Віртуалізація 2023. Революція в IT-сфері

Віртуалізація – це процес створення віртуального середовища задля перенесення у нього серверів, сховищ або будь-яких інших фізичних пристроїв. Результатом такої роботи є побудова окремих віртуальних машин, здатних виконувати ті самі функції, що й звичайний фізичний комп’ютер. Все це дозволяє поліпшити функціонування будь-якої IT-інфраструктури та значно зменшити витрати на фізичне обладнання. Саме віртуалізація дає можливість більш гнучкого та ефективного розподілення ресурсів компанії.

Історія віртуалізації

Історія віртуалізації починається ще в 60-х роках минулого сторіччя. Треба відмітити, що у першоджерел стояли такі компанії як International Business Machines (IBM), General Electric (GE), Bell Labs. Перші кроки у той час зробила саме компанія IBM, яка працювала над можливістю одночасного виконання різних задач декількома програмами. Раніше для того, щоб виконати дві задачі під час одного процесу, було необхідно їх запустити у пакетному режимі. Але це не турбувало користувачів до тих пір, поки комп’ютери були у доступі тільки для вузького кола науковців.

Поступово необхідність у виконанні різноманітних задач зростала. Також збільшувалась кількість робочих систем, випущених безпосередньо в IBM. Все це вимагало робити кроки у пошуку нового інструменту, здатного повністю замінити усі попередні розробки. Почалися розробки мейнфрейма S/360, однак цей продукт у подальшому так і не використовували. Хоча планувалось, що саме S/360 зможе працювати над декількома процесами одночасно у формі пакетного режиму.

Однак влітку 1963 року відбулося відкриття проекту MAC на базі Массачусетського технологічного інституту (MIT). Цікаво, що його мета на самому початку була зовсім іншою, що відображала розшифровка абревіатури – «Математика та обчислення». Але згодом під MAC почали розуміти «Комп’ютер множинного доступу».

Однією з задач, яку повинні були вирішити під час роботи над проектом, було дослідження операційних систем, теорії обчислень та штучного інтелекту. Для цього знадобилось таке обладнання для комп’ютера, за допомогою якого з’явилася б можливість одночасної роботи декільком користувачам. Запит на обладнання був надісланий різним компаніям, у тому числі й IBM.

Як з’ясувалось, система S/360 не підходила, тому був створений новий мейнфрейм CP-40. У подальшому, його використання було обмежено лише науковцями, але саме ця розробка стала основою для першого комерційного мейнфрейма CP-67 з підтримкою віртуалізації. Також була розроблена операційна система CP/CMS. З її допомогою з’явилась можливість на основі модуля CP запустити віртуальну машину на ОС CMS, яку могли застосовувати вже користувачі. В подальшому у 1972 році IBM створила операційне середовище System 370 та операційну систему VM/ESA під назвою System 390.

Це був початок розвитку довгого шляху віртуалізації. Розглянемо його ключові моменти:

1988 рік – поява емулятора ПЗ Soft PC від Insignia Solution. Завдяки цьому програмному забезпеченню з’явилась можливість використовувати застосунки DOS на інших операційних системах.
1990 рік – компанія Sun Microsystems презентувала проект Stealth, який у подальшому трансформувався у відому сучасним програмістам мову програмування Java.
1997 рік – компанія Apple випустила софт Virtual PC, яка працювала за принципом Soft PC. Це дозволило сумістити Windows та Mac.
1998 рік – заснування компанії VMware. На сьогодні вона є найбільш відомою у сфері віртуалізації.
1999 рік – Vmware розробила програмне забезпечення VMware Workstation. У цьому ж році з’явилась VMware Virtual Platform.
2001 рік – вихід на ринок гіпервізора першого типу ESX Server та другого типу ESX Server від компанії VMware. Це були перші більш сучасні рішення для серверної віртуалізації.
2003 рік – вихід на ринок компанії Microsoft, яка придбала Connectix з програмним забезпеченням Virtual PC.
2003 рік – вихід на ринок VMmanager від компанії ISPsystem. Це спеціальна панель управління, завдяки якій стало можливо кожному використовувати технології віртуалізації.

Технології віртуалізації

Віртуалізація відрізняється за технологією і на сьогодні через особливості реалізації існує наступне її розподілення:

Апаратна. У цьому випадку на фізичному сервері встановлюється звичайна операційна система для створення певної кількості ізольованих віртуальних машин. Останні створюють віртуальний сервер, у складі якого може бути декілька фізичних серверів. Віртуальні машини мають повноцінні ОС і повністю імітують ресурси фізичного сервера (хоста). Щоб сумістити роботу усіх хостів та віртуальних машин в один кластер використовують спеціальне програмне забезпечення – гіпервізори. Саме за їх допомоги відбувається розподіл ресурсів фізичного сервера на віртуальні машини за потреби. Апаратна віртуалізація може працювати декількома способами. Під час повної віртуалізації відбувається повна імітація базового устаткування, тому для гостьового ПЗ не потрібні зміни. Під час емуляції відбувається імітація обладнання задля незалежності встановлення незалежності. Пара віртуалізація має на увазі створення гостьовим програмним забезпеченням автономних доменів без імітації обладнання.
Програмна. Використання віртуалізації у цьому випадку має на увазі створення віртуальних машин на базі ключового програмного ядра. Усі ресурси у програмній віртуалізації розподіляються саме завдяки операційній системі. Для нормального функціонування технології необхідно обирати схожі за функціями операційні системи хосту та гостьові. Також ця технологія віртуалізації має наступні види: для послуг, операційної системи та додатків.
Мережева. За допомогою технологій мережевої віртуалізації можливо створювати віртуальні мережі, які можуть працювати без чіткого відношення до фізичної інфраструктури. Наприклад, на базі однієї фізичної мережі створити віртуальну підмережу. Завдяки цьому можна налагодити більш високий рівень контролю за переміщенням даних. Структурно це може виглядати внутрішня та зовнішня мережа. У першому випадку це тільки одна система. У другому відбувається об’єднання/поділ систем у одне ціле/на частини.

ВИДИ ГІПЕРВІЗОРІВ

Якщо розглядати технологію віртуалізації з усіх боків, потрібно відмітити її таку невід’ємну частину як гіпервізор. Гіпервізором називають спеціальне програмне забезпечення, за допомогою якого відбувається відокремлення фізичного обладнання від усіх запущених в операційній системі програм. Саме завдяки наявності гіпервізора є можливість розгортати декілька віртуальних машин на базі одного фізичного обладнання та керувати ними. Такі машини ще називають гостьовими операційними системами.

Розрізняють два види гіпервізорів:

Тип 1. Такі гіпервізори мають компактну операційну систему, яка встановлюється на жорсткий диск або реальний сервер. Саме з нього відбувається управління гостьовими системами. До речі, останні можуть запускати деякі служби віртуальної машини, але повністю управляти ресурсами ПК вони не можуть. Головною перевагою гіпервізорів 1 типу є невелика вага у порівнянні з сучасними операційними системами. Саме тому під час їх роботи виникає менше критичних помилок. На сьогодні до гіпервізорів 1 типу відносять: VMWare ESXi, KVM, Xen, Hyper-V.
Тип 2. Гіпервізори такого типу працюють безпосередньо на операційній системі, по суті маючи вигляд звичайного додатка. Гіпервізори 2 типу відокремлюють гостьову ОС від ОС віртуальної машини. Слід відмітити, що гостьова операційка в цьому випадку виглядає як процес на хості. До гіпервізорів 2 типу можна віднести: Oracle VM VirtualBox, VMWare Workstation, KVM.

Обирати певний вид гіпервізора необхідно за розумінням його функцій та обов’язкового дотримання інструкцій використання.

Віртуалізація – переваги

Розвиток технології віртуалізації призвела до переходу працездатності IT-інфраструктури на новий рівень. Це відбулось завдяки наступним перевагам:

Оптимізація ресурсів. Компанії, які використовують технології віртуалізації, значно зменшують експлуатаційні витрати. Закупівля та регулярна заміна обладнання потребує великої кількості коштів. Додатково все працююче «залізо» використовує чимало електроенергії, за яку також треба сплачувати. Також власні сервери потребують більшої кількості робітників, здатних їх обслуговувати. З віртуалізацією всі ці витрати стають меншими.
Висока доступність та резервування. Кожен користувач віртуальної машини може отримати доступ до неї у будь-який час та з будь-якого місця земної кулі. Можливість резервного копіювання забезпечує збереження даних навіть у випадку пошкодження серверів.
Підвищення ефективності ресурсів та масштабованість. Віртуалізація дозволяє використовувати тільки ті потужності, які необхідні компанії саме зараз. За потреби масштабування та підключення певних опцій віртуальної машини відбувається набагато швидше, ніж це могло бути з фізичним обладнанням. Саме завдяки віртуалізації компанії більш ефективно управляють своїми ресурсами.

Віртуалізація- застосування

Технологія віртуалізації застосовується у багатьох галузях, допомагаючи більш доцільно розподіляти ресурси. Найбільш розповсюдженими напрямами, де актуальне використання віртуалізації, вважається:

навчання та тестові лабораторії – завдяки технології процес вивчення нового відбувається скоріше, а доступність у розгортанні віртуальних машин спрощує побудову тестових стендів;
консолідація серверів – у цьому напрямі відбувається об’єднання фізичних серверів у потужні віртуальні машини, здатні вирішувати багато задач;
використання вже встановленого програмного забезпечення – існує багато програмних продуктів, які вже мають встановлене ПЗ на віртуальних машинах.

Практично віртуалізація знайшла своє місце у:

організації IT-інфраструктури бізнесу;
створені середовища для тестування різноманітних додатків та ПЗ;
збереженні даних користувачів;
створенні інтернет-магазинів;
збереженні важливої інформації з можливістю її резервування;
створенні розважальних онлайн-платформ.

Віртуалізація та безпека

Незважаючи на велику кількість переваг – віртуалізація може мати проблеми. До них можна віднести:

шкідливе ПЗ, яке може бути встановлене у якості гіпервізора під операційну систему – у таких випадках «вірус» може не помітити навіть антивірусне програмне забезпечення;
обмеження у роботі через фізичне обладнання або ПЗ – така ситуація може виникнути під час вибору стандартних рішень без можливості налаштування «під себе»;
несанкціонований доступ до консолі управління віртуальною інфраструктурою;
відсутність можливості контролю за даними, якщо вони розміщені у сторонньому ЦОД;
необхідність мати постійний доступ до інтернету;
відмовостійкість у роботі серверів.

По суті, для забезпечення безпеки віртуалізованих середовищ достатньо дотримуватись наступних правил:

використання вже існуючої політики безпеки компанії, яка надає послугу віртуалізації;
виключення зі списку необхідних програм стандартного антивірусного рішення через можливу низку проблем (антивірусні шторми, затримка завантаження);
використання рішень, створених на основі агенту – програмного забезпечення, яке потрібно встановити на фізичному сервері;
встановлення регламентованого процесу створення нових віртуальних машин задля унеможливлення швидкого росту їх кількості.

Віртуалізація – яке майбутнє ?

З кожним роком сфера віртуалізації все більш розширюється та потребує нових рішень для гармонійного функціонування. Зараз спостерігається висока ймовірність створення у майбутньому нових механізмів задля забезпечення більшої безпеки продуктів галузі. Це можуть бути:

більш сучасні технології апаратної автентифікації;
міжмережеве екранування;
розширення функцій авторизації для отримання доступу до віртуальної інфраструктури;
захист гіпервізора та сервера віртуалізації;
використання криптографічних методів для захисту переміщення віртуальних машин між серверами.

Компанія UCloud – надійний постачальник хмарних технологій в Україні

UCloud вважається провідним провайдером хмарних послуг, який спеціалізується на хмарному віртуальному сервері для віртуалізації. У нас кожен клієнт отримує у володіння надійні та швидкі обчислювальні ресурси для будь-яких потреб у віртуалізації. За необхідності є можливість оренди серверів для віртуалізації у будь-якому обсязі. Якщо кількість потужностей не підходить чи їх замало, віртуальне середовище завжди можна масштабувати.

Звернувшись до нашої компанії, ви дуже просто зможете встановити віртуальне середовище та налагодити управління. Саме з нами ви зможете значно зменшити витрати та підвищити продуктивність. За консультацією звертайтесь по номеру +380 44 594-7-594.