Технологии за виртуализация. Видове виртуализация.
Виртуализацията е софтуерна технология използваща даден физически ресурс и го разделя на виртуални ресурси, наречени виртуални машини (VM's). Чрез виртуализацията потребителите могат да консолидират физическите ресурси, също се опростява внедряването и управлението и се намаляват нуждите от енергия и охлаждане.
Относно сървъра виртуализацията прекъсва обвързаността между О.С. и приложния хардуер. Всички физияески елементи на сървъра се пресъздават в софтруер. Това означава, че на една физическа машина могат да бъдат пуснати едновременно няколко операционни системи, всяка от които ще работи в своя собствена виртуална среда.
Виртуалната машина е ефикасен, изолиран дубликат на реалната машина. Хипервайзор-а предоставя интерфейс, който прилича на физически хардуер за "гост" операционната система, който позволява множество операционни системи да работят едновременно на един компютър. Той е средството за отделяне на хардуер-а от операционната система и може да контролира използването на процесора, паметта и сторидж системата, дори позволява гост операционните системи да мигрират от един компютър на друг.
Също така е и метод за разделяне на един физически компютърен сървър на много "виртуални" сървъри, всеки един от които има способност да стартира своя собствена посветена машина. Всеки виртуален сървър функционира като пълноправен сървър и може да бъде самостоятелно рестартиран.
Виртуалната машина е напълно изолиран софтуерен контейнер, който може да управлява своя собствена операционна система и приложения, дори и да бяха на физически компютър. Виртуалната машина се държи точно като физически компютър и съдържа собствени виртуални софтуерно - базирани CPU, RAM, твърд диск и мрежови карти.
Една операционна система не прави разлика между виртуална или физическа машина, приложенията или други компютри в мрежата също немогат. Въпреки това, виртуалната машина е съставена изцяло от софтуер и не съдържа каквито и да е хардуерни компоненти. Благодарение на това, виртуалните машини предлагат редица предимства в сравнение с отделен физически хардуер.
Виртуалните машини притежават четири основни характеристики, които са предимство за потребителите:
Съвместимост: Виртуалните машини са съвместими с всички стандартни x86 компютри
Изолация: Виртуалните машини са изолирани една от друга, както физическите отделни компютри
Капсулация: Виртуалните машини капсулират пълна компютърна среда
Хардуерна независимост: Виртуалните машини са независими от прилежащия хардуер
Чрез виртуалната инфраструктура се осъществява споделянето на физически ресурси на множесво машини в цялата инфраструктура.
Виртуалната инфраструктура се състои от следните компоненти:
Хипервайзори, които позволяват пълната виртуализация на всеки x86 компютър.
Виртуални инфраструктурни услуги, като например управление на ресурсите и консолидиран бекъп за оптимизиране на наличните ресурси между виртуалните машини
Предимстава на виртуалната инфраструктура са постигането на вградена достъпност, сигурност и скалируемост на приложения. Поддържа широка гама от операционни системи и среди от приложения, работа в мрежа, както и със системи за съхранение на данни (сторидж).
Видове виртуакизация
1. Платформената виртуализация е виртуализация на компютри или операционни системи. Тя скрива физическите характеристики на компютърната платформа от потребителите, като вместо това показва друга емулирана компютърна платформа. Създаването и управлението на виртуалните машини е наречено платформена виртуализация (сървърна виртуализация). Тя се извършва на дадена хардуерна платформа от хост софтуера, която създава симулирана компютърна среда, виртуална машина за гост софтуера.
Подходи за платформена виртуализация.
- Пълна виртуализация
Виртуалната машина симулира достатъчно хардуер да позволи непроменена "гост" операционна система, да бъде стартирана отделно.
- Хардуерно-подпомогната виртуализация - хардуера предоставя архитектурна поддръжка, която улеснява изграждането на виртуалната машина и дава възможност на гост операционната система да бъде стартирана отделно. Хардуер виртуализационните технологии включват: AMD-V x86 виртуализация; IBM Advanced Power виртуализация; Intel VT x86 виртуализация; Intel VT x86 виртуализация.
- При частичната виртуализация - виртуалната машина симулира множество копия на голяма част от прилежащата хардуерна среда, особено адресното пространство. Такава среда поддържа споделяне на ресурсите и изолация на процеси, но не позволява отделни копия на "гост" операционните системи.
- Пара виртуализация : виртуалната машина не симулира хардуер, но предлага специални API, които могат да се използват само чрез промяна на "гост" операционната система. Тази система се нарича "hypercall" в TRANGO и Xen.
Във виртуализацията на ниво операционна система, един физически сървър се виртуализира на ниво операционна система, то позволява множество сървъри, да стартират на един физически сървър."Гост" средите, споделят една и съща операционна система като хост система. Приложенията, стартирани на дадена "гост" среда се виждат като самостоятелна система.
- Ресурсна виртуализация
- Виртуализация на специфични системни ресурси, като например сторидж дискове или мрежови ресурси е ресурсна виртуализация
- Сторидж виртуализацията е обединяване на много физически сторидж ресурси в отделен ресурс, който е централно управляван. Сторидж виртуализацията автоматизира досадни и отнемащи време задачи за сторидж администрация. Потребителите могат да прилагат сторидж виртуализацията със софтуер, хибриден хардуер или софтуерни шаблони. Виртуализацията скрива физическата сложност на сторидж системите от администраторите и приложенията, позволяващи да управлявате всички сторидж системи като отделен ресурс. В допълнение този подход значително подобрява ефективността и намаля общите разходи.
- Мрежовата виртуализация е процеса за съчетаване на хардуера, софтуерни мрежови ресурси и функционалността на мрежата, в единна, софтуерно-базирана административна единица, виртуална мрежа. Мрежовата виртуализация включва платформена виртуализация, често в комбинация с ресурсна виртуализация. Мрежовата виртуализация е категоризирана като външна, съчетаваща много мрежи или части от мрежи във виртуална единица, или вътрешна, предоставяща мрежовата функционалност на софтуерните контейнери на една система. Дали виртуализацията е вътрешна или външна зависи от изпълнението, предоставено от производителите, които поддържат тази технология.
Клъстерни и грид-технологии
Компютърен клъстер е група от свързани помежду си компютри, работещи в тясно сътрудничество, така те образуват един компютър. Компонентите на клъстера са често са свързани помежду си чрез бързи локални мрежи.
Клъстерите обикновено се създават за подобряване на производителността и/или достъпността на даден компютър, и обикновено са много по-рентабилни от единични компютри със сравнима скорост или достъпност.
Класификация:
Високо-достъпните клъстери се създават предимно с цел подобряване на достъпността на услугите, които предоставя клъстера. Те действат като резервни възли, които се използват за осигуряване на услуги, когато някой компонент на системата не работи.
Клъстерите за балансирано натоварване действат чрез разпределяне на натоварването равномерно върху резервни възли. Обикновено клъстера се конфигурира с множество резервни възли.
Клъстерите се използват основно за изчислителни цели, а не за I/O-ориентирани дейности, като например уеб и или бази данни. Например, един клъстер може да поддържа компютърни симулации на метеорологични данни или автомобилни катастрофи.
Гринг технологии - Гридовете обикновено са изчислителни клъстери, но повече фокусирани върху компютърната производителност Гридовете включват разнородни типове компютри, разпределени в географски възли, които понякога се управляват от независими организации.
Грид-технологията е оптимизирана за натоварвания, които се състоят от много независими задачи или пакети от задачи, които не трябва да споделят данни с други задачи по време на изчислителния процес. Гридовете служат за управление на разпределението на задачи до компютри, които ще извършват работата, независимо от останалата част от клъстера. Ресурси, като например сторидж могат да се споделят от всички възли, но междинните резултати от една задача не засягат други работещи задачи по отношение на други възли на мрежата.
Виртуализация на приложения :
Виртуализацията на приложения е термин, който описва софтуерни технологии, които подобряват преносимостта, управляемостта и съвместимостта на приложения, като ги отделят от операционната система, на която се изпълняват. Напълно виртуализираното приложение не е инсталирано в традиционния смисъл на думата, въпреки че се изпълнява, както нормално приложение.
Приложението вярва, че по време на изпълнение, пряко взаимодейства с оригиналната операционна система и всички ресурси, управлявани от нея, като в действителност това не е така. Виртуализацията на приложения се различава от виртуализацията на операционна система в това, че в последния случай, цялата операционна система се виртуализира, а не само специфично приложение.
Между-платформената виртуализация е форма на виртуализация, която позволява софтуер, компилиран за специфичен процесор или операционна система да стартира без да се променя на компютри с различни процесори и/или операционни системи, чрез комбинация от динамично двоично транслиране и системата за извикване на операционната система.
Емулацията може да се разглежда като имитация на поведение на компютър или друга електронна система с помощта на друг тип компютри/системи. Конзолния емулатор е програма, която позволява на един компютър или друга модерна конзола да емулират друга конзола (обикновено се използва във видео игрите). Хардуерната емулация, използва специален за целта хардуер за да емулира поведението на система, която е в процес на изграждане, с по-голяма скорост, отколкото чисто софтуерната емулация.
Симулацията е имитация на нещо истинско, състояние или процес. Действието на симулиране на нещо, обикновено включва някои основни характеристики или поведение на избрана физическа или абстрактна система.
Компютърната симулация (или "SIM") е опит да се моделира реална или хипотетична ситуация, чрез компютър, така че да може да се изследва и да се види как работи системата. Чрез промяна на променливи, могат да се правят прогнози за поведението на системата.
Intel Virtualization Technology осигурява по-добра гъвкавост и максимално оползотворяване чрез затвърдяване на многожеството от среди към един сървър, работна станция или персонален компютър.
Intel® VT осигурява:
- опростено управление на ресурсите и повишаване на ИТ ефективността.
- по-добра надежност на системите, намаляване на възможността от корпоративна заплаха и загуби в реално време от прекъсване на работа.
- ниски разходи за хардуер, поради по-добре оптимизираната работа на компютърните системи.
- С подкрепата от компютърния хардуер - процесор, чипсет, оперативна памет и осигуряването на софтуер, (Intel ® VT) подобрява традиционната софтуер-базирана виртуализация.
Технологията Intel VT-x значително подобрява ефективността на софтуер-базираните решения за виртуализация. Тя отстранява намесата и нуждата на VMM ( Virtual Machine Manager), който следи и премахва определени решения, направени от операционната система, което се налага основно в софтуер-базираната виртуализацията. Също така се предлага хардуерна поддръжка за смяната на контрола на платформата между VMM и операционната система, за да може трансфера да бъде по- бърз, адекватен и сигурен, когато има нужда от намеса на VMM. В допълнение Intel VT-x притежава VM ( Virtual Machine) миграционни способности, което защитава ИТ инвестициите; подобрява надеждността на поддръжката и качественото възстановяване на системата.
Tехнологията Intel VT-d :Kогато много гост-операционни системи са консолидирани на сървър, движението на информацията към и от системата се увеличава. Без хардуерна подръжка, VMM е пряк участник във всяко входно-изходно решение. Това не само забавя скоростта на движение на информацията, но и увеличава натовареността върху сървърните процесори, поради по-високата активност на VMM. Технологията Intel VT-d ускорява движението на информацията и елиминира горепосочените проблеми чрез премахване на нуждата от участието на VMM в ръководенето на входно-изходния поток. Това се осъществява чрез позволяване на VMM да възложи специфични входно-изходни устройства към определена гост-операционна система. На всяко устройство е определена част от системната памет, където то и определена му гост-операционна система имат достъп. Веднъж изпълнени началните задачи, информацията може да се движи директно между гост-операционна система и определените й устройства. Входно-изходния поток се движи по-бързо и намалената VMM активност понижава натовареността на сървърните процесори.
Източници:
Няма коментари:
Публикуване на коментар