Аппаратная виртуализация позволяет создавать виртуальные машины (ВМ) на физическом оборудовании с максимально эффективным распределением ресурсов. Как она работает, каких типов бывает и какие преимущества дает бизнесу — разбираемся в статье.
Аппаратная виртуализация позволяет создавать виртуальные машины (ВМ) на физическом оборудовании с максимально эффективным распределением ресурсов. Как она работает, каких типов бывает и какие преимущества дает бизнесу — разбираемся в статье.
Базовый уровень любого типа представления — сервер. Обработка данных выполняется на физическом оборудовании вне зависимости от степени абстракции.
При аппаратном представлении на сервер устанавливается гипервизор. Это программа, создающая наборы виртуальных мощностей. Что такое гипервизор, мы рассматривали в отдельной статье.
Верхний уровень абстракции — виртуальные машины. На первый взгляд она не отличается от традиционного сервера. По сути же ВМ состоит из одного виртуального диска и файлов, которые описывают ее характеристики.
Виртуальная машина устанавливается на аппаратный гипервизор. И уже на подготовленную ВМ ставятся операционные системы, программное обеспечение.
Проиллюстрировать концепцию можно на примере книги. Допустим, физический сервер с установленным ПО — это книга. Объект, который можно взять с полки, переместить в пространстве. Если вам нужно сделать копию такой книги, чтобы передать ее другому человеку, то придется потратить много ресурсов. Перепечатать или отсканировать каждую страницу, скрепить все листы, сделать переплет.
Настроенная ВМ с выделенными мощностями и установленными приложениями — это цифровая версия книги. Можно создавать сколько угодно копий, затрачивая минимум времени и сил. Сделайте резервную копию для себя, перенесите копию на другую машину, передайте другому пользователю. В случае с серверами такую простоту распространения и управления обеспечивает виртуализация процессора и других ресурсов.
Чтобы запуск ВМ стал возможным, распределение ресурсов должно поддерживаться процессорами. Есть две основные технологии от крупных производителей — Intel VT и AMD-V.
Обе технологии развиваются сразу в нескольких направлениях. Основное — CPU Virtualization. Это позволяет запускать на одном процессоре несколько систем, работающих параллельно или вложенных друг в друга.
Также развиваются технологии виртуального графического представления и ввода-вывода. Они помогают организовывать удаленный доступ или совместное использование физического оборудования, например, при организации дистанционных рабочих мест или для онлайн-игр.
Выделяют следующие типы виртуализации:
Выбор типа зависит от того, какие задачи нужно решать.
Мы разобрались, что такое виртуализация на аппаратном уровне и каких типов она бывает. Но существует еще программное представление. Оно подразумевает использование хостовой системы. При таком подходе добавляется еще один уровень абстракции:
Добавление дополнительного слоя абстракции усложняет процесс и снижает производительность «железа». Физическое оборудование тратит ресурсы на работу хостовой ОС и гипервизора. Есть и другие проблемы:
Для решения простых пользовательских задач подходит программная виртуализация. Например, ее можно использовать, чтобы протестировать другую операционную систему внутри основной. Без такого типа пришлось бы ставить рядом несколько ОС и постоянно переключаться между ними.
Для бизнес-задач используется аппаратная виртуализация, которая обеспечивает высокую производительность и безопасность. Здесь главное — эффективная трата ресурсов.
Технология виртуализации имеет целый ряд преимуществ. Выделим главные:
При аппаратной виртуализации внешние приложения не отличают виртуальные машины от физических серверов. Гостевые ОС исполняются на процессоре без виртуализации. Более того, одна гостевая ОС ничего не знает о других ОС, которые на самом деле находятся с ней на одном физическом оборудовании. Такая изолированность помогает поддерживать высокий уровень безопасности.
Виртуализацию используют крупные компании, малый и средний бизнес, отдельные пользователи. Она помогает выстроить гибкую инфраструктуру любого размера, которую легко масштабировать и защитить от внешних и внутренних угроз.