birmaga.ru
добавить свой файл

1
Время виртуализации.


Виртуализация операционных систем – возможность одновременной работы нескольких ОС на одном компьютере. Сразу же чтоб заинтересовать вас, расскажу зачем она нужна на практике:


  • Банальная возможность запуска Windows и, соответственно, приложений Windows на серверах, без необходимости выделения целого сервера под такие задачи.

  • Повышение безопасности инфраструктуры – сломав одну виртуальную машину, злоумышленник не сможет получить доступ к другим машинам и ресурсам серверов.

  • Возможность быстрого (до пары минут) переноса приложений с одного физического сервера на другой, без риска потери настроек, либо появления глюков в результате человеческого фактора «забыли перенести вон тот конфиг». В некоторых решениях – перенос работающего виртуального сервера вообще без даунтайма.

  • Разделение ресурсов, что особенно критично для новых приложений – «зависшее» приложение не парализирует работу всего сервера.

  • Проведение любых экспериментов над серверами на площадках без риска потерять связь и без использования KVM-доступа и систем удаленного управления питанием, которые есть далеко не везде.

Продукты виртуализации долго оставались забавными игрушками учёных и разработчиков. Пока у производителей процессоров не начался кризис – был достигнут физический предел в 3 ГГц на один процессор, дальнейшее повышение частоты приводило к нестабильности системы и, в конце концов, сильно повышало затраты на охлаждение. Тогда производители процессоров перестали наращивать гигагерцы и начали наращивать ядра. Что мы и можем наблюдать сегодня, как на серверах, так и на рабочих станциях.

В результате такого хода возникла проблема – большинство ОС не могут обеспечить 100% прирост при удвоении количества ядер в процессоре. Не говоря уже о приложениях. Для оптимального повышения производительности появилась необходимость внедрения решений виртуализации в реальные бизнес-инфраструктуры, к учёным и энтузиастам отношение мало имеющие. Производители процессоров повернулись лицом к «виртуализаторам» и начали предлагать аппаратные варианты. В данный момент практически все 64-битные процессоры Intel, имеющиеся на рынке, поддерживают аппаратную Intel Virtualization Technology, аналогичное решение имеется и у AMD. Так родился новый принцип виртуализации: паравиртуализация.


В отличии от обычной виртуализации, у паравиртуализации нет необходимости что-либо эмулировать для гостевых операционных систем – они исполняются паралельно прямо на голом железе, обеспечивая максимально возможную производительность, по совокупности практически идентичной производительности «физического сервера» а в некоторых случаях – намного превосходящей. Паравиртуализация, как правило, требует некой модификации гостевой ОС, однако если имеется наличие аппаратной виртуализации, модификация опциональна.

На рынке существует множество бесплатных и коммерческих решений паравиртуализации. Мы рассмотрим наиболее основные, давно ставшие стандартами: VMWare Infrastructure и XenSource Server. Оба решения представляют собой отдельные операционные системы (на базе Linux), предоставляющие базовые сервисы UNIX, гипервизор (систему запуска гостевых ОС), а так же средства удалённого администрирования, как через консоль, так и через Web и Windows-клиентов.

1.png

Рис.1. Типичная схема паравиртуализации

Оба решения позволяют гибко распределять физические ресурсы сервера (процессоры, память, приоритет записи на диски) и что самое главное для рабочих систем – не используют образы дисков для виртуальных машин в виде файлов, автоматически выделяя взамен этого под гостевые ОС отдельные физические разделы. В результате чего при виртуализации скорость работы с дисками не уменьшается. Также для виртуальных дисков поддерживаются удаленные системы хранения данных, как обычные NAS (NFS/CIFS) так и SAN на базе iSCSI.

VMWare Infrastructure (www.vmware.com).

Недавно отпраздновала выход третьей версии. Одна из самых старых компаний на рынке виртуализации. Представляет собой ОС VMWare ESX Server (базирующемся на RedHat Enterprise) + собственные службы и приложения.

Ваш сервер станет виртуальным всего за (начиная от) 500$ в год за процессор (процессором считаются каждые 2 CPU-ядра) + обязательную покупку поддержки производителя. За дополнительные деньги вы так же получаете средства резервного копирования гостевых ОС, организацию пулов серверов, миграцию виртуальных машин без даунтайма а так же админку ко всей этой инфраструктуре.


2.png

Рис. 2. Система администрирования пула серверов VMWare VirtualCenter

Плюсы:


  • Сравнительно хорошая суммарная производительность по сравнению с конкурентами - до 90% от производительности железа. Тут и дальше производительность указывается для «идеально загруженного, на все N-процесоров, сервера». На практике, производительность на голом железе у многих приложений намного ниже.

  • Практически идеальная система администрирования, кроме клиента предоставляющая отдельное серверное приложение, которое и контролирует виртуальные машины, плюс занимается их мониторингом и сбором статистики.

  • За дополнительную плату можно приобрести для своего кластера компоненты практически для любых задач, которые могут возникнуть в процессе работы и администрирования.

  • Компания существует много лет на рынке и имеет большой опыт в своей области, продукты виртуализации рабочих станций (VMWare Workstation, Fusion) хорошо знакомы большинству пользователей.

Минусы:

  • Довольно высокие системные требования (наличие SCSI, сертифицированное железо).

  • Цена, цена и еще раз цена. За деньги, которые требуются для полноценной виртуализации стойки из 10 серверов, можно пожалуй приобрести еще одну такую стойку.

XenSource Server (www.xensource.com)

Выбор автора статьи и компании, в которой автор работает. Xen является стандартом паравиртуализации в Open source, благодаря чему широко используется как в публичных, так и продуктах для внутреннего пользования такими компаниями как Novell, Oracle, Google а так же включается в большинство популярных дистрибутивов Linux. XenServer представляет собой коммерческую версию продукта, поставляемую в виде отдельной ОС (на базе CentOS). Недавно компания XenSource была куплена корпорацией Citrix, в результате цены на продукты заметно возросли, однако остаются доступными для конечного потребителя.


Итак, вы можете виртуализировать свой сервер начиная от бесплатно за 2х-процессорный сервер с 4 Гб памяти (причем процессор – это микросхема с ножками, не зависимо от количества CPU-ядер) и до 750$ в год за полноценную enterprise-версию с возможностью организации пулов серверов и прочими корпоративными изысками.

3.png

Рис. 3. Система администрирования пула серверов XenServer

Плюсы:


  • Цена. По сравнению с VMWare Infrastructure – почти даром.

  • Стандарт. Даже если по каким-либо причинам вы не сможете в будущем использовать XenSource, миграцию на другую платформу можно будет сделать с крайне небольшими затратами – платформ так или иначе поддерживающих Xen, на рынке всегда будет достаточно.

  • Высокая производительность – до 95% от суммарной производительности железа. Особенно высокая производительность на многопроцессорных (4 и больше ядер, т.е. фактически на всех современных) серверах.

  • Доступ к исходному коду большинства компонентов.

Минусы:

  • Довольно примитивная система администрирования с большим количеством недостатков. Впрочем это компенсируется её бесплатностью и наличием полноценной системы консольного администрирования.

  • Дёшево и сердито – возможности enterprise-версии намного меньше. Нет встроенной системы бекапов гостевых ОС, возможности штатной миграции достаточно ограниченные. В условиях повседневной работы это никак не сказывается, но возрастает нагрузка на обслуживающий персонал при авариях и других внештатных ситуациях.

А что у Microsoft?

Дядя Билли определенными частями тела тоже не щёлкает. В Windows Server 2008 (64-битной версии) виртуализация входит в стандартную поставку. Решение от Microsoft работает только в режиме паравиртуализации (т.е. только на процессорах последних поколений) и весьма напоминает VirtualPC, переделанный в серверную версию (виртуальные диски совместимы). Возникает много вопросов об успехе продукта на рынке, первый и наиболее актуальный – для виртуальных дисков Microsoft предлагает использовать файлы-образы, что влечет за собой дополнительную нагрузку на главную ОС, фрагментацию файлов и прочие проблемы, так что выгоды от использования данного решения на рабочих серверах довольно сомнительны. Однако, раз в Windows включили – значит Windows-админы будут использовать и хвалить. А потом Microsoft как обычно будут судить. За что – найдут ;-)


3.png

Рис. 4. Новый Windows Server Manager. Панель управления службами виртуализации.

К сожалению, мне не удалось запустить паравиртуализацию на Server 2008 RC0 – система валилась в синий экран. Поговаривают, что это из-за запущенных на том же сервере служб Active Directory, я не стал проверять, но к финальному релизу (или максимум к первому сервис-паку) всё обещают починить. Поживём - увидим.

Sergei (Divisor). Altertech Development Group. www.altertech.net