Какво е сървърна виртуализация? 

03.04.2024 2 194 0

И така, наели сте мощен специализиран сървър или облачен сървър от Neterra.Cloud и искате да го използвате на 100%. Тогава, защо не използвате сървърна виртуализация? Не знаете какво е виртуализация ли? Това е решение, което може да намали нуждата от множество мощни устройства до само едно и можете да го използвате за различни задачи и под различни операционни системи. Ако тази тема е интересна за вас или все още не знаете какво е сървърна виртуализация, прочетете цялата статия! 

Какво е сървърна виртуализация? 

Виртуализацията (на английски Virtualization) е технология, която ви позволява да използвате вашия хардуер за различни цели едновременно чрез създаване на виртуални сървъри, наричани още виртуални машини (Virtual Machines или VMs), на различни слоеве. Имате само един физически сървър, но можете да стартирате множество виртуални сървъри в него. Всеки виртуален сървър ще работи като независим екземпляр. Представете си следната ситуация – имате нужда от 3 сървъра – сървър за данни, сървър за електронна поща и уеб сървър. Без виртуализация ще ви трябват 3 отделни устройства, ако искате да работят отделно. Но с виртуализацията на сървър, можете да имате всички сървъри в едно и също устройство, споделяйки неговите ресурси, и въпреки това да са виртуално разделени (независими). 

История на сървърната виртуализация 

Историята на сървърната виртуализация може да бъде проследена до 60-те години на миналия век. Bell Labs, General Electric (GE) и International Business Machines (IBM) са били пионери в разработването на тази технология. 

В началото на 60-те години IBM поддържа разнообразен набор от системи, като всяко следващо поколение значително се различава от предшественика си. Това разнообразие поставя предизвикателства пред клиентите при адаптирането към развиващите се характеристики и изисквания на всяка нова система. Освен това компютрите са били ограничени до изпълнение само на една задача наведнъж, което е изисквало потребителите да изпълняват процеси на партиди, когато са били изправени пред множество задачи. 

През 70-те години на миналия век IBM VM/370 е разработена, позволявайки на мейнфреймите на IBM да работят с множество операционни системи едновременно. 

Ранната виртуализация е била под формата на хипервайзори, използвани обикновено за пресмятане на заплати. Те могат да изпълняват рутинни задачи, бързо и многократно. През 90-те години много от предприятията са имали физически сървъри и са използвали софтуер от един доставчик. Всеки сървър е можел да изпълнява само една задача, специфична за доставчика, без да може да изпълнява стари приложения. 

На този етап виртуализацията на сървъра решава двата проблема. Тя може да изпълнява стари приложения и да работи с различни операционни системи едновременно. 

Развитието на сървърната виртуализация е била от съществено значение за съществуването на облачните изчисления! 

Ако се интересувате от компютърна история, прочетете историята на центровете за данни, вижте най-важните процесори на всички времена или научете как е изобретена компютърната мишка

Как работи сървърната виртуализация? 

Сървърната виртуализация работи чрез използването на хипервайзор, който е софтуерен или хардуерен слой, който създава и управлява виртуални сървъри на физически сървър. Процесът включва абстрахиране и споделяне на основните физически хардуерни ресурси между виртуалните сървъри. Ето основните стъпки в процеса на виртуализация на сървъра: 

Инсталиране на хипервайзор. Процесът на виртуализация на сървъра започва с инсталирането на хипервайзор на физическия сървър. Хипервайзорът може да бъде или хипервайзор тип 1 (само хардуер), който работи директно на хардуера, или хипервайзор тип 2 (хостван), който работи върху съществуваща операционна система (ОС). 

Инициализация на хипервайзор. Веднъж инсталиран, хипервайзорът инициализира и поема контрола върху хардуерните ресурси на физическия сървър, включително процесора, паметта, съхранението и мрежовите интерфейси. Той се превръща в междинен слой между хардуера и виртуалните сървъри, известни също като виртуални машини (VMs). 

Създаване на виртуални сървъри. Потребителите или администраторите създават виртуални сървъри на хипервайзора. Всеки виртуален сървър функционира като независим и изолиран екземпляр със собствена операционна система, приложения и конфигурации. Хипервайзорът разпределя част от физическите ресурси на всеки виртуален сървър. 

Разпределение на ресурсите. Хипервайзорът управлява разпределението на физическите ресурси между виртуалните сървъри. Това включва разделяне на процесорната мощност, разпределяне на паметта, задаване на място за съхранение и контролиране на мрежовата свързаност. Разпределението на ресурсите е динамично и може да се коригира въз основа на променящите се нужди на виртуалните сървъри. 

    Работа на виртуален сървър. Виртуалните сървъри работят така, сякаш са независими физически сървъри. Те управляват свои собствени операционни системи и изпълняват приложения и процеси. От гледна точка на виртуалния сървър, той има специален достъп до своите разпределени ресурси, без да знае за присъствието на други виртуални сървъри, споделящи същия физически сървър. 

      Изолация. Всеки виртуален сървър е независим от другите и не влияе на работата на останалите. Тази изолация е жизненоважна за повишаване на сигурността и стабилността. 

        Хардуерна независимост. Виртуалните сървъри са независими от хардуера, което означава, че не са обвързани с конкретни физически хардуерни конфигурации. Това позволява по-голяма гъвкавост, преносимост и възможност за преместване на виртуални сървъри между различни физически сървъри. 

          Снапшот и клониране. Хипервайзорът предоставя функции като Снапшот (моментни снимки) и клониране. Моментните снимки улавят текущото състояние на виртуален сървър, което позволява лесно архивиране и възстановяване . Клонирането позволява бързо дублиране на виртуални сървъри за целите на тестване, внедряване или мащабиране. 

            Миграция и жива миграция. Виртуалните сървъри могат да бъдат мигрирани между физически сървъри без прекъсване на услугата. Този процес, известен като миграция или миграция на живо, позволява балансиране на натоварването, поддръжка на хардуера и ефективно използване на ресурсите. 

              Динамично мащабиране. Виртуализацията на сървъра позволява динамично мащабиране, което позволява на администраторите да коригират ресурсите, разпределени за виртуални сървъри въз основа на търсенето. 

                Видове виртуализация 

                Виртуализация на данни 

                Виртуализацията на данни означава, че различни данни могат да бъдат обединени в един източник. Тя позволява на компаниите да използват данните като динамичен ресурс, като ги комбинират за лесно управление. 

                Виртуализация на съхранението 

                Тя агрегира всички блокове за съхранение в единен пул, улеснявайки задаването им на всеки виртуален сървър в мрежата, когато възникне необходимост. 

                Виртуализация на ОС 

                Много компании я използват, за да осигурят операционна система за своите работници и да намалят разходите за хардуер. Работниците могат да имат елементарно клиентско устройство и да използват ресурсите на виртуалния сървър. По този начин можете да стартирате различни версии на Windows или Linux. 

                Windows или Linux за вашите сървъри? 

                Виртуализация на десктоп 

                Администраторите могат да разположат виртуална десктоп среда на много физически машини едновременно. По този начин те могат да актуализират само една машина и да я споделят с всеки клиент, спестявайки много време. 

                Виртуализация на сървър 

                Администраторите могат да създават много виртуални сървъри от само един физически сървър. Всеки от тях може да работи със собствена ОС. Този тип виртуализация осигурява и допълнителна защита. Можете да имате два еднакви сървъра. Ако единият падне, другият все още може да се използва. 

                Мрежова виртуализация 

                Какво е мрежа виртуализация? Използвайки софтуер, виртуализацията създава синтезирано представяне на мрежата, така че администраторът има достатъчно видимост, за да управлява мрежата от една конзола. Той трансформира хардуерни елементи и операции, като връзки, суитчове, рутери, сървъри, кабели, хъбове и т.н. в софтуерни обекти, работещи на хипервайзор. Хипервайзорът позволява виртуализация на мрежовата функция. 

                Виртуализацията на мрежата включва виртуализация на мрежови функции (NFV) за виртуализиране на хардуерни устройства, отговорни за специфични функции (анализатор на трафика, защитна стена или балансьор на натоварването), рационализирайки тяхната конфигурация, осигуряване и управление. Софтуерно дефинирана мрежа (SDN) за виртуализиране на хардуера, контролиращ маршрутизирането на мрежовия трафик, известен като „контролно ниво“. 

                Виртуализация на приложения 

                Вместо директно инсталиране на приложен софтуер в операционната система на потребителя, виртуализацията на приложения позволява на приложенията да работят във виртуална среда. Има три полезни варианта на виртуализация на приложения: сървърна виртуализация на приложения стрийминг на приложения и локална виртуализация на приложения. 

                Виртуализация на дейта центрове 

                Виртуализацията на дейта центрове абстрахира по-голямата част от хардуера на центъра за данни в софтуер, позволявайки на администраторите да разделят един физически център за данни на множество виртуални центрове за данни за различни клиенти. 

                Виртуализация на процесора 

                Той позволява един процесор да бъде разделен на множество виртуални процесори за използване от различни виртуални сървъри. Виртуализацията на процесора е основна технология, поддържаща хипервайзори, виртуални сървъри и операционни системи. 

                Виртуализация на видео карта 

                Тя дава възможност на множество виртуални сървъри да използват цялата или част от процесорната мощност на една видео карта за изкуствен интелект (AI), ускорено видео и други графични или математически интензивни приложения. Виртуализацията на графични карти включва графични карти с преминаваща функция (pass-through)  и споделени виртуални графични карти. 

                Облачна виртуализация 

                Всички предишни типове виртуализация се събират тук, правейки облачните изчисления възможни и позволявайки на доставчиците да предлагат услуги като инфраструктура като услуга (IaaS), платформа като услуга (PaaS) и софтуер като услуга (SaaS).  

                Научете разликата между IaaS, PaaS, и SaaS.  

                Linux виртуализация 

                Природата на Linux с отворен код позволява висока степен на персонализиране, улеснявайки създаването на виртуални сървъри, пригодени за специфични работни натоварвания или версии със засилена сигурност за чувствителни приложения. Linux има своя виртуализация базирана на ядрото виртуална машина (KVM), която си има собствен хипервайзор и поддържа разширенията на процесора за виртуализация на Intel и AMD. Той позволява създаването на базирани на x86 виртуални машини в рамките на Linux хост ОС. 

                Предимства на сървърната виртуализация 

                Какви ползи може да ви донесе виртуализацията? 

                • Ефективно използване на ресурсите. Консолидирането на множество виртуални сървъри в един сървър позволява максимално използване на ресурсите. Организациите могат да постигнат по-висока ефективност и да намалят броя на недостатъчно използвани сървъри и потреблението на енергия. 
                • Ефективност на разходите. Ефективното използване на ресурсите директно означава значително по-ниски хардуерни и оперативни разходи. 
                • Подобрена гъвкавост и мащабируемост. Виртуалните сървъри могат лесно да бъдат създадени, модифицирани или премахнати, за да се адаптират към променящите се натоварвания или бизнес изисквания. Организациите могат бързо да мащабират инфраструктурата си нагоре или надолу, без обширно снабдяване и внедряване на хардуер. 
                • Подобрено възстановяване след бедствие и непрекъснатост на бизнеса. Снапшотовете и репликите на виртуален сървър позволяват на организациите да създават резервни копия на цели виртуални среди. В случай на хардуерен срив или бедствие, виртуалните сървъри могат бързо да бъдат възстановени на алтернативни сървъри, минимизирайки времето на престой и гарантирайки непрекъснатостта на критичните бизнес операции. 
                • Изолация и сигурност. Виртуализацията на сървъра осигурява силна изолация между виртуалните сървъри. Тази изолация подобрява сигурността, като предотвратява потенциални уязвимости в един виртуален сървър да засегнат други. 
                • Хардуерна независимост и опростено управление. Виртуалните сървъри са независими от хардуера. Те могат да работят на различни физически сървъри. Тази преносимост опростява хардуерните надстройки, замени и миграции. Централизираните инструменти за управление позволяват на администраторите да наблюдават, конфигурират и отстраняват проблеми във виртуализирани среди от един интерфейс. 
                • Повишена надеждност и наличност на системата. Виртуализацията на сървъра подобрява надеждността и достъпността на системата чрез функции като балансиране на натоварването и миграция на живо. Балансирането на натоварването гарантира оптимално разпределение на натоварванията между наличните ресурси, предотвратявайки затруднения в ресурсите. Миграцията на живо позволява на администраторите да преместват виртуални сървъри между физически сървъри с минимално време на престой, като поддържат хардуерна поддръжка или надстройки, без да засягат текущите операции. 

                Какво представляват хипервайзорите? 

                Хипервайзорите, известни също като монитори на виртуални машини (VMM), са софтуер или фърмуер, които създават и управляват виртуални машини (VMs). 

                Видове хипервайзори 

                Въз основа на внедряването има два основни типа хипервайзори: хипервайзори тип 1 (само хардуер) и хипервайзори тип 2 (хоствани). Изборът между двата хипервайзора зависи от нуждите и изискванията. 

                Хипервайзор тип 1 или Bare-Metal хипервайзор  

                Той работи директно на хардуера на хоста, за да контролира хардуера и да управлява операционните системи. Не изисква хост ОС и се счита за по-ефективен и сигурен от хипервайзорите тип 2. 

                Употреба: Идеален за виртуализация на сървъри в корпоративни среди, центрове за данни и облачни изчисления. 

                Примери: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V (когато е инсталиран като самостоятелен bare-metal устройство), Xen. 

                Предимства

                • По-висока производителност и ефективност. 
                • Директен достъп до хардуерни ресурси. 
                • По-подходящ за производствени среди. 

                Хипервайзор тип 2 или Hosted хипервизор 

                Той работи на конвенционална операционна система точно като другите компютърни програми. Изисква хост ОС и виртуалните машини се създават като процеси в тази хост ОС. Въпреки че като цяло са по-малко ефективни от хипервайзорите тип 1, те са по-удобни за потребителя и подходящи за среди за разработка и тестване. 

                Употреба: Обикновено се използва за виртуализация на работни плотве, тестване и разработка. 

                Примери: VMware Workstation, Oracle VM VirtualBox и Microsoft Hyper-V (когато са инсталирани върху Windows). 

                Предимства

                • По-лесен за настройка и използване. 
                • Изисква съществуваща операционна система, което може да бъде предимство за потребители, които се чувстват по-удобно с определена операционна система. 
                • Подходящ за непроизводствени среди, тестване и разработка. 

                Какво е виртуализация в облачните услуги? 

                Виртуализацията е технологията, която прави облачните услуги възможни. Облачните изчисления са технологичен модел, който осигурява достъп при поискване до споделен пул от изчислителни ресурси през интернет. Можете да използвате ресурсите, без да купувате скъпата инфраструктура. Плащате в движение. 

                Каква е разликата между виртуализация и контейнеризация? 

                Контейнеризацията е вид виртуализация на приложения. И двете технологии позволяват ефективното използване на изчислителните ресурси, но чрез различни подходи. Виртуализацията изгражда цялостни виртуални машини с независими екземпляри на ОС. Резюмета за контейнеризиране на ниво приложение, споделяйки ядрото на хост ОС. Използването им зависи от нуждите и случаите на употреба. Те могат да работят заедно, например, в хибридни облачни среди за оптимално използване на ресурсите. 

                Заключение 

                Сега знаете какво е виртуализация на сървъра. Това е основополагаща технология в центровете за данни, осигуряваща ефективността и гъвкавостта на модерната ИТ инфраструктура. Обмислете нуждите на вашата компания и я използвайте! Директно изпитайте многобройните ѝ предимства, за да увеличите максимално ефективността на вашия бизнес и бюджет. 

                Вашият коментар

                Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.