Введение в виртуализацию

1. Virtualization
& Cloud Computing
Виртуализация
и облачные вычисления

2. Part 1
Virtualization
Часть 1
Виртуализация

3. Virtualization History
http://www.osp.ru/os/2008/03/5015349/
Четыре фазы виртуализации

4. Виртуализация (Virtualization) –
процесс представления набора
вычислительных ресурсов, или
их логического объединения,
который даёт какие-либо
преимущества перед
оригинальной конфигурацией.
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуализация2010

5. Виртуализация (Virtualization) –
предоставление набора вычислительных
ресурсов, или их логического
объединения, абстрагированное
от аппаратной реализации, и
обеспечивающее при этом логическую
изоляцию вычислительных процессов
друг от друга, выполняемых на одном
физическом ресурсе.
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуализация2018

6. Разделение единого
физического ресурса
(сервер, операционная
система, приложение
или система хранения
данных) на множество
логических.
(PM – Physical Machine,
VM – Virtual Machine)
1-й вариант
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
PM

7. 2-й вариант
Множество
физических ресурсов
интегрируется в один
логический.
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
Ok>
VM

8. 3-й вариант
Множество физических
ресурсов интегрируется
в один внутренний
логический,
предоставляемый как
множество внешних
логических.
(DC – Data Center)
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
PM
DC
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM

9. Типы виртуализации
• Полная (бинарная) трансляция
• Паравиртуализация
• Виртуализация на уровне ОС
• Эмуляция оборудования
• Аппаратная поддержка виртуализации

10. Полная виртуализация
Гостевая ОС «вытесняется»
гипервизором из 0-го кольца в 1-ое.
Гостевая ОС «не знает об этом».
Работает без аппаратной поддержки
виртуализации процессором.
Высокие накладные расходы,
низкая производительность.

11. full virtualization
http://forums.techarena.in/guides-tutorials/1104460.htm

12. Паравиртуализация
Гостевая ОС (ядро) модифицируется и
работает в 0-м кольце, взаимодействуя
с гипервизором.
Гостевая ОС «знает об этом».
Работает без аппаратной поддержки
виртуализации процессором.
Низкие накладные расходы,
выигрыш в производительности.

13. Paravirtualization
http://forums.techarena.in/guides-tutorials/1104460.htm

14. Виртуализация с аппаратной
поддержкой
Гостевая ОС работает в 0-м кольце,
гипервизор имеет высший приоритет
(кольцо «-1»).
Гостевая ОС «не знает об этом».
Работает с наличием у процессора
поддержки Intel VT или AMD-V.
Низкие накладные расходы,
выигрыш в производительности.

15. Hardware Assisted Virtualization
http://forums.techarena.in/guides-tutorials/1104460.htm

16. Виртуализация на уровне ОС
Создаются изолированные контейнеры
на одном физическом сервере и
экземпляре ОС,
«Гостевой ОС», как таковой, нет.
Работает без аппаратной поддержки
виртуализации процессором.
Низкие расходы памяти размещения,
выигрыш в ресурсах памяти.

17. OS-level virtualization
http://www.parallels.com/ru/products/virtuozzo/os/

19. Типы виртуализации
(альтернативный вариант)
• Виртуализация на хосте
(VMware, Microsoft, Parallels products)
• Виртуализация на уровне одной ОС
(OpenVZ, Virtuozzo, Linux-VServer, LXC, etc)
• Виртуализация на «голом железе»
(VMware ESXi Server, Microsoft Hyper-V,
Citrix XenServer)

20. Types of virtualization

21. Преимущества виртуализации
Главное преимущество виртуализации
заключается в более эффективном
использовании ресурсов.
Повышается:
– экономичность,
– доступность, надежность
– гибкость.

22. «Запас прочности»
«Таблица ориентировочная.
Коэффициентов безопасности, запаса прочности, Factor of Safety/ FS.»
http://tehtab.ru/Guide/GuideTricks/FactorOfSafety/
Оборудование Коэффициент
Болты 8.5
Чугунные колеса/шестерни 20
Сосуды под давлением 3.5 - 6
Стальные конструкции зданий 4 - 6
Стальные конструкции мостов 5 - 7
Веревки и канаты 8 - 9

23. Преимущества виртуализации
Средняя загрузка серверного парка во
многих не виртуализированных средах
составляет порядка 20%.
Виртуализация позволяет … ИТ-отделам
увеличить загрузку серверов до 80%».
Показателен опыт компании British Telecom,
на 90% сократившей расходы на
содержание и обслуживание серверов.
«Виртуализация серверов и управление сетью»
Автор: Дирк Паесслер, ген. директор Paessler AG
Опубликовано: август 2008; после. обновл. март 2012
http://systems21.ru/files/paessler/server_virtualization_ru.pdf

24. Преимущества виртуализации
Диаграмма нагрузок для 10-ти ВМ и
средней нагрузки (гипервизора)

25. Гипервизор
«Гипервизор ― это программное или
микропрограммное обеспечение,
позволяющее виртуализировать
системные ресурсы».
Гипервизоры, виртуализация и облако:
О гипервизорах, виртуализации систем и о том, как это работает в облачной среде
Бхану П. Толети, системный инженер и архитектор, IBM
http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/cl-hypervisorcompare/

26. Гипервизор
Что такое гипервизор?
«Компьютерные Вести» №49 , 2009, Вадим СТАНКЕВИЧ,
https://www.kv.by/archive/index2009491104.htm
«Гипервизор выполняет управление
ресурсами и их разделение между
различными операционными системами,
выполняет изоляцию запущенных
операционных систем друг от друга,
а также может обеспечивать их
взаимодействие».

27. Типы гипервизоров
• 1-го типа (автономный, тонкий,
исполняемый на «голом железе» —
Type 1, native, bare-metal)
• 2-го типа (хостовый, монитор вирт.
машин — hosted, Type-2, V)
• Гибридный (Hybrid, Type-1+)

28. Гипервизор 1-го типа
Работает непосредственно на
оборудовании компьютера и выполняет
функции эмуляции физического
аппаратного обеспечения и управления
аппаратными средствами и гостевыми
ОС.
Примеры: VMware ESXi, Citrix XenServer, KVM,
Parallels Server for Mac Bare Metal Edition

29. Гипервизор 2-го типа
Программный слой, расположенный
поверх основной хостовой ОС, который
в основном выполняет функции
управления гостевыми ОС, а эмуляцию
и управление аппаратурой берет на себя
хостовая ОС.
Примеры: VMware Workstation, VMware Player,
Oracle VirtualBox, Parallels Server for Mac,
Microsoft Virtual PC, Microsoft Virtual Server.

30. Гипервизор гибридный (1+)
Управление аппаратными средствами
выполняется тонким гипервизором и
специальной депривилегированной
сервисной ОС, работающей под
управлением тонкого гипервизора.
Примеры: Microsoft Hyper-V, Oracle VM.

31. Типы гипервизоров
http://www.pcweek.ru/its/article/detail.php?ID=118886

32. Объекты виртуализации
• Серверы ()
• Операционные системы ()
• Рабочие места ()
• Приложения ()
• Оперативная память ()
•Системы хранения ()

33. Объекты виртуализации
• Server Virtualization (SerV)
• Storage Virtualization (StoreV)
• Network Virtualization (NetV)
• Management Virtualization (ManageV)
• Desktop Virtualization (DeskV)
• Presentation Virtualization (PresentV),
• Application Virtualization (AppV)
Virtualization: A Beginner’s Guide. D.RUEST, N. RUEST. McGraw-Hill, 2009

34. Gartner:
«Проникновение виртуализации
превысило 50% всех серверных
нагрузок и продолжает расти».
(June 2012)

35. Gartner:
At least 70% of x86 server workloads are
virtualized, the market is mature and
competitive, and enterprises have viable
choices.
По крайней мере, 70% рабочих нагрузок
серверов x86 виртуализированы, рынок
является зрелым и конкурентным, и
предприятия имеют жизнеспособные
решения.
(02 July 2014)
https://www.gartner.com/doc/2788024/magic-quadrant-x-server-virtualization

36. Gartner:
«According to Gartner, about 75
percent of x86 server workloads are
currently virtualized».
«Согласно Gartner около 75 процентов
рабочей нагрузки серверов x86 в
настоящее время виртуализированы»
(Sep, 2015)

37. From News…
31 мая 2010 г., 2:28:31 | Александр Самойленко
«Gartner опубликовала свой первый
“магический квадрант” по виртуализации
(Magic Quadrant for x86 virtualization).
Результат таков:»

38. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
(26 May 2010)

39. • VMware
• Microsoft
• Citrix
• Oracle
• Parallels
• Rad Hat
Gartner MQ 2011 – 2013

40. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
(30 June 2011)

41. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
(11 June 2012)

42. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
(11 June 2013)

43. • VMware
• Microsoft
• Citrix
• Oracle
• Parallels
• Rad Hat
Gartner MQ 2014 – 2016
• Huawei

44. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
(2 July 2014)

45. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
(14 July 2015)
Source: Gartner (July 2015)

46. Gartner Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure
( 03 August 2016)
Source: Gartner (August 2016)

47. Спасибо за внимание!
Мухаметов В.Н., ИИТ БГУИР
valery@bsuir.by