos virtuales. Entonces, por ejemplo, al comprar una licencia para Microsoft Windows Server 2008 Enterprise, obtiene el derecho a usarla simultáneamente en 1 servidor físico y 4 virtuales (dentro de un servidor), y Windows Server 2008 Datacenter tiene licencia solo para la cantidad de procesadores y se puede utilizar simultáneamente en un número ilimitado de procesadores el número de servidores virtuales.
Aumente la flexibilidad y la capacidad de respuesta del sistema: La virtualización ofrece una nueva forma de administrar la infraestructura de TI y ayuda a los administradores de TI a dedicar menos tiempo a tareas repetitivas como iniciar, configurar, monitorear y mantener. Muchos administradores de sistemas han experimentado problemas cuando un servidor falla. Y no puedes, después de sacar el disco duro, moverlo a otro servidor, empezar todo como antes... ¿Y la instalación? buscar drivers, configurar, lanzar... y todo lleva tiempo y recursos. Al usar un servidor virtual, se puede iniciar instantáneamente en cualquier hardware y, si no existe dicho servidor, puede descargar una máquina virtual lista para usar con un servidor instalado y configurado de bibliotecas respaldadas por empresas que desarrollan hipervisores (programas de virtualización ).
Las aplicaciones incompatibles pueden ejecutarse en la misma computadora. Cuando se utiliza la virtualización en un servidor, es posible instalar servidores Linux y Windows, puertas de enlace, bases de datos y otras aplicaciones absolutamente incompatibles dentro de un sistema no virtualizado.
Aumente la disponibilidad de las aplicaciones y asegure la continuidad del negocio: Con una copia de seguridad confiable y una migración sin interrupciones de entornos virtuales completos, puede reducir el tiempo de inactividad planificado y garantizar una recuperación rápida del sistema en situaciones críticas. La "caída" de un servidor virtual no provoca la pérdida de otros servidores virtuales. Además, en caso de falla de un servidor físico, es posible reemplazarlo automáticamente con un servidor de respaldo. Y esto no sucede de manera notable para los usuarios sin reiniciar. Esto asegura la continuidad del negocio.
Funciones de archivo fáciles. Debido a que el disco duro de una máquina virtual generalmente se representa como un archivo de cierto formato ubicado en algún medio físico, la virtualización hace posible copiar fácilmente este archivo en un medio de respaldo como un medio para archivar y respaldar toda la máquina virtual. La capacidad de descomprimir todo el servidor es otra gran característica. Y puede levantar el servidor desde el archivo sin destruir el servidor actual y ver el estado de las cosas durante el período anterior.
Mejora de la capacidad de gestión de la infraestructura: El uso de la gestión centralizada de la infraestructura virtual le permite reducir el tiempo de administración del servidor, proporciona balanceo de carga y migración "en vivo" de máquinas virtuales.

máquina virtual llamaremos entorno de software o hardware que oculta la implementación real de cualquier proceso u objeto de su representación visible.

es un contenedor de software completamente aislado que ejecuta su propio sistema operativo y aplicaciones como una computadora física. Una máquina virtual actúa como una computadora física y contiene su propia RAM virtual (es decir, software), disco duro y adaptador de red..

El sistema operativo no puede distinguir entre máquinas virtuales y físicas. Lo mismo puede decirse de las aplicaciones y otras computadoras en la red. Incluso ella misma máquina virtual se considera una computadora "real". Pero a pesar de esto, las máquinas virtuales consisten únicamente en componentes de software y no incluyen hardware. Esto les da una serie de ventajas únicas sobre el hardware físico.

Arroz. 2.2.

Considere las características principales de las máquinas virtuales con más detalle:

Compatibilidad. Las máquinas virtuales son generalmente compatibles con todas las computadoras estándar. Al igual que una computadora física, una máquina virtual ejecuta su propio sistema operativo invitado y ejecuta sus propias aplicaciones. También contiene todos los componentes que son estándar para una computadora física (placa base, tarjeta de video, controlador de red, etc.). Por lo tanto, las máquinas virtuales son totalmente compatibles con todos los sistemas operativos, aplicaciones y controladores de dispositivos estándar. Una máquina virtual se puede utilizar para ejecutar cualquier software adecuado para la computadora física correspondiente.
aislamiento. Las máquinas virtuales están completamente aisladas entre sí, como si fueran computadoras físicas. Las máquinas virtuales pueden compartir los recursos físicos de una sola computadora y permanecer completamente aisladas entre sí, como si fueran máquinas físicas separadas. Por ejemplo, si hay cuatro máquinas virtuales ejecutándose en un servidor físico y una de ellas falla, la disponibilidad de las tres máquinas restantes no se ve afectada. El aislamiento es una razón importante de la mayor disponibilidad y seguridad de las aplicaciones que se ejecutan en un entorno virtual en comparación con las aplicaciones que se ejecutan en un sistema estándar no virtualizado.
Encapsulación. Las máquinas virtuales encapsulan completamente el entorno informático. Una máquina virtual es un contenedor de software que agrupa o "encapsula" un conjunto completo de recursos de hardware virtual, así como un sistema operativo y todas sus aplicaciones en un paquete de software. La encapsulación hace que las máquinas virtuales sean increíblemente móviles y fáciles de administrar. Por ejemplo, una máquina virtual se puede mover o copiar de una ubicación a otra como cualquier otro archivo de programa. Además, una máquina virtual se puede almacenar en cualquier medio de almacenamiento estándar, desde una unidad flash USB compacta hasta redes de almacenamiento corporativas.
Independencia del equipo. Las máquinas virtuales son completamente independientes del hardware físico subyacente en el que se ejecutan. Por ejemplo, para una máquina virtual con componentes virtuales (CPU, tarjeta de red, controlador SCSI), puede especificar configuraciones que sean completamente diferentes de las características físicas del hardware subyacente. Las máquinas virtuales pueden incluso ejecutar diferentes sistemas operativos (Windows, Linux, etc.) en el mismo servidor físico. En combinación con las propiedades de encapsulación y compatibilidad, la independencia del hardware brinda la capacidad de mover libremente máquinas virtuales de una computadora basada en x86 a otra sin cambiar los controladores de dispositivo, los sistemas operativos o las aplicaciones. La independencia del hardware también hace posible ejecutar sistemas operativos y aplicaciones completamente diferentes en combinación en la misma computadora física.

Considere los principales tipos de virtualización, tales como:

virtualización de servidores (virtualización completa y paravirtualización)
virtualización a nivel de sistema operativo,
virtualización de aplicaciones,
ver virtualización.

Solo los perezosos no han oído hablar de la virtualización hoy. Se puede decir sin exagerar que hoy en día es una de las principales tendencias en el desarrollo de las TI. Sin embargo, muchos administradores todavía tienen un conocimiento muy fragmentario y fragmentado del tema, creyendo erróneamente que la virtualización está al alcance solo de las grandes empresas. Dada la relevancia del tema, decidimos crear una nueva sección e iniciar una serie de artículos sobre virtualización.

¿Qué es la virtualización?

La virtualización hoy en día es un concepto muy amplio y diverso, pero no consideraremos todos sus aspectos hoy, esto está mucho más allá del alcance de este artículo. Para aquellos que recién se están familiarizando con esta tecnología, un modelo simplificado será suficiente, por lo que tratamos de simplificar y generalizar este material tanto como sea posible, sin entrar en detalles de implementación en una plataforma en particular.

Entonces, ¿qué es la virtualización? Esta es una oportunidad para ejecutar varias máquinas virtuales aisladas entre sí en una computadora física, cada una de las cuales "pensará" que se está ejecutando en una PC física separada. Considere el siguiente diagrama:

Además del hardware real, se lanza un software especial: hipervisor(o monitor de máquina virtual), que proporciona emulación de hardware virtual y la interacción de máquinas virtuales con hardware real. También se encarga de comunicar los PC virtuales con el entorno real a través de la red, carpetas compartidas, portapapeles compartido, etc.

El hipervisor puede ejecutarse tanto directamente sobre el hardware como a nivel del sistema operativo; también hay implementaciones híbridas que se ejecutan sobre un sistema operativo especialmente configurado en una configuración mínima.

Con la ayuda del hipervisor, se crean máquinas virtuales para las cuales se emula el conjunto mínimo necesario de hardware virtual y se proporciona acceso a los recursos compartidos de la PC principal, llamados " anfitrión". Cada máquina virtual, como una PC normal, contiene su propia copia del sistema operativo y el software de la aplicación, y la interacción posterior con ellos no es diferente de trabajar con una PC o servidor normal.

¿Cómo se organiza una máquina virtual?

A pesar de la aparente complejidad, una máquina virtual (VM) es solo una carpeta con archivos, dependiendo de la implementación específica, su conjunto y número puede variar, pero cualquier VM se basa en el mismo conjunto mínimo de archivos, la presencia del resto es no crítico.

El más importante es el archivo del disco duro virtual, su pérdida equivale a la falla del disco duro de una PC convencional. El segundo más importante es el archivo de configuración de la máquina virtual, que contiene una descripción del hardware de la máquina virtual y los recursos de host compartido que se le asignan. Dichos recursos incluyen, por ejemplo, la memoria virtual, que es un área dedicada de la memoria compartida del host.

En principio, la pérdida del archivo de configuración no es crítica, al tener solo un archivo HDD virtual disponible, puede iniciar la máquina virtual creando su configuración nuevamente. Al igual que tener un solo disco duro, puede conectarlo a otra PC de la misma configuración y obtener una máquina completamente funcional.

Además, la carpeta en la máquina virtual puede contener otros archivos, pero no son críticos, aunque su pérdida también puede ser indeseable (por ejemplo, instantáneas que le permiten revertir el estado de la PC virtual).

Beneficios de la virtualización

Según el propósito, la virtualización de escritorio y servidor se dividen. El primero se utiliza principalmente con fines educativos y de prueba. Ahora bien, para estudiar algún tipo de tecnología o probar la introducción de cualquier servicio en una red corporativa, todo lo que necesita es una PC bastante potente y una herramienta de virtualización de escritorio. La cantidad de máquinas virtuales que puede tener en su laboratorio virtual está limitada solo por el tamaño del disco, la cantidad de máquinas que se ejecutan simultáneamente está limitada principalmente por la cantidad de RAM disponible.

En la figura siguiente, la ventana de la herramienta de virtualización de escritorio de nuestro laboratorio de pruebas ejecuta Windows 8.

La visualización de servidores se usa ampliamente en infraestructuras de TI de cualquier nivel y permite usar un servidor físico para ejecutar varios servidores virtuales. Las ventajas de esta tecnología son obvias:

Uso óptimo de los recursos informáticos.

No es ningún secreto que la potencia de cómputo incluso de los servidores de nivel de entrada y solo de las PC medianas para muchas tareas y roles de servidor es redundante y no se usa por completo. Esto generalmente se resuelve agregando roles de servidor adicionales, pero este enfoque complica enormemente la administración del servidor y aumenta la probabilidad de fallas. La virtualización le permite utilizar de forma segura los recursos informáticos gratuitos mediante la asignación de un servidor para cada función crítica. Ahora, para realizar el mantenimiento en, digamos, un servidor web, no tiene que detener el servidor de la base de datos

Ahorro de recursos físicos

El uso de un servidor físico en lugar de varios le permite ahorrar energía, espacio en la sala de servidores y el costo de la infraestructura relacionada. Esto es especialmente importante para las empresas más pequeñas, que pueden reducir significativamente los costos de alquiler debido a la reducción del tamaño físico del equipo, por ejemplo, no es necesario tener una sala de servidores bien ventilada con aire acondicionado.

Aumento de la escalabilidad y la extensibilidad de la infraestructura

A medida que la empresa crece, la capacidad de aumentar de forma rápida y rentable el poder de cómputo de la empresa se vuelve cada vez más importante. Por lo general, esta situación implica el reemplazo de servidores por otros más potentes, seguido de la migración de roles y servicios de servidores antiguos a servidores nuevos. Es prácticamente imposible llevar a cabo tal transición sin fallas, tiempos de inactividad (incluidos los planificados) y varios tipos de "períodos de transición", lo que hace que cada expansión sea una pequeña emergencia para la empresa y los administradores, que muchas veces tienen que trabajar de noche y en los fines de semana.

La virtualización le permite resolver este problema de manera mucho más eficiente. Si tiene recursos informáticos de host gratuitos, puede agregarlos fácilmente a la máquina virtual deseada, por ejemplo, aumentar la cantidad de memoria disponible o agregar núcleos de procesador. Si es necesario mejorar el rendimiento de manera más significativa, se crea un nuevo host en un servidor más potente, donde se transfiere una máquina virtual que necesita recursos.

El tiempo de inactividad en esta situación es muy pequeño y se reduce al tiempo necesario para copiar los archivos de la máquina virtual de un servidor a otro. Además, muchos hipervisores modernos incluyen una función de "migración en vivo" que le permite mover máquinas virtuales entre hosts sin apagarlos.

Aumento de la tolerancia a fallos

Quizás la falla física del servidor es uno de los momentos más desagradables en el trabajo de un administrador de sistemas. Lo que complica la situación es el hecho de que la instancia física del sistema operativo casi siempre depende del hardware, lo que hace que sea imposible ejecutar rápidamente el sistema en otro hardware. Las máquinas virtuales no tienen ese inconveniente; si el servidor host falla, todas las máquinas virtuales se transfieren rápidamente y sin problemas a otro servidor reparable.

Sin embargo, las diferencias en el hardware de los servidores no juegan ningún papel, puede tomar máquinas virtuales de un servidor basado en Intel y lanzarlas con éxito unos minutos más tarde en un nuevo host que se ejecuta en una plataforma AMD.

La misma circunstancia le permite sacar servidores temporalmente para mantenimiento o cambiar su hardware sin detener las máquinas virtuales que se ejecutan en ellos, basta con moverlos temporalmente a otro host.

Capacidad para admitir sistemas operativos heredados

A pesar del progreso constante y el lanzamiento de nuevas versiones de software, el sector corporativo a menudo continúa utilizando versiones de software obsoletas, un buen ejemplo es 1C: Enterprise 7.7. La virtualización le permite adaptar dicho software a la infraestructura moderna sin costo adicional, y también puede ser útil cuando una PC antigua que ejecuta un sistema operativo obsoleto está fuera de servicio y no es posible ejecutarla en un hardware moderno. El hipervisor le permite emular un conjunto de hardware obsoleto para garantizar la compatibilidad con los sistemas operativos antiguos, y las utilidades especiales le permiten transferir un sistema físico a un entorno virtual sin perder datos.

Redes virtuales

Es difícil imaginar una PC moderna sin estar conectada a ningún tipo de red. Por lo tanto, las modernas tecnologías de virtualización le permiten virtualizar no solo computadoras sino también redes. Al igual que una computadora normal, una máquina virtual puede tener uno o más adaptadores de red que se pueden conectar a una red externa, a través de una de las interfaces de red física del host o a una de las redes virtuales. Una red virtual es un conmutador de red virtual al que se conectan los adaptadores de red de las máquinas virtuales. Si es necesario, en dicha red, utilizando el hipervisor, se pueden implementar los servicios DHCP y NAT para acceder a Internet a través de la conexión a Internet del host.

Las capacidades de las redes virtuales le permiten crear configuraciones de red bastante complejas incluso dentro del mismo host, por ejemplo, veamos el siguiente diagrama:

El host está conectado a una red externa a través de un adaptador de red físico LAN 0, la máquina virtual VM5 está conectada a la red externa a través de la misma interfaz física, a través de un adaptador de red LAN de máquina virtual 0. Para el resto de máquinas en la red externa, el host y VM5 son dos PC diferentes, cada una de ellas tiene su propia dirección de red, su propia tarjeta de red con su propia dirección MAC. La segunda NIC de VM5 está conectada al conmutador virtual de la red virtual VMNET 1, los adaptadores de red de las máquinas virtuales VM1-VM4 también están conectados a él. Por lo tanto, hemos organizado una red interna segura dentro de un host físico, que tiene acceso a la red externa solo a través del enrutador VM5.

En la práctica, las redes virtuales facilitan la organización de varias redes con diferentes niveles de seguridad dentro de un único servidor físico, por ejemplo, mover hosts potencialmente inseguros a la DMZ sin costos adicionales por equipos de red.

Instantáneas

Otra característica de virtualización, cuya utilidad es difícil de sobrestimar. Su esencia se reduce al hecho de que en cualquier momento, sin detener el funcionamiento de la máquina virtual, puede guardar una instantánea de su estado actual y más de uno. Para un administrador intacto, esto es solo una especie de vacaciones, pudiendo volver fácil y rápidamente al estado original si algo sale mal de repente. A diferencia de crear una imagen de un disco duro y luego restaurar el sistema con ella, lo que puede llevar mucho tiempo, el cambio entre instantáneas se lleva a cabo en cuestión de minutos.

Otro uso de las instantáneas es con fines educativos y de prueba, se pueden usar para crear un árbol de estado de máquina virtual completo, pudiendo cambiar rápidamente entre diferentes opciones de configuración. La siguiente figura muestra un árbol de imágenes de un enrutador de nuestro laboratorio de pruebas con el que está muy familiarizado gracias a nuestros materiales:

Conclusión

A pesar de que tratamos de dar solo una breve descripción general, el artículo resultó ser bastante voluminoso. Al mismo tiempo, esperamos que gracias a este material pueda apreciar realmente todas las oportunidades que brinda la tecnología de virtualización y, de manera significativa, presentar los beneficios que su infraestructura de TI puede obtener, comience a estudiar nuestros nuevos materiales e introduzca prácticamente la virtualización en la vida cotidiana. práctica. .

Recientemente, muchas empresas diferentes que operan no solo en el sector de TI, sino también en otras áreas, han comenzado a considerar seriamente las tecnologías de virtualización. Los usuarios domésticos también han experimentado la confiabilidad y conveniencia de las plataformas de virtualización que les permiten ejecutar múltiples sistemas operativos en máquinas virtuales al mismo tiempo. Por el momento, las tecnologías de virtualización son unas de las más prometedoras, según varios investigadores del mercado de las tecnologías de la información. El mercado de plataformas de virtualización y herramientas de gestión se encuentra actualmente en un fuerte crecimiento, con la aparición periódica de nuevos players en él, así como el proceso de absorción por parte de grandes players de pequeñas empresas involucradas en el desarrollo de software para plataformas de virtualización y herramientas para aumentar la eficiencia de el uso de infraestructuras virtuales.

Mientras tanto, muchas empresas aún no están preparadas para invertir fuertemente en virtualización, porque no pueden evaluar con precisión el efecto económico de la introducción de esta tecnología y no cuentan con la calificación suficiente del personal. Si en muchos países occidentales ya hay consultores profesionales que pueden analizar la infraestructura de TI, preparar un plan para virtualizar los servidores físicos de la empresa y evaluar la rentabilidad del proyecto, en Rusia hay muy pocas personas así. Por supuesto, en los próximos años, la situación cambiará, y en un momento en que varias empresas apreciarán los beneficios de la virtualización, habrá especialistas con suficiente conocimiento y experiencia para implementar tecnologías de virtualización a varias escalas. Por el momento, muchas empresas solo están realizando experimentos locales sobre el uso de herramientas de virtualización, utilizando principalmente plataformas gratuitas.

Afortunadamente, muchos proveedores, además de los sistemas de virtualización comerciales, también ofrecen plataformas gratuitas con funcionalidad limitada para que las empresas puedan utilizar parcialmente las máquinas virtuales en el entorno de producción de la empresa y, al mismo tiempo, evaluar la posibilidad de pasar a plataformas serias. En el sector de los escritorios, los usuarios también están comenzando a utilizar máquinas virtuales en su día a día y no imponen grandes exigencias a las plataformas de virtualización. Por lo tanto, los fondos gratuitos son considerados por ellos en primer lugar.

Líderes en la producción de plataformas de virtualización

El desarrollo de herramientas de virtualización en varios niveles de abstracción del sistema ha estado ocurriendo durante más de treinta años. Sin embargo, es relativamente reciente que las capacidades de hardware de los servidores y las PC de escritorio han permitido que esta tecnología se tome en serio en relación con la virtualización del sistema operativo. Dio la casualidad de que durante muchos años, tanto varias empresas como entusiastas han estado desarrollando varias herramientas para virtualizar sistemas operativos, pero no todas actualmente cuentan con soporte activo y se encuentran en un estado aceptable para un uso efectivo. Hasta la fecha, los líderes en la producción de herramientas de virtualización son VMware, Microsoft, SWSoft (junto con su empresa Parallels), XenSource, Virtual Iron e InnoTek. Además de los productos de estos proveedores, también existen desarrollos como QEMU, Bosch y otros, así como herramientas de virtualización para desarrolladores de sistemas operativos (por ejemplo, Solaris Containers), que no se usan mucho y son utilizados por un círculo reducido. de especialistas.

Las empresas que han tenido cierto éxito en el mercado de plataformas de virtualización de servidores están distribuyendo algunos de sus productos de forma gratuita, confiando no en las propias plataformas, sino en las herramientas de gestión sin las cuales es difícil utilizar máquinas virtuales a gran escala. Además, las plataformas comerciales de virtualización de escritorio diseñadas para que las utilicen los profesionales de TI y las empresas de software son significativamente más poderosas que sus contrapartes gratuitas.

Sin embargo, si la virtualización de servidores se aplica a pequeña escala, en el sector de las PYMES (Pequeñas y Medianas Empresas), las plataformas gratuitas bien pueden llenar un nicho en el entorno de producción de una empresa y proporcionar ahorros de costos significativos.

Cuándo usar plataformas gratuitas

Si no necesita una implementación masiva de servidores virtuales en una organización, un monitoreo constante del rendimiento de los servidores físicos bajo carga cambiante y un alto grado de su disponibilidad, puede usar máquinas virtuales basadas en plataformas gratuitas para mantener los servidores internos de la organización. Con un aumento en la cantidad de servidores virtuales y un alto grado de su consolidación en plataformas físicas, se requiere el uso de herramientas poderosas para administrar y mantener una infraestructura virtual. Dependiendo de si necesita usar diferentes sistemas y redes de almacenamiento, como la red de área de almacenamiento (SAN), herramientas de copia de seguridad y recuperación ante desastres, y migración en caliente de máquinas virtuales en ejecución a otro hardware, es posible que no pueda usar plataformas de virtualización gratuitas. sin embargo, cabe señalar que las plataformas gratuitas se actualizan constantemente y adquieren nuevas funciones, lo que amplía el alcance de su uso.

Otro punto importante es el soporte técnico. Las plataformas de virtualización gratuitas existen dentro de la comunidad de código abierto, donde muchos entusiastas participan en el desarrollo y soporte de productos, o cuentan con el soporte del proveedor de la plataforma. La primera opción implica la participación activa de los usuarios en el desarrollo del producto, su informe de errores y no garantiza la solución de sus problemas al usar la plataforma, mientras que en el segundo caso, la mayoría de las veces, no se brinda soporte técnico. . Por tanto, la cualificación del personal que despliega plataformas libres debe ser de un alto nivel.

Las plataformas de virtualización de escritorio gratuitas son más útiles para aislar entornos de usuario, desacoplarlos de hardware específico, con fines educativos para aprender sobre sistemas operativos y probar de forma segura varios programas. Difícilmente vale la pena usar plataformas de escritorio libres a gran escala para desarrollar o probar software en empresas de software, ya que no tienen la funcionalidad suficiente para esto. Sin embargo, para uso doméstico, los productos de virtualización gratuitos son bastante adecuados, e incluso puede dar ejemplos cuando se utilizan máquinas virtuales basadas en sistemas de virtualización de escritorio gratuitos en un entorno de producción.

Plataformas de virtualización de servidores gratuitas

En casi cualquier organización que utilice una infraestructura de servidores, a menudo se hace necesario utilizar tanto servicios de red estándar (DNS, DHCP, Active Directory) como varios servidores internos (aplicaciones, bases de datos, portales corporativos), que no experimentan grandes cargas y están distribuidos a través de diferentes servidores físicos. Estos servidores se pueden consolidar en varias máquinas virtuales en un solo host físico. Esto simplifica el proceso de migración de servidores de una plataforma de hardware a otra, reduce los costos de equipo, simplifica el procedimiento de respaldo y aumenta su capacidad de administración. Según los tipos de sistemas operativos que ejecutan servicios de red y los requisitos para un sistema de virtualización, puede elegir el producto gratuito adecuado para un entorno corporativo. Al elegir una plataforma de virtualización de servidores, es necesario tener en cuenta las características de rendimiento (dependen tanto de la técnica de virtualización utilizada como de la calidad de implementación de varios componentes de la plataforma del proveedor), facilidad de implementación, escalabilidad de la infraestructura virtual, y la disponibilidad de herramientas adicionales de administración, mantenimiento y monitoreo.

El proyecto es una plataforma de virtualización de código abierto desarrollada por una comunidad de desarrolladores independientes respaldados por SWSoft. El producto se distribuye bajo la licencia GNU GPL. El núcleo de la plataforma OpenVZ es parte del producto Virtuozzo, un producto SWSoft comercial que tiene más capacidades que OpenVZ. Ambos productos utilizan una técnica de virtualización original: la virtualización a nivel de instancias del sistema operativo. Este método de virtualización es menos flexible que la virtualización completa (solo puede ejecutar sistemas operativos de la familia Linux, ya que se usa un núcleo para todos los entornos virtuales), pero le permite lograr pérdidas de rendimiento mínimas (alrededor del 1-3 por ciento). Los sistemas que ejecutan OpenVZ no pueden llamarse máquinas virtuales completas, son más bien entornos virtuales (entornos virtuales, VE), en los que no hay emulación de componentes de hardware. Este enfoque solo le permite instalar diferentes distribuciones de Linux como entornos virtuales en el mismo servidor físico. Además, cada uno de los entornos virtuales tiene sus propios árboles de procesos, bibliotecas de sistema y usuarios, y puede usar las interfaces de red a su manera.

Los entornos virtuales se presentan a los usuarios y las aplicaciones que se ejecutan en ellos como entornos casi completamente aislados que pueden administrarse independientemente de otros entornos. Debido a estos factores y al alto rendimiento, los productos OpenVZ y SWSoft Virtuozzo son los más utilizados con el soporte de servidores privados virtuales (Virtual Private Servers, VPS) en los sistemas de alojamiento. Basado en OpenVZ, es posible proporcionar a los clientes varios servidores virtuales dedicados basados en la misma plataforma de hardware, cada uno de los cuales puede tener diferentes aplicaciones instaladas y puede reiniciarse por separado desde otros entornos virtuales. La arquitectura OpenVZ se muestra a continuación:

Algunos expertos independientes compararon el rendimiento de los servidores virtuales basados en plataformas comerciales SWSoft Virtuozzo y VMware ESX Server con fines de hospedaje y concluyeron que Virtuozzo es mejor en esta tarea. Por supuesto, la plataforma OpenVZ en la que se basa Virtuozzo tiene el mismo alto rendimiento, pero carece de los controles avanzados que se encuentran en Virtuozzo.

El entorno OpenVZ también es excelente para fines de aprendizaje, donde todos pueden experimentar con su entorno aislado sin poner en peligro otros entornos en ese host. Mientras tanto, el uso de la plataforma OpenVZ para otros fines actualmente no es conveniente debido a la evidente inflexibilidad de la solución de virtualización a nivel del sistema operativo.

La empresa ingresó hace relativamente poco tiempo al mercado de plataformas de virtualización, pero rápidamente se unió a la competencia con proveedores de plataformas de servidores tan serios como VMware, XenSource y SWSoft. Los productos de Virtual Iron se basan en el hipervisor Xen gratuito mantenido por la comunidad Open Source Xen. Virtual Iron es una plataforma de virtualización que no requiere un sistema operativo host (la llamada plataforma bare-metal) y está destinada al uso en el entorno corporativo de grandes empresas. Los productos de Virtual Iron cuentan con todas las herramientas necesarias para crear máquinas virtuales, gestionarlas e integrarlas al entorno de información de producción de la empresa. Virtual Iron es compatible con sistemas operativos invitados y host de 32 y 64 bits, así como SMP virtual (procesamiento múltiple simétrico), que permite que las máquinas virtuales usen múltiples procesadores.

Inicialmente, Virtual Iron usó técnicas de paravirtualización para ejecutar invitados en máquinas virtuales, al igual que los productos XenSource basados en el hipervisor Xen. El uso de la paravirtualización implica el uso de versiones especiales de sistemas invitados en máquinas virtuales, cuyo código fuente se modifica para ejecutarse en sus plataformas de virtualización. Esto requiere cambios en el núcleo del sistema operativo, lo que no es un gran problema para un sistema operativo de código abierto, mientras que para sistemas cerrados propietarios como Windows, esto es inaceptable. No hay una ganancia de rendimiento significativa en los sistemas de paravirtualización. Como ha demostrado la práctica, los fabricantes de sistemas operativos son reacios a incluir soporte para paravirtualización en sus productos, por lo que esta tecnología no ha ganado mucha popularidad. Como resultado, Virtual Iron fue una de las primeras empresas en utilizar técnicas de virtualización de hardware para ejecutar sistemas invitados sin modificar. Actualmente, la última versión de la plataforma Virtual Iron 3.7 permite el uso de máquinas virtuales en plataformas de servidor que solo admiten virtualización de hardware. Los siguientes procesadores son compatibles oficialmente:

Serie Intel® Xeon® 3000, 5000, 5100, 5300, 7000, 7100
Serie Intel® Core™ 2 Dúo E6000
Intel® Pentium® D-930, 940, 950, 960
Procesadores AMD Opteron™ serie 2200 o 8200
Procesador AMD Athlon™ 64 x2 de doble núcleo
Procesador AMD Turion™ 64 x2 de doble núcleo

Además, en la web de Virtual Iron puedes encontrar listas de hardware certificado por la empresa para su plataforma de virtualización.

Los productos Virtual Iron existen en tres ediciones:

Gestión y virtualización de servidor único
Gestión y virtualización de múltiples servidores
Solución de infraestructura de escritorio virtual (VDI)

Actualmente, la solución gratuita es la solución Single Server, que le permite instalar Virtual Iron en un solo host físico en la infraestructura de una organización. Soporta el protocolo iSCSI, redes SAN y sistemas de almacenamiento local.

La edición gratuita de Single Server tiene los siguientes requisitos mínimos de instalación:

2GB RAM
Lector de CD ROM
36 GB de espacio en disco
interfaz de red ethernet
Interfaz de red de canal de fibra (opcional)
Soporte para virtualización de hardware en el procesador

Virtual Iron le permite apreciar todas las posibilidades de las herramientas de virtualización de hardware y administración de máquinas virtuales. La edición gratuita está destinada principalmente a evaluar la eficiencia y la conveniencia de la plataforma de virtualización y las herramientas de administración. Sin embargo, también se puede utilizar en un entorno de producción empresarial para admitir servidores internos de la empresa. La ausencia de una plataforma host separada permitirá, en primer lugar, no gastar dinero en adquirir una licencia para un sistema operativo host y, en segundo lugar, reduce las pérdidas de rendimiento para admitir sistemas invitados. Los usos típicos de la edición gratuita de Virtual Iron son la implementación de múltiples servidores virtuales en la infraestructura del sector SMB de una pequeña organización para separar los servidores vitales del hardware y hacerlos más manejables. En el futuro, al comprar una versión comercial de la plataforma, la infraestructura del servidor virtual se puede expandir y también se pueden usar funciones como herramientas de respaldo efectivas y migración "en caliente" de servidores virtuales entre hosts.

Desde el punto de vista de la comodidad y la facilidad de uso, VMware Server es el líder indiscutible y, en términos de rendimiento, no se queda atrás de las plataformas comerciales (especialmente en los sistemas host Linux). Las desventajas incluyen la falta de soporte para la migración en caliente y la falta de herramientas de copia de seguridad que, sin embargo, son proporcionadas, en la mayoría de los casos, solo por plataformas comerciales. Por supuesto, VMware Server es la mejor opción para implementar rápidamente los servidores internos de una organización, incluidas las plantillas de servidor virtual preinstaladas, que se pueden encontrar en abundancia en varios recursos (por ejemplo,).

Resultados

Resumiendo la revisión de las plataformas gratuitas de virtualización de servidores, podemos decir que cada una de ellas ocupa actualmente su propio nicho en el sector de las PYMES, donde, mediante el uso de máquinas virtuales, puede aumentar significativamente la eficiencia de la infraestructura de TI, hacerla más flexible y reducir el costo de compra de equipos. Las plataformas gratuitas, en primer lugar, le permiten evaluar las posibilidades de la virtualización no en papel y sentir todos los beneficios de esta tecnología. En conclusión, aquí hay una tabla resumen de las características de las plataformas de virtualización gratuitas que lo ayudarán a elegir la plataforma de servidor adecuada para sus propósitos. Después de todo, es a través de la virtualización gratuita donde se encuentra el camino para una mayor inversión en proyectos de virtualización basados en sistemas comerciales.

Nombre de la plataforma, desarrollador	sistema operativo anfitrión	Sistema operativo invitado con soporte oficial	Soporte para múltiples procesadores virtuales (Virtual SMP)	técnica de virtualización	Uso típico	Productividad
	Un proyecto comunitario de código abierto impulsado por SWSoft Linux	Varias distribuciones de Linux	Sí	Virtualización a nivel de sistema operativo	Aislamiento de servidores virtuales (incluso para servicios de alojamiento)	sin pérdidas
Virtual Iron Software, Inc.	No requerido	Windows, RedHat, SuSE	Sí (hasta 8)		Virtualización de servidores en un entorno de producción	cerca de nativo
Servidor virtual 2005 R2 SP1 microsoft	ventanas	Windows, Linux (Red Hat y SUSE)	No	Virtualización nativa, virtualización de hardware	Virtualización de servidores internos en un entorno corporativo	Cercano a nativo (con Virtual Machine Additions instalado)
vmware	ventanas, linux	DOS, Windows, Linux, FreeBSD, Netware, Solaris	Sí	Virtualización nativa, virtualización de hardware	Consolidación, desarrollo y pruebas de servidores para pequeñas empresas	cerca de nativo
Xen Express y Xen XenSource (compatible con Intel y AMD)	NetBSD, Linux, Solaris	Linux, NetBSD, FreeBSD, OpenBSD, Solaris, Windows, Plan 9	Sí	Paravirtualización, virtualización de hardware	Desarrolladores, evaluadores, profesionales de TI, consolidación de servidores de pequeñas empresas	Cercano a nativo (algunas pérdidas debido a la red y al uso intensivo del disco)