Что такое виртуализация серверов?

• 15.05.2024
• 166

Автор
Иван Первицкий (NCSE, VCP, MCSE)
Ведущий системный инженер

1. Зачем нужна виртуализация?
2. Типы виртуализации
3. Принцип работы
4. Процесс виртуализации серверов
5. Применение
6. Решения для виртуализации и их особенности на примере Sangfor HCI и VMware vSphere

Виртуализация серверов – это широко применяемая технология, позволяющая запускать виртуальные экземпляры операционных систем на одном физическом сервере. Она преобразует аппаратные ресурсы сервера в виртуальные, что позволяет эффективно использовать вычислительные мощности (CPU, RAM) и ресурсы хранилища (HDD, SSD, NVMe).

Зачем нужна виртуализация?

Виртуализация серверов играет ключевую роль в любой ИТ-инфраструктуре по нескольким причинам:

• Оптимизация: Позволяет утилизировать вычислительные мощности и ресурсы хранения более эффективно, сокращая количество физических серверов и уменьшая точки отказа.
• Гибкость и масштабируемость: Облегчает масштабирование инфраструктуры, добавление новых аппаратных ресурсов без даунтаймов.
• Управление: Централизованное управление всей инфраструктурой из единой консоли упрощает внедрение новых сервисов, их мониторинг и обслуживание.
• Отказоустойчивость: Виртуализация позволяет быстро восстанавливать работоспособность сервисов за счет объединения серверов в кластер с общим дисковым хранилищем (СХД).

Типы виртуализации

Программная (Windows Server Hyper-V, VMware Workstation, Oracle VirtualBox)

Программная виртуализация основана на использовании гипервизора, работающего поверх операционной системы. Он позволяет создавать и управлять виртуальными машинами.

Преимущества программной виртуализации включают:

• Гибкость: Возможность запуска различных операционных систем на одном физическом сервере.
• Изоляция: Каждая виртуальная машина функционирует независимо, обеспечивая высокий уровень безопасности.

Недостатки программной виртуализации:

• Лишний слой: Гипервизор работает поверх ОС, что может негативно сказывать на производительности виртуальных сервисов и несет определенные риски в плане безопасности.
• Накладные расходы: Дополнительные затраты на аппаратное и программное обеспечение для поддержки виртуализации.

Аппаратная (VMware vSphere, Xen, Sangfor, Nutanix AHV)

Аппаратная виртуализация использует специализированные возможности аппаратного обеспечения (например, Intel VT-x или AMD-V), что обеспечивает прямой доступ к аппаратным ресурсам. В данном случае гипервизор ставится на голое железо и является своего рода операционной системой, что исключает лишние слои и снижает вектор атаки.

Преимущества аппаратной виртуализации:

• Высокая производительность: Более эффективное управление ресурсами за счет интеграции с аппаратным уровнем.
• Безопасность: Усиленная изоляция между виртуальными машинами для обеспечения безопасности данных.

Недостатки аппаратной виртуализации:

На данный момент, аппаратная виртуализация используется в любой ИТ-инфраструктуре от SMB до Enterprise и к недостаткам можно отнести, разве что, стоимость коммерческих лицензий.

Принцип работы

Основной принцип виртуализации серверов заключается в создании уровня абстракции между аппаратными ресурсами и гостевой операционной системой. Гипервизор разделяет физический сервер на несколько изолированных виртуальных сред, каждая из которых может выполнять различные операционные системы и приложения.

Процесс виртуализации серверов

Процесс виртуализации начинается с выбора гипервизора и его установки на физические серверы. Гипервизор выполняет роль прослойки между виртуальной операционной системой и аппаратными ресурсами сервера, такими как процессоры, память, дисковые контроллеры, HBA-адаптеры и сетевые интерфейсы.

Применение

Виртуализация серверов широко применяется в целях:

• Консолидации инфраструктуры: Снижение количества физических серверов для экономии места в стойке, электроэнергии и уменьшения потенциальных точек отказа.
• Управления ресурсами: Эффективное распределение вычислительных, сетевых и ресурсов хранения между виртуальными машинами.
• Обеспечения отказоустойчивости: Быстрое восстановление после сбоев и автоматическое перераспределение нагрузки за счет встроенной балансировки.

Решения для виртуализации и их особенности на примере Sangfor HCI и VMware vSphere

На рынке существует множество решений для виртуализации серверов. Самым популярным решением остается VMware vSphere. Однако, недавнее появление нового вендора Sangfor на российском рынке ПО виртуализации может изменить картину в будущем.

Sangfor HCI представляет собой гиперконвергентное решение, объединяющее вычисления, хранилище и сеть в одной интегрированной платформе. Это позволяет упростить развертывание, масштабирование и управление инфраструктурой. В отрыве от гиперконвергенции можно использовать обычную виртуализацию, за счет гипервизора aSV и внешних дисковых хранилищ, которые могут быть подключены по протоколам iSCSI, Fiber Channel и NFS. На сегодняшний день Sangfor является единственным зрелым импортным решением на нашем рынке, с официальной русскоязычной поддержкой и офисом на территории РФ.

VMware vSphere, с другой стороны, является ведущим решением для виртуализации серверов, обеспечивая высокую производительность, надежность и безопасность. Он предлагает широкий спектр функций, включая возможности миграции виртуальных машин, отказоустойчивости и автоматизации управления ресурсами. Однако, покупка компании VMware ИТ-гигантом Brocade и последующие изменения в политике лицензирования наравне с пересмотром партнерских отношений, ставят под сомнение вероятность использования будущих версий продукта в РФ.

Каждое из этих решений имеет свои уникальные особенности, которые позволяют выбирать наиболее подходящий вариант в зависимости от требований бизнеса и сценариев использования. Эти инструменты помогают организациям достичь оптимальной производительности, эффективности и отказоустойчивости своей IT-инфраструктуры.