АйТи Спектр

Что такое виртуализация. Для чего можно использовать

Опубликовано 03.12.2021
photo
Алексей Прунов
Технический директор компании «АйТи Спектр»
Время прочтения - 5 мин
Задать вопрос

Что такое виртуализация

Давайте представим, что мы распределяем мощности одного физического сервера между некоторым количеством виртуальных машин (VPS). Этот процесс называется виртуализацией. Каждый VPS работает изолированно от других с собственными программами и операционными системами. Как это происходит, для чего нужна виртуализация, какой она бывает и многое другое вы узнаете из нашей статьи.

Подключение к серверу

Системы виртуализации

Чтобы понять, как происходит виртуализация, необходимо понять, какие системы участвуют в процессе:

  • host, хост-система — «ОС-хозяйка», внутри которой запускают другие ОС, установлена на физическом сервере;
  • guest, гостевая система — ОС, работающая в изолированном окружении, установлена на VPS;
  • гипервизор — программа, которая создает виртуальные серверы и управляет ими, представляет собой обычную ОС с особым функционалом или специализированную операционную систему.

Гипервизор обеспечивает изолированную работу и безопасность операционных систем, отвечает за распределение ресурсов между VPS.

Зачем нужна виртуализация

Иногда пользователю одной операционной системы необходимо запустить софт, выпущенный под другую ОС. Можно купить второй ПК, но это неоправданные расходы, а инсталляция еще одной ОС рядом с основной имеет определенные трудности. Поэтому в подобных случаях предпочтительнее применять метод виртуализации, ведь в любой момент можно создать и удалить несколько VPS-серверов.

Этот процесс подразумевает достижение нескольких целей:

  1. Финансовые выгоды. Чтобы реализовать несколько различных проектов, на одном физическом сервере разворачивают несколько виртуальных. В результате парк оборудования и необходимость обслуживания сводятся к минимуму.
  2. Достаточный уровень безопасности. Виртуализация позволяет VPS-серверам работать автономно друг от друга и не использовать программное обеспечение «соседа».
  3. Упрощение переноса. Виртуальные машины проще копировать и разворачивать на другом физическом сервере, чем производить на нем замену оборудования.
  4. Удобное управление ресурсами. Всегда можно увеличить либо сократить физические ресурсы (оперативная или постоянная память, процессор и т. д.), выделяемые для одной виртуальной машины. Также можно создать/ удалить/ отключить действующий VPS-сервер, не затрагивая работу остальных.

Виртуализация выгодна там, где развертывание нескольких виртуальных машин на одном физическом сервере заметно повышает эффективность применения последнего. Современные модели предполагают минимальные потери в производительности, к тому же компания экономит на обслуживании оборудования, электроэнергии, аренде площадей.

Виртуализировать можно те системы, которые не требуют затраты большого количества ресурсов. Это — серверы, предоставляющие доступ к сети, печатным сервисам, файлам, поддерживающие коллективную работу и т. д. Но, если приходится работать с базами данных или в высококритичных приложениях (например, CRM, ERP), то предпочтительнее использовать дополнительные физические мощности, т. к. объем ресурсов, выделяемый VPS, существенно ограничен.

Также необходимо учитывать тот факт, что иногда стоимость виртуального решения может превышать расходы на развертывание нескольких физических серверов, где каждый рассчитан на выполнение одной задачи. Кроме этого, «железо» может выйти из строя и, соответственно, прекратят свою работу все действующие на нем VPS.

Виды виртуализации

Для работы VPS используют одну из трех технологий виртуализации: программную, аппаратную или контейнерную.

Программная виртуализация

В этом случае гипервизор взаимодействует с физическими мощностями посредством основной ОС, работающей на хост-машине. Операционная система распределяет ресурсы «железа» между VPS.

Плюсы: оперативность и легкость создания и настройки виртуальных машин.

Минусы: ресурсы распределяются неравномерно, поэтому один VPS, работающий на полную мощность, может «тормозить» деятельность других.

Программная виртуализация

Аппаратная виртуализация

Здесь гипервизор работает с «железом» напрямую, без хост-системы. На физических мощностях инсталлируется обычная ОС и разворачиваются независимые виртуальные машины. Каждый из VPS обладает собственной операционной системой.

Плюсы: полнофункциональное распределение ресурсов «железа», благодаря которому работа отдельной виртуальной машины никак не влияет на деятельность остальных.

Минусы: более медленная работа этой технологии (по сравнению с программной) за счет необходимости полноценного разделения физических ресурсов между VPS и контролирования деятельности каждой гостевой ОС.

Чтобы ускорить процессы аппаратной виртуализации, используют паравиртуализацию. Принцип последней технологии заключается в том, что гипервизор делегирует некоторые функции гостевой ОС, чем снижает нагрузку на себя и увеличивает оперативность работы всей системы

Аппаратная виртуализация

Контейнерная виртуализация

Отдельно необходимо сказать о контейнерной виртуализации. Здесь на ядре хостовой ОС функционирует особый контейнер, который изолирует виртуальное пространство с помощью ресурсов операционной системы, а не «железа». Поэтому, если на виртуальной машине можно установить ОС, отличную от хостовой, то в контейнере этого сделать нельзя. В последний устанавливается не полноценная операционная система (как на VPS), а урезанный функционал, достаточный для запуска некоторых приложений. К наиболее популярным проектам относятся Docker, LXS и OpenVZ. Первая технология работает по схеме «1 контейнер = 1 приложение», вторая запускает несколько ОС Linux на физическом сервере, третья — полностью бесплатная (работает на Linux, не поддерживает Windows).

Что такое и как работает виртуальная машина

Подробнее поясним, что такое виртуальная машина (VM, ВМ). Это — пространство, выделенное на обособленном разделе жесткого диска компьютера-хоста. Для пользователя выглядит как имитация ПК с полнофункциональной ОС и аппаратной составляющей. Виртуальные машины позволяют юзерам тестировать любое ПО на своем компьютере без запуска и настройки отдельных устройств.

Как вы уже поняли из статьи, запуск VM происходит благодаря виртуализации, а всем процессом управляет гипервизор. Он распределяет физические мощности между VPS, выделяет определенную часть оперативной либо постоянной памяти, оптимизирует нагрузку и исключает возможность сбоев из-за недостатка ресурсов.

Классификация ВМ

Существует несколько видов классификации ВМ. По типу виртуализации они подразделяются на аппаратные и программные. По разновидности функционала — на машины, отвечающие за течение одного процесса или работу всей операционной системы. Первые запускают только конкретную программу. Например, приложения, написанные на одном из языков программирования — Java — работают только в особых ВМ, подключающихся к «железу». Вторые служат эмуляторами полноценной ОС.

Также машины классифицируются по виртуализации накопителей (объединение нескольких физических хранилищ) и сети (формирование одной виртуальной сети из нескольких физических).

Преимущества ВМ

Опираясь на вышеизложенное, выделим 3 главных преимущества, которые виртуальные машины имеют перед аппаратной составляющей:

  • VPS разворачивают на любом «железе». Виртуальный сервер работает со всеми операционными системами. Если перед пользователем стоит вопрос экономии времени, финансов и пространства, то ВМ станет отличным вариантом.
  • На VPS возможно установить устаревшее ПО. Хороший выход из ситуации, позволяющий не искать и не содержать для каких-либо целей оборудование старого образца.
  • VM проще перезапустить и настроить после непредвиденных ситуаций.

Недостатки ВМ

Основных минусов всего 2, но они достаточно существенные. Во-первых, если на одном хосте запущено слишком много VM, это значительно снижает скорость и стабильность работы основной ОС. Чтобы избежать подобной ситуации, необходимо покупать дорогое оборудование и вводить ограничения для пользователей. Во-вторых, даже если аппаратная составляющая достаточно мощная, VPS все равно работает  заметно медленнее хоста. Это происходит из-за того, что виртуальная машина связывается с «железом» через «посредника», не имея полноценного прямого контакта. Поэтому приложения, запущенные на ВМ, будут «подтормаживать» по сравнению с софтом, работающим в основной операционной системе.

Заключение

Из нашей статьи вы узнали, как с помощью виртуализации создать изолированное пространство для выполнения различных задач. Если вам необходимо быстро развернуть, настроить VPS, обратитесь к сотрудникам компании «АйТи Спектр». Мы изучим ваши аппаратные ресурсы и создадим нужное количество виртуальных машин, чтобы вы смогли воплотить все свои проекты. Более подробную информацию по настройке серверов и цены на услуги, вы можете посмотреть здесь.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 1 / 5. Количество оценок: 1

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Оставить комментарий

Заказать звонок
+
Жду звонка!