Що таке віртуалізація серверів і чому вона корисна?
Віртуалізація серверів - це технологія, яка дає змогу одному фізичному серверу функціонувати як кілька віртуальних серверів. Ці віртуальні сервери, відомі як віртуальні машини (VM), можуть працювати незалежно один від одного та імітувати окремі фізичні сервери. Віртуалізація успішно використовується на серверах хостинг провайдерів для надання послуг оренди віртуальних виділених серверів (VPS/VDS). На хостингу ГіперХост використовується два типи віртуалізації сервера: на VPS - OpenVZ, на VDS - KVM. Більш детальне порівняння цих технологій і послуг у попередній статті.
Переваги віртуалізації серверів
Розглянемо переваги віртуалізації виділених фізичних серверів на глобальному рівні. У чому плюси такого поділу сервера?
🗸Ефективне використання ресурсів: Віртуалізація дає змогу на одному фізичному сервері запускати кілька віртуальних машин, що збільшує використання обчислювальних ресурсів і зменшує кількість невикористовуваних ресурсів.
🗸Ізоляція та безпека: Віртуальні машини можуть працювати незалежно одна від одної, що забезпечує ізоляцію ресурсів і підвищує безпеку. У разі проблеми з однією віртуальною машиною, інші залишаються в безпеці. Це дуже зручно не тільки для хостинг-провайдерів, які продають віртуальні машини, а й для окремих компаній, які використовують виділені сервери для роботи внутрішньої інфраструктури.
🗸Гнучкість і масштабованість: Віртуалізація забезпечує гнучкість в управлінні ресурсами. Ви можете легко змінювати обсяг виділених ресурсів для кожної віртуальної машини залежно від вимог додатків.
🗸Спрощене управління: Віртуалізація надає інструменти для зручного управління та моніторингу віртуальних машин. Це спрощує процеси встановлення, оновлення та обслуговування.
🗸Економія енергії та простору: Запуск декількох віртуальних машин на одному фізичному сервері дає змогу заощаджувати енергію та зменшує необхідність у великій кількості фізичних серверів, що також заощаджує місце в дата-центрі.
🗸Швидке відновлення та резервне копіювання: Віртуалізація спрощує процеси резервного копіювання та відновлення віртуальних машин, що підвищує надійність системи.
🗸Тестування: Віртуалізація забезпечує можливість створення копій віртуальних машин для тестування нових конфігурацій або розробки додатків без впливу на робоче середовище.
🗸Можливості міграції за необхідності: Багато систем віртуалізації надають інструменти для міграції віртуальних машин між фізичними серверами, що дає змогу балансувати навантаження і забезпечувати безперервну роботу.
Компоненти віртуалізації сервера
Залежно від підходу віртуалізація серверів використовує низку різних компонентів, включно з хост-машиною, віртуальними машинами, гіпервізором і контейнерами. Хост-машина - це фізичне серверне обладнання, на якому відбувається віртуалізація.
Віртуальні машини (ВМ) - ресурси, абстраговані від традиційного серверного середовища.
Гіпервізор - спеціалізоване програмне забезпечення, що створює та обслуговує віртуальні машини і може запускатися на серверах або розміщуватися поверх наявної ОС.
Контейнери - унікальні користувацькі середовища, створені у віртуалізованих ОС. Завдяки механізму контейнерів кілька контейнерів можуть використовувати одні й ті самі інтерфейси та загальні бібліотеки базової ОС хоста. Контейнери часто розгортаються всередині гіпервізорів або віртуальних машин, щоб забезпечити додатковий рівень ізоляції від основної ОС хоста сервера.
На високому рівні всі технології віртуалізації спрямовані на досягнення однієї й тієї самої мети: оптимізація фізичних серверів шляхом розподілу та надання ресурсів із більшою гнучкістю.
Підходи до віртуалізації
Конкретний підхід до віртуалізації залежить від потреб і обмежень організації, яка прагне віртуалізації.
Повна віртуалізація використовує гіпервізор для створення та обслуговування повністю автономних віртуальних машин, які не потрібно модифікувати для роботи з різними ОС. Це можна зробити за допомогою програмного підходу, але повна віртуалізація з апаратною підтримкою стала домінантним підходом відтоді, як Intel і AMD створили нові розширення процесорів x86 у середині 2000-х років. Microsoft Hyper-V, Oracle VM VirtualBox і VMware vSphere входять до числа провідних продуктів повної віртуалізації.
Паравіртуалізація використовує інтерфейс прикладного програмування (API) для надсилання гіпервикликів між гіпервізором і ОС. Це означає, що кожна віртуальна машина знає і може взаємодіяти одна з одною для спільного використання ресурсів. Паравіртуалізація, іноді звана просто PV, може працювати на системних архітектурах, які не мають апаратної підтримки віртуалізації. Більшість продуктів, що підтримують повну віртуалізацію, також підтримують паравіртуалізацію.
Віртуалізація на рівні ОС відбувається без гіпервізора. Натомість операційна система фізичного сервера містить можливість віртуалізації, яка діє як гіпервізор для створення кількох користувацьких середовищ, що називаються контейнерами. Oracle Solaris - один із найвідоміших продуктів віртуалізації на рівні ОС.
Під час апаратної віртуалізації функції центрального процесора використовуються для підтримки процесу віртуалізації серверів. ЦП містить у собі вбудовані можливості для забезпечення прямого зв'язку між віртуальними машинами і фізичним сервером - це знижує надійність гіпервізора. Цей підхід також підвищує продуктивність. ОН дає змогу віртуальним машинам працювати так, як якщо б вони були безпосередньо пов'язані з сервером.
Віртуалізація на основі гіпервізора забезпечує ефективну емуляцію обладнання основного сервера, даючи змогу кільком гостьовим віртуальним машинам працювати на одному фізичному сервері. Це пропонує ефективне і масштабоване рішення для потреб вашої організації у віртуалізації.
Кожен підхід до віртуалізації має свої переваги та особливості, що дає змогу організаціям обирати найкраще рішення, яке відповідає їхнім вимогам та інфраструктурі.
Сьогодні працюють кілька основних видів віртуалізації виділеного сервера, більш детально кожен із них описано в попередній статті:
Віртуалізовані сервери можуть допомогти поліпшити обчислювальні системи організації кількома способами. Вони дають змогу економити місце в центрі обробки даних, максимізувати ресурси серверів і скорочувати витрати, пов'язані з обладнанням та електроенергією. На додачу до всього, налаштувати віртуальну машину набагато простіше, ніж налаштувати новий фізичний сервер.
Однак віртуалізація серверів часто пов'язана зі спільними серверними ресурсами. Хоча віртуальні сервери економічніші і можуть бути дуже потужними, вони часто пов'язані з можливими проблемами, такими як сусіди по серверу і додаткові проблеми безпеки або стабільності.
Один зі способів знизити ці ризики - вибрати відповідну віртуалізацію сервера, наприклад, KVM, яка ізолює від сусідів і гарантує виділені ресурси. Подібна віртуалізація заліза може надати вам усі переваги, зводячи при цьому до мінімуму ризики, пов'язані із загальними конфігураціями серверів.