Zakaj potrebujemo virtualizacijo strežnika?

V zadnjem času uporabniki vse bolj slišijo takšen koncept kot "virtualizacija". Menijo, da je njena uporaba kul in sodobna. Ampak daleč od vsakega uporabnika jasno razume, kaj je virtualizacija na splošno in še posebej. Poskusimo nekaj osvetliti to težavo in se dotakniti sistemov za virtualizacijo strežnikov. Danes so te napredne tehnologije, saj imajo številne prednosti tako glede varnosti kot uprave.

Kaj je virtualizacija?

Začnimo z najpreprostejšim - opredelitev izraza, ki opisuje virtualizacijo kot tako. Naenkrat ugotavljamo, da lahko na spletu najdete in prenesete nekaj priročnikov o tej temi, na primer imenik »Virtualization for Server for Dummies« v formatu PDF. Toda pri preučevanju gradiva lahko nepripravljenemu uporabniku naletijo na veliko zmedenih definicij. Torej poskušamo razjasniti bistvo vprašanja, tako rekoč, na prste.

Najprej, ko razmišljamo o tehnologiji virtualizacije strežnika, se osredotočimo na začetni koncept. Kaj je virtualizacija? Po preprosti logiki ni težko uganiti, da ta izraz opisuje nastanek neke vrste emulatorja (podobnosti) neke fizične ali programske komponente. Z drugimi besedami, to je interaktivni (virtualni) model, ki v resnici ne obstaja. Toda tukaj so njihove odtenki.

Glavne vrste virtualizacije in uporabljene tehnologije

Bistvo je, da v konceptu virtualizacije obstajajo tri glavne smeri:

• zastopanje;
• aplikacije;
• strežniki.

Za razumevanje je lahko preprost primer uporabe tako imenovanih terminalski strežniki, ki uporabnikom zagotavljajo lastne računalniške vire. Uporabniški program se izvaja natančno oddaljeni strežnik, in uporabnik vidi le rezultat. Ta pristop omogoča zmanjšanje sistemskih zahtev za uporabniški terminal, katerega konfiguracija je zastarela in se ne more sprijazniti z danimi izračuni.

Za aplikacije se takšne tehnologije uporabljajo tudi dovolj široko. Na primer, lahko gre za virtualizacijo strežnika 1C. Bistvo procesa je, da program deluje na enem oddaljenem strežniku, veliko pa oddaljenih uporabnikov dostopa do njega. Programski paket se posodablja iz enega samega vira, da ne omenjamo najvišje ravni varnosti za celoten sistem.

Nazadnje je namenjena za ustvarjanje interaktivno računalniško okolje, za virtualizacijo strežnikov, ki ponavlja resnično konfiguracijo "železnih" kolegi. Kaj to pomeni? Tako da, na splošno, na istem računalniku, lahko ustvarite enega ali več dodatnih, ki bo delovala v realnem času, kot če bi obstajala v resnici (bo virtualizacijo strežnikov razpravljati podrobneje malo kasneje).

Ni pomembno, kateri operacijski sistem bo nameščen na vsakem takem terminalu. Na splošno to ne vpliva na glavni (gostiteljski) OS in navidezni stroj. To je podobno interakciji računalnikov z različnimi operacijskimi sistemi na lokalnem omrežju, vendar v tem primeru morda ni povezanih navideznih terminalov.

Izbira opreme

Ena od očitnih in nedvomnih prednosti virtualnih strežnikov je zmanjšanje materialnih stroškov za oblikovanje popolnoma funkcionalne programske in strojne opreme. Na primer, za delovanje sta na voljo dva programa, ki potrebujeta 128 MB RAM-a, vendar jih ni mogoče namestiti na enem fizičnem strežniku. Kaj naj storim v tem primeru? Lahko kupite dva ločena strežnika s 128 MB in jih namestite ločeno, in lahko kupite eno z 128 MB RAM-a, ustvarite dva virtualna strežnika in namestite dve aplikaciji na njih.

Če kdo ne razume, bo v drugem primeru uporaba RAM-a bolj racionalna in materialni stroški znatno nižji od nakupa dveh neodvisnih naprav. Ampak to ni edina stvar.

Prednosti v varnostnem sistemu

Sama struktura strežnikov praviloma pomeni prisotnost več naprav za izvajanje določenih nalog. V smislu varnosti skrbniki sistema namestijo nadzornike domene Active Directory in internetne prehode na različnih strežnikih, ne pa na enem strežniku.

V primeru poskusa zunanjega posredovanja je prehod vedno izpostavljen prvemu napadu. Če je krmilnik domene nameščen na strežniku, je verjetnost poškodovanja podatkovnih baz AD zelo visoka. V situaciji s ciljno usmerjenimi ukrepi lahko vse napadajo napadalci. Da in obnovitev podatkov iz varnostne kopije je precej težaven posel, čeprav je potreben relativno malo časa.

Če temu problemu pristopimo na drugi strani, je mogoče ugotoviti, da virtualizacija strežnika omogoča obide omejitev namestitve in tudi hitro obnovite želeno konfiguracijo, saj je varnostna kopija shranjena v samem virtualnem računalniku. Res je, da je virtualizacija strežnikov s strežnikom Windows Server (Hyper-V) v tem pogledu videti nezanesljiva.

Poleg tega je vprašanje licenciranja še vedno sporno. Na primer, za Windows Server 2008 Standard je na voljo samo en navidezni stroj, na Enterprise-štiri in Datacenter - na splošno neomejeno število (tudi kopije).

Upravne težave

Prednosti tega pristopa, da ne omenjamo varnostnega sistema in prihrankov pri stroških, tudi če virtualiziranje strežnikov s sistemom Windows Server, najprej morajo oceniti skrbniki sistema, ki servisirajo te naprave ali lokalna omrežja.

Zelo pogosto kamen spotike postane izdelava varnostnih kopij sistema. Običajno pri ustvarjanju varnostne kopije je potrebna programska oprema tretje osebe, branje optičnih medijev ali celo od interneta traja dlje, v primerjavi s hitrostjo podsistema diska. Kloniranje samega strežnika in virtualni stroj se lahko izvede v samo nekaj kliki, nato pa hitro uvedete delujoč sistem tudi na "čisto" strojno opremo, po kateri bo deloval brez napak.

V VMware vSphere virtualizacija strežnika omogoča ustvarjanje in shranjevanje tako imenovanih posnetkov samega virtualnega stroja (ki so posebne slike svojega stanja v določenem trenutku). Lahko jih predstavimo v drevesni strukturi v samem stroju. Tako je veliko lažje obnoviti zmogljivost virtualnega stroja. V tem primeru lahko poljubno izberete točke za obnovitev, vrnete državo in nato naprej (sistem Windows lahko sanja le o tem).

Programska oprema za virtualizacijo strežnikov

Če govorimo o programski opremi, lahko za ustvarjanje virtualnih računalnikov uporabite veliko število aplikacij. V najpreprostejšem primeru uporabljate avdio orodja sistema Windows, s katerimi lahko virtualizirate strežnik (Hyper-V - vgrajena komponenta).

Vendar ima ta tehnologija tudi nekaj pomanjkljivosti, zato mnogi raje uporabljajo programske pakete, kot so WMware, VirtualBox, QUEMI ali celo MS Virtual PC. Čeprav se imena takšnih aplikacij razlikujejo, načini dela z njimi niso posebej različni (razen v podrobnostih in nekaterih odtenkih). Z nekaterimi različicami aplikacij je mogoče storiti tudi virtualizacijo strežnikov Linux, vendar ti sistemi ne bodo podrobno obravnavani, saj večina uporabnikov vseeno uporablja Windows.

Virtualizacija strežnika v operacijskem sistemu Windows: najpreprostejša rešitev

Od izdaje sedme različice operacijskega sistema Windows ima vgrajeno komponento, imenovano Hyper-V, ki je omogočila ustvarjanje virtualnih računalnikov z uporabo lastnih virov sistema brez uporabe programske opreme drugih proizvajalcev.

Kot v vseh drugih aplikacijah tega nivoja, lahko v tem paketu modelirate prihodnost virtualni računalnik, ki določajo velikost trdega diska, količino RAM-a, razpoložljivost optičnih pogonov, želene značilnosti grafičnega ali avdio čipa - na splošno vse, kar je na voljo v strojni opremi običajnega strežniškega terminala.

Ampak tukaj morate biti pozorni na vključitev samega modula. Virtualizacije strežnikov Hyper-V ni mogoče izvesti, ne da bi to komponento vključili v sam sistem Windows.

V nekaterih primerih bo morda treba aktivirati aktivacijo ustrezne tehnologije v BIOS-u.

Uporaba izdelkov tretjih proizvajalcev

Kljub temu, kljub sredstvom, s katerim se lahko virtualizirajo strežniki sistema Windows, mnogi strokovnjaki menijo, da je ta tehnologija nekoliko neučinkovita in celo preveč zapletena. Lažje je uporabljati že pripravljen izdelek, v katerem se izvajajo podobni ukrepi na podlagi samodejne izbire parametrov, virtualni stroj pa ima velike zmogljivosti in fleksibilnost pri upravljanju, konfiguraciji in uporabi.

Govorimo o uporabi takšnih programskih izdelkov, kot so Oracle VirtualBox, VMware Workstation (VMware vSphere) in drugi. Na primer, strežnik za virtualizacijo VMware lahko ustvarite tako, da analogi računalnikov znotraj virtualnega stroja delujejo ločeno (neodvisno drug od drugega). Takšni sistemi se lahko uporabljajo v procesih usposabljanja, testiranju katere koli programske opreme itd.

Mimogrede, je mogoče posebej opozoriti, da pri preizkušanju programske opreme v okolju virtualnega računalnika lahko celo uporabite programe, okužene z virusi, ki bodo pokazali svoj učinek le v sistemu gostov. Na glavnem (gostiteljskem) OS to ne bo vplivalo na noben način.

Kot je za proces ustvarjanja računalnik znotraj stroja, v virtualizacijo strežnikov VMware vSphere, kot tudi v Hyper-V, ki je narejena na podlagi "mojstrov", ampak če primerjate to tehnologijo s sistemi, ki temeljijo na operacijskem sistemu Windows, je postopek nekoliko lažje, ker sam program lahko ponudi neke vrste predloge ali samodejno izračuna potrebne parametre prihodnjega računalnika.

Glavne pomanjkljivosti virtualnih strežnikov

Toda, kljub številnim prednostim, ki jih virtualizacija strežnika daje istemu sysadminu ali končnemu uporabniku, imajo ti programi nekaj pomembnih pomanjkljivosti.

Najprej ne morete skočiti nad glavo. To pomeni, da bo navidezni računalnik uporabljal vire fizičnega strežnika (računalnika) in ne v celoti, vendar v strogo omejenem obsegu. Tako mora virtualna naprava pravilno delovati, zato mora biti začetna konfiguracija strojne opreme dovolj močna. Po drugi strani pa bo nakup enega močnega strežnika še vedno veliko cenejši od nakupa več z nižjo konfiguracijo.

Drugič, čeprav se domneva, da se lahko več strežnikov integrira v skupino in če eden od njih ne uspe, lahko premaknete na drugo, v isti Hyper-V tega ni mogoče doseči. In izgleda, da je očiten minus pri vprašanju tolerance napak.

Tretjič, vprašanje prenosa na podatkovne baze ali sisteme, ki temeljijo na virih, kot so poštni strežnik, strežnik Exchange, itd., Je očitno sporen. V tem primeru bo očitna inhibicija.

Četrtič, za pravilno delovanje takšne infrastrukture ne morete uporabljati samo virtualnih komponent. Še posebej se to nanaša na nadzornike domen - vsaj eden od njih mora biti nujno "železo" in na začetku na voljo na spletu.

Nazadnje, petič, virtualizacija strežnika je preobremenjena z drugo nevarnostjo: okvara fizičnega gostitelja in gostiteljskega operacijskega sistema bo povzročila samodejno odklop vseh spremljajočih komponent. To je tako imenovana enotna točka neuspeha.

Povzetek

Kljub nekaterim pomanjkljivostim pa so prednosti takih tehnologij očitno večje. Če pogledate vprašanje, zakaj potrebujete virtualizacijo strežnika, tu je nekaj ključnih vidikov:

• zmanjšanje števila opreme za "železo";
• zmanjšanje proizvodnje toplote in porabe energije;
• zmanjšanje materialnih stroškov, vključno z nakupom opreme, plačilom električne energije, nakupom licenc;
• poenostavljeno vzdrževanje in upravljanje;
• zmožnost "migracije" operacijskega sistema in strežnikov samih.

Pravzaprav so prednosti uporabe takšne tehnologije veliko večje. Čeprav se zdi, da obstaja nekaj resnih pomanjkljivosti, s pravilno organizacijo celotne infrastrukture in z uporabo potrebnih orodij za upravljanje za nemoteno delovanje, se v večini primerov takšnim situacijam lahko izognemo.

Nazadnje, za mnoge je izbira programske opreme in praktično izvajanje virtualizacije še vedno odprta. Ampak potem je bolje zaprositi za pomoč od strokovnjakov, saj smo se v tem primeru soočili z vprašanjem splošne seznanitve s virtualizacijo strežnikov in primernostjo izvajanja sistema kot takega.