Virtualizácia

Martin Hatina, 396504@mail.muni.cz

Obsah

Základné pojmy

Čo je virtualizácia?

Virtualizácia je framework alebo metodológia delenia zdrojov počítača na niekoľko výpočtových prostredí aplikovaním jedného alebo viacerých prístupov alebo technológií, hlavne rozdelenia hardvéru a softvéru, zdieľania výpočtového času, čiastočné alebo úplné simulovanie výpočtového prostredia, emulácie, kvality služieb a iných.

Prečo virtualizovať?

Úrovne virtualizácie

Plná virtualizácia

Virtualizácia založená na tomto prístupe emuluje všetky dostupné fyzické zdroje hostitelského systému. Hypervisor, ktorý spostredkúva virtualizáciu prekladá všetky systémové volania v klientovi, ktoré žiadajú prístup k hardvéru (v tomto prípade virtuálnemu) hostujúcemu systému – tvorí akýsi most, prostredník medzi fyzickým a virtuálnym prostredím.

Paravirtualizácia

Paravirtualizácia sa vyznačuje tým, že vykonáva len čiastočnú abstrakciu na úrovni virtuálneho počítača, tj. ponúka virtuálne prostredie, ktoré je podobné tomu fyzickému, na ktorom virtuálny počítač provozujeme. Virtualizácia v tomto prípade nie je úplná, niektoré vlastnosti napr. procesoru môžu byť obmedzené a operačný systém môže rozpoznať, že beží vo virtuálnom prostredí. Na druhú stranu skutočnost, že virtuálny a fyzický hardware se príliš nelíši, umožňuje, aby virtuálny počítač v maximálnej miere využíval vlastnosti základného fyzického prostredia (nemusia sa emulovať všetky komponenty virtuálneho počítača).

Kontajnerová virtualizácia

Tiež nazývaná ako virtualizácia na úrovni operačného systému. Táto technika je často využívaná v hostingovými firmami, ktoré poskytujú virtuálne privátne servery kvôli jej "ľahkej" podobe – nie je nutné doinštalovať žiaden dodatočný softvér. Virtuálny počítač je tvorený izolovaným výpočtovým prostredím, ktoré beží v užívateľskom priestore a zdieľa fyzické prostriedky hostujúceho systému.

Virtualizácia aplikácií

Jedná sa o "najľahšiu" formu virtualizácie, nakoľko nevyžaduje virtualizovanie cieľového operačného systému, pre ktorý bola daná aplikácia vytvorená. Virtualizácia aplikácií využíva abstrakciu cieľovej platformy. Tento spôsob je podobný plnej virtualizácii, ktorá emuluje hardvér. Aplikačná virtualizácia emuluje potrebné softvérové vybavenie, knižnice, prostriedky a systémové volania.

Prístup k virtuálnemu stroju

Priamo k operačnému systému bežiacemu na virtuálnom počítači sa dá pripojit štandardnými prostriedkami, SSH, VNC, atď. Na grafický výstup virtuálneho počítača sa dá pripojiť buď cez natívny protokol virtualizačného software-u (ako napr. vo VirtualBoxe) alebo cez nejaký remote desktop protokol, zpravidla VNC (napr. v Qemu), alebo RDesktop.

Virtualizačné riešenia

VMware

VMware je vývojárom virtualizačného software-u pre počítače založené na architektúre x86, ako je VMware Workstation alebo VMware ESX Server.

Hypervisor VMware ESX sa radí do rodiny natívnych hypervisorov, ktorý beží priamo na hardvéri fyzického serveru. VMware ESX poskytuje abstrakciu hardvérových prostriedkov a ich zdieľanie medzi virtuálnymi počítačmi. Z hľadiska implementácie ho možno taktiež zaradiť do skupín plnej virtualizácie, ale aj do množiny paravirtualizácie.

VMware Workstation je virtualizačný program (software), ktorý umožňuje spustiť na jednom počítači viac virtuálnych strojov. Každý takýto stroj používa svoj vlastný operačný systém. Nie je pritom obmedzení operačným systémom hostitelského počítača, takže môžeme spustiť na 32-bitovom operačnom systéme systém 64-bitový.

Citrix

Citrix Systems je americká firma, ktorá je zameraná na software predovšetkým určený na virtualizáciu a vzdialený prístup k aplikáciám.

Citrix XenServer je riešenie pre vykonávanie úloh virtualizovaných aplikacií na ľubovolnom počte serverov. XenServer umožňuje ovládať virtuálne ako aj fyzické servery a zvyšuje tak dynamiku celého dátového centra.

KVM

KVM (Kernel-based Virtual Machine) je modul jadra pre plnú virtualizáciu. V súčasnosti podporuje okrem x86-kompatibilných architektúr aj PowerPC, AMD64 a ARM. Jednou z funkcií je možnost živej migrácie, kedy je možné virtuálny systém preniesť na iný fyzický počítač bez nutnosti vypínať virtuálny stroj. Taktiež je možné prevádzkovať viac virtuálnych strojov. Každý z virtuálnych strojov má svoj virtualizovaný hardware: sieťovú kartu, disk, grafickú kartu, atď.

Literatura