Virtualizáció - Virtualization

A számítás során a virtualizáció vagy a virtualizáció (néha rövidítve v12n , számnév ) valaminek virtuális (nem pedig tényleges) verziójának létrehozása, beleértve a virtuális számítógépes hardverplatformokat , a tárolóeszközöket és a számítógépes hálózati erőforrásokat.

A virtualizáció az 1960-as években kezdődött, mint módszer, amely logikailag felosztja a nagyszámítógépek által biztosított rendszererőforrásokat a különböző alkalmazások között. Azóta a kifejezés jelentése kiszélesedett.

Hardveres virtualizáció

Fő cikk: Hardver virtualizáció
Lásd még: Mobil virtualizáció

A hardveres virtualizáció vagy a platform-virtualizáció egy virtuális gép létrehozására utal, amely úgy működik, mint egy igazi operációs rendszerű számítógép. Az ezeken a virtuális gépeken futtatott szoftvereket elkülönítik az alapul szolgáló hardver erőforrásoktól. Például egy Microsoft Windows rendszert futtató számítógépen található egy virtuális gép, amely úgy néz ki, mint egy Ubuntu Linux operációs rendszerű számítógép ; Ubuntu-alapú szoftver futtatható a virtuális gépen.

A hardveres virtualizációban a gazdagép az a gép, amelyet a virtualizáció használ, a vendéggép pedig a virtuális gép. A host és vendég szavakkal megkülönböztethető a fizikai gépen futó szoftver és a virtuális gépen futó szoftver. Azt a szoftvert vagy firmware-t , amely virtuális gépet hoz létre a gazdagép hardverén, hipervizornak vagy virtuális gép monitornak nevezzük .

A hardveres virtualizáció különféle típusai a következők:

  • Teljes virtualizáció  - a tényleges hardver szinte teljes szimulációja annak érdekében, hogy a szoftveres környezetek, beleértve a vendég operációs rendszert és az alkalmazásokat, módosítatlanul fussanak.
  • Paravirtualizáció  - a vendégalkalmazások a saját elszigetelt tartományaikban kerülnek végrehajtásra, mintha külön rendszeren futnának , de a hardveres környezetet nem szimulálják. A vendégprogramokat kifejezetten módosítani kell, hogy ebben a környezetben fussanak.

A hardveres virtualizáció a virtualizáció általános hatékonyságának javításának egyik módja. Magában foglalja a CPU-kat, amelyek támogatják a hardveres virtualizációt, és más hardver-összetevőket, amelyek hozzájárulnak a vendégkörnyezet teljesítményének javításához.

A hardveres virtualizáció a vállalati informatika átfogó trendjének részeként tekinthető meg, amely magában foglalja az autonóm számítást , egy olyan forgatókönyvet, amelyben az informatikai környezet képes lesz önmagát kezelni az észlelt tevékenység alapján, és a segédprogram-számítást , amelyben a számítógépes feldolgozási teljesítmény egy segédprogram, amelyet az ügyfelek csak szükség szerint fizethetnek. A virtualizáció szokásos célja az adminisztratív feladatok központosítása, a skálázhatóság és az általános hardver-erőforrás-kihasználás javítása mellett . A virtualizációval több operációs rendszer futtatható párhuzamosan egyetlen központi egységen (CPU). Ez a párhuzamosság általában csökkenti a rezsiköltségeket, és eltér a többfeladatos feladattól, amely több program futtatását jelenti ugyanazon az operációs rendszeren. A virtualizáció használatával a vállalat jobban kezelheti az operációs rendszer és az alkalmazások frissítéseit és gyors változtatásait a felhasználó megzavarása nélkül. "Végül a virtualizáció drámai módon javítja az erőforrások és alkalmazások hatékonyságát és elérhetőségét egy szervezetben. Ahelyett, hogy az" egy kiszolgáló, egy alkalmazás "régi modelljére támaszkodna, ami kihasználatlan erőforrásokhoz vezet, a virtuális erőforrásokat dinamikusan alkalmazzák az üzleti igények kielégítésére mindenféle nélkül zsírfelesleg "(ConsonusTech).

A hardver virtualizáció nem azonos a hardver emulációval . A hardveres emuláció során egy hardverrész egy másikat, míg a hardveres virtualizációban a hipervizor (egy szoftver) egy adott számítógépes hardvert vagy az egész számítógépet utánozza. Ezenkívül a hipervizor nem azonos az emulátorral ; mindkettő számítógépes program, amely utánozza a hardvert, de a nyelvhasználati területük eltér.

Pillanatképek

Fő cikk: Pillanatkép (számítógépes tároló)

A pillanatkép egy virtuális gép, és általában annak tárolóeszközeinek állapota egy pontos időpontban. A pillanatkép lehetővé teszi a virtuális gép pillanatkép állapotának későbbi visszaállítását, hatékonyan visszavonva az utána bekövetkezett változásokat. Ez a képesség hasznos biztonsági mentési technikaként, például a kockázatos műveletek végrehajtása előtt.

A virtuális gépek gyakran virtuális lemezeket használnak tárolásukhoz; egy nagyon egyszerű példában egy 10 gigabájtos merevlemez-meghajtót egy 10 gigabájtos lapos fájllal szimulálnak . A virtuális gép minden kérését a fizikai lemezen lévő helyre átláthatóan lefordítja a megfelelő fájl műveletévé. Amint egy ilyen fordítási réteg megvan, lehetőség van a műveletek elfogására és a különböző kritériumoktól függően különböző fájlokba történő elküldésre. Minden pillanatkép készítésekor új fájl jön létre, amelyet elődeinek fedvényeként használnak. Az új adatok a legfelső fedvényre kerülnek; A meglévő adatok elolvasásához azonban az átfedési hierarchiára van szükség, amely a legfrissebb verzió elérését eredményezi. Így a pillanatképek teljes vereme gyakorlatilag egyetlen összefüggő lemez; ebben az értelemben a pillanatképek készítése hasonlóan működik, mint az inkrementális mentési technika.

A virtuális gép egyéb összetevői is felvehetők egy pillanatképbe, például a véletlen hozzáférésű memória (RAM) tartalma, a BIOS- beállítások vagy a konfigurációs beállítások. A videojáték-konzol emulátorok " állapot mentése " funkciója példa ilyen pillanatképekre.

A pillanatkép visszaállítása a pillanatkép után hozzáadott összes fedőréteg elvetését vagy figyelmen kívül hagyását jelenti, és az összes új változtatást új fedvényre irányítja.

Migráció

Fő cikk: Migráció (virtualizáció)

A fent leírt pillanatfelvételek áthelyezhetők egy másik gépre, saját hipervizorral; amikor a virtuális gép ideiglenesen leáll, pillanatképet készít, áthelyezi, majd folytatja az új gazdagépet, akkor ezt migrációnak nevezzük. Ha a régebbi pillanatképeket rendszeresen szinkronban tartják, ez a művelet meglehetősen gyors lehet, és lehetővé teheti a virtuális gép számára, hogy zavartalan szolgáltatást nyújtson, miközben korábbi fizikai gazdagépét például fizikai karbantartás céljából eltávolítják.

Feladatátvitel

Fő cikk: Failover

A fent leírt átállási mechanizmushoz hasonlóan a feladatátvétel lehetővé teszi a virtuális gép számára a műveletek folytatását, ha a gazdagép meghibásodik. Általában akkor fordul elő, ha az áttelepítés leállt. Ebben az esetben azonban a virtuális gép a legutóbbi ismert koherens állapotból folytatja a műveletet , nem pedig a jelenlegi állapot, attól függően, hogy a biztonsági mentési kiszolgáló milyen anyagokat kapott utoljára.

Videojáték-konzol emuláció

Fő cikk: Videojáték-konzol emulátor

A videojáték-konzol emulátor olyan program, amely lehetővé teszi a személyi számítógép vagy a videojáték-konzol számára, hogy más videojáték-konzol viselkedését kövesse el. A videojáték-konzol emulátorok és a hipervizorok egyaránt hardveres virtualizációt hajtanak végre; Az olyan szavakat, mint a "virtualizáció", a "virtuális gép", a "gazdagép" és a "vendég", nem használják konzolemulátorokkal együtt.

Beágyazott virtualizáció

A beágyazott virtualizáció egy virtuális gép futtatásának képességét jelenti egy másikban, amelynek tetszőleges mélységig kiterjeszthető ez az általános koncepció. Más szavakkal, a beágyazott virtualizáció egy vagy több hipervizor futtatására utal egy másik hipervizorban. A beágyazott vendég virtuális gép természetének nem feltétlenül kell homogénnek lennie a fogadó virtuális géppel; például az alkalmazás virtualizációja telepíthető egy hardveres virtualizáció használatával létrehozott virtuális gépen belül .

A beágyazott virtualizáció szükségessé válik, mivel a széles körben elterjedt operációs rendszerek beépített hipervizor-funkcionalitást kapnak, amely virtualizált környezetben csak akkor használható, ha a környező hipervizor támogatja a beágyazott virtualizációt; például a Windows 7 képes Windows XP alkalmazásokat futtatni egy beépített virtuális gépen belül. Ezenkívül a már meglévő virtualizált környezetek felhőbe helyezése, az Infrastructure as a Service (IaaS) megközelítést követve , sokkal bonyolultabb, ha a cél IaaS platform nem támogatja a beágyazott virtualizációt.

A beágyazott virtualizáció megvalósításának módja egy adott számítógépes architektúrán a támogatott hardveres virtualizációs képességektől függ . Ha egy adott architektúra nem nyújt hardveres támogatást a beágyazott virtualizációhoz, különféle szoftveres technikákat alkalmaznak az engedélyezéséhez. Idővel több architektúra nyeri el a szükséges hardvertámogatást; például a Haswell mikroarchitektúra óta (amelyet 2013-ban jelentettek be) az Intel elkezdte beépíteni a VMCS árnyékolást mint technológiát, amely felgyorsítja a beágyazott virtualizációt.

Engedélyezés

A saját operációs rendszert futtató virtuális gépek licencet igényelnek, függetlenül a gazdagép operációs rendszerétől. Például a Microsoft Windows virtuális gép vendégbe történő telepítéséhez meg kell felelnie a licencelési követelményeinek.

Asztali virtualizáció

Fő cikk: Asztali virtualizáció

Az asztali virtualizáció az a koncepció, amely elválasztja a logikai asztalt a fizikai géptől.

Az asztali virtualizáció egyik formáját, a virtuális asztali infrastruktúrát (VDI) a hardveres virtualizáció fejlettebb formájának lehet tekinteni. Ahelyett, hogy közvetlenül egy billentyűzettel, egérrel és monitoron keresztül lépne kapcsolatba a gazdaszámítógéppel, a felhasználó egy másik asztali számítógép vagy mobil eszköz segítségével hálózati kapcsolat, például LAN , vezeték nélküli LAN vagy akár az Internet segítségével lép kapcsolatba a fogadó számítógéppel. . Ezen túlmenően a gazdagép ebben a forgatókönyvben kiszolgáló számítógéppé válik, amely képes egyszerre több virtuális gépet is otthont adni több felhasználó számára.

Amint a szervezetek továbbra is virtualizálják és átalakítják adatközpont-környezetüket, az ügyfél architektúrák is tovább fejlődnek annak érdekében, hogy kihasználják a konvergált infrastruktúrájuk kiszámíthatóságát, folytonosságát és szolgáltatásminőségét . Például az olyan vállalatok, mint a HP és az IBM, egy hibrid VDI modellt kínálnak számos virtualizációs szoftverrel és szállítási modellel, hogy javítsák az elosztott kliens számítástechnika korlátait . A kiválasztott klienskörnyezetek a munkaterhelést a számítógépekről és más eszközökről az adatközpont kiszolgálókra helyezik, jól felügyelt virtuális klienseket hozva létre, az alkalmazások és kliensek operációs környezetei a kiszolgálókon vannak tárolva, és az adatközpontban vannak tárolók. A felhasználók számára ez azt jelenti, hogy bárhonnan elérhetik az asztalukat anélkül, hogy egyetlen kliens eszközhöz lennének kötve. Mivel az erőforrások központosítottak, a munkahelyek között mozgó felhasználók továbbra is ugyanahhoz az ügyfélkörnyezethez férhetnek hozzá alkalmazásukkal és adataikkal. Az informatikai rendszergazdák számára ez egy centralizáltabb, hatékonyabb ügyfélkörnyezetet jelent, amelyet könnyebb fenntartani, és amely képes gyorsabban reagálni a felhasználó és az üzleti vállalkozás változó igényeire. Egy másik űrlap, a munkamenet-virtualizáció lehetővé teszi, hogy több felhasználó csatlakozzon és bejelentkezhessen egy megosztott, de nagy teljesítményű számítógépbe a hálózaton keresztül, és egyszerre használja azt. Mindegyik kap egy asztalt és egy személyes mappát, amelyben tárolják a fájljaikat. Több üléses konfigurációval a munkamenet-virtualizáció egyetlen számítógéppel valósítható meg, több monitor, billentyűzet és egér csatlakoztatva.

Az asztali virtualizációban vékony kliensek egyszerű és / vagy olcsó számítógépek, amelyeket elsősorban a hálózathoz való csatlakozásra terveztek. Hiányozhat számottevő merevlemez-tárhely , RAM vagy akár feldolgozási teljesítmény , de sok szervezet kezdi megvizsgálni a szoftverekkel teli (és szoftverengedély-díjat igénylő) „vastag kliens” asztali számítógépek megszüntetésének és stratégiaibb beruházásoknak a költségelőnyeit. . Az asztali virtualizáció leegyszerűsíti a szoftveres verziók fejlesztését és a javítások kezelését, ahol az új kép egyszerűen frissül a szerveren, és az asztal újraindításakor megkapja a frissített verziót. Lehetővé teszi továbbá a központosított szabályozást azon alkalmazások számára, amelyekhez a felhasználó hozzáférhet a munkaállomáson.

A virtualizált asztali számítógépek felhőbe mozgatása hosztolt virtuális asztali számítógépeket (HVD) hoz létre, amelyekben az asztali képeket központilag kezeli és tartja karban egy speciális tárhelyszolgáltató. Az előnyök közé tartozik a skálázhatóság és a tőkekiadások csökkentése, amelyet havi működési költség vált fel.

Konténerezés

Fő cikk: Operációs rendszer szintű virtualizáció

Az operációs rendszer szintű virtualizáció, más néven tárolás , egy olyan operációs rendszer tulajdonságra utal, amelyben a kern lehetővé teszi több elkülönített felhasználói tér példány létezését . Az ilyen példányok, úgynevezett tárolók, partíciók, virtuális környezetek (VE) vagy börtönök ( FreeBSD börtön vagy chroot börtön ) a bennük futó programok szempontjából valódi számítógépeknek tűnhetnek. A hétköznapi operációs rendszeren futó számítógépes program látja a számítógép összes erőforrását (csatlakoztatott eszközök, fájlok és mappák, hálózati megosztások , CPU teljesítmény, számszerűsíthető hardveres képességek). A tárolóban futó programok azonban csak a tároló tartalmát és a tárolóhoz rendelt eszközöket láthatják.

A konténerszállítás 2014-ben kezdett elterjedni, a Docker bevezetésével .

Egyéb típusok

Szoftver
memória
Tárolás
Adat
  • Adatok virtualizálása : az adatok absztrakt rétegként történő bemutatása, függetlenül az alapul szolgáló adatbázis-rendszerektől, struktúráktól és tárolóktól
  • Adatbázis-virtualizáció : az adatbázis-réteg leválasztása, amely az alkalmazás-verem összes tároló- és alkalmazásrétege között helyezkedik el.
Hálózat

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek