Виртуализация активно применяется в различных областях IT: от разработки и хостинга до тестирования операционных систем и программного обеспечения, а также в бизнесе и при решении задач частных пользователей. Сегодня разберем, что такое виртуализация, какие основные термины с ней связаны, и рассмотрим виды программного обеспечения для её реализации.

Что такое виртуализация

Виртуализация представляет собой технологию, позволяющую использовать ресурсы одного физического устройства, например сервера, для создания нескольких виртуальных машин (VM), которые работают независимо друг от друга. Иными словами, благодаря виртуализации можно создать несколько изолированных сред, функционирующих на мощностях одного физического компьютера. Виртуальные машины могут быть настроены с любыми параметрами, включая объем памяти и частоту процессора, конечно, в рамках ресурсов физического устройства.

Зачем нужна виртуализация

Виртуализация решает ряд задач, позволяя экономить на конфигурации и сборке физического оборудования, а также обеспечивая быстрое восстановление сервисов при сбоях. Например, разработчики могут создавать копии своих веб-проектов на виртуальных машинах и тестировать их в безопасной среде. При критических ошибках в тестовой среде основной сервис или приложение не будут затронуты.

Кроме того, виртуализация предоставляет возможность использовать различные операционные системы и конфигурации на одном физическом сервере, упрощая работу и ускоряя процессы разработки. В хостинге виртуализация помогает оптимально распределить вычислительные мощности между клиентами, так как не все проекты требуют отдельного сервера. Разделяя мощный сервер на несколько виртуальных машин с различными ресурсами, можно предоставить каждому пользователю решение, соответствующее его потребностям.

Основные термины виртуализации

Для лучшего понимания принципов работы виртуализации важно знать следующие термины:

• Гипервизор — программное обеспечение, с помощью которого создаются виртуальные машины и управляются ими.
• Виртуальная машина (VM) — изолированная система, работающая в виде логического сервера со своим набором ресурсов и операционной системой.
• Хост виртуализации — физический сервер, на котором установлен гипервизор.

Гипервизоры могут управлять виртуальными машинами не только на одном физическом сервере, но и в кластере, где родительский сервер называется узлом кластера.

Виды виртуализации

Существует два основных типа виртуализации:

1. Программная виртуализация — в этом случае ресурсы физического сервера делятся при помощи операционной системы, и все виртуальные машины используют общее ядро. Основное требование — поддержка ОС виртуальных машин ядра операционной системы физического сервера.

2. Аппаратная виртуализация — ресурсы физического сервера распределяются изолированно, каждая виртуальная машина может иметь свою ОС с уникальным ядром, обеспечивая большую автономность и гибкость.

Плюсы и минусы гипервизоров

Гипервизоры разделяются на два типа в зависимости от подхода к виртуализации:

• Программные гипервизоры — просты в настройке, обеспечивают быструю развертку, но менее изолированы; производительность виртуальных машин может зависеть от нагрузки на ОС физического сервера.

• Аппаратные гипервизоры — обеспечивают высокую степень изоляции и устойчивы к внешнему влиянию, но требуют больше времени на настройку и установку ОС на виртуальные машины.

Популярные гипервизоры

Virtuozzo и OpenVZ

Используют программную виртуализацию и подходят для небольших проектов и тестов. OpenVZ имеет базовую бесплатную версию, а Virtuozzo предлагает платные решения с расширенными возможностями.

Xen и Citrix Hypervisor

Поддерживают аппаратную и гибридную виртуализацию. Этот гипервизор кроссплатформенный и изначально разрабатывался как открытый проект, что даёт возможность специалистам вносить свои модификации.

Oracle VM VirtualBox

Кроссплатформенный гипервизор, доступный бесплатно с открытым исходным кодом. Часто используется для тестирования различных ОС и приложений на уровне локального компьютера.

Microsoft Hyper-V

Предназначен для работы с Windows и платных продуктов Microsoft. Поставляется с серверными ОС Windows, где может создавать виртуальные машины без необходимости отдельной лицензии.

VMware ESXi

Используется для тестирования и развертки виртуальных машин, имеет как платные, так и бесплатные версии. Лицензирование осуществляется на основе физических ядер, что делает его хорошим решением для профессионального использования.

QEMU KVM

Этот гипервизор с открытым исходным кодом поддерживает аппаратные расширения и может работать с разными операционными системами, включая Windows и Linux, что делает его универсальным инструментом для виртуализации.

Выбор гипервизора в зависимости от задач

При выборе гипервизора важно учитывать, для каких целей будет использоваться виртуализация. Например:

• Для тестирования и разработки: Подойдут кроссплатформенные гипервизоры, такие как Oracle VM VirtualBox или QEMU KVM, так как они позволяют запускать различные операционные системы и легко менять конфигурации. Их открытый исходный код и бесплатные версии делают их доступными для широкого круга пользователей.

• Для небольших проектов и экономии на хостинге: Программные гипервизоры, такие как OpenVZ и Virtuozzo, отлично подходят для базовых виртуальных машин, которые не требуют высокой изоляции и используют ресурсы физического сервера совместно с другими VM. Это решение подходит для экономичного хостинга веб-проектов или тестирования приложений.

• Для продвинутых проектов и обеспечения изоляции: Аппаратные гипервизоры, такие как Xen и VMware ESXi, лучше справляются с задачами, где требуется высокая производительность и изоляция. Они обеспечивают максимальное разграничение ресурсов между виртуальными машинами и меньше подвержены влиянию нагрузки других VM.

• Для инфраструктуры на Windows: Microsoft Hyper-V хорошо подходит для развертывания виртуальных машин с Windows, особенно для корпоративных пользователей, поскольку он интегрирован в серверные версии Windows и поддерживает другие продукты Microsoft.

Преимущества виртуализации для бизнеса

Виртуализация позволяет бизнесу оптимизировать использование серверов, сократить затраты на физическое оборудование и увеличить гибкость IT-инфраструктуры. Это выражается в:

1. Сокращении затрат: Виртуализация помогает компании оптимально использовать мощности одного сервера для запуска нескольких VM, что экономит на покупке оборудования и снижает эксплуатационные расходы.

2. Ускорении развертывания: Новые серверы можно быстро развернуть с помощью шаблонов, не прибегая к долгому процессу установки и настройки ОС и программного обеспечения.

3. Повышении отказоустойчивости: Гипервизоры позволяют создавать резервные копии виртуальных машин и быстро восстанавливать их в случае сбоя.

4. Масштабируемости: По мере роста бизнеса можно просто добавить ресурсы в виртуальную среду, не заменяя физическое оборудование.

Виртуализация в будущем: перспективы и тренды

Технология виртуализации продолжает развиваться, и эксперты прогнозируют, что в будущем виртуализация станет еще более гибкой и интегрированной с облачными решениями. Популярность набирают контейнеры и гибридные среды, которые позволяют пользователям сочетать локальные и облачные ресурсы. Также развивается виртуализация сетей и хранилищ данных, что делает инфраструктуру ещё более устойчивой и производительной.

Виртуализация занимает ключевую позицию в IT-инфраструктуре современных компаний, предоставляя эффективные и гибкие инструменты для разработки, тестирования и масштабирования проектов.