Virtualizace je možná na celé řadě úrovní, kdy jsme schopni získat celý virtuální systém (stroj), případně jeho jednotlivé komponenty (paměť, procesory, aj.), včetně možnosti vytvořit ryze softwarové prostředí – v takovém případě hovoříme o Virtualizaci operačního systému.
Z pohledu přístupů k virtualizaci tedy rozlišujeme více úrovní. Od samotné emulace na hardwarové úrovni přes nativní a plnou virtualizaci (oddělený běh operačních systémů na jednom hardware), částečnou virtualizaci (zejména adresního prostoru), rozlišujeme tzv. paravirtualizaci, dále virtualizaci na úrovni operačního systému (virtualizace probíhá na úrovni OS, čímž získáme více izolovaných systémů, ale nelze oddělit např. jádro, jelikož všechny virtuální systémy sdílejí jeden OS), až po tzv. aplikační virtualizace, kde aplikace na daném stroji využívají místní zdroje, ale běží ve zvláštním virtuálním zařízení (na rozdíl od tradičního běhu nativního softwaru, který využívá software nainstalovaný přímo na daném systému). Dost bylo teorie, pojďme se podívat na to, co nám dokáže celá tato na první pohled možná složitější problematika nabídnout v praxi a reálném provozu.
Přínos virtualizace a související výhody
Hlavní výhodou je již zmíněná snadnější škálovatelnost výsledných řešení, které lze navíc poměrně jednoduše měnit přímo za provozu. Pokud tedy na běh aplikace potřebujeme přidělit větší operační výkon (více procesorů), přidat síťová rozhraní (virtualizace síťové infrastruktury) či navýšit paměť nebo datový prostor, vše probíhá již na softwarové úrovni konkrétní virtualizační platformy.
Domácí virtualizace umožňuje provozovat dva odlišné operační systémy zároveň na jediném počítači
S těmito výhodami jde ruku v ruce také úsporný efekt z pohledu hardwarových prostředků. Při dnešních možnostech je běžné pořídit velmi výkonný server (tzv. host), na kterém výše popsaným způsobem vytvoříme požadovaný počet virtuálních prostředí, např. nezávislých virtuálních serverů (tzv. guest). Na nich pak lze provozovat nezávislé operační systémy, a to dokonce i různé softwarové platformy (Unix, Windows Server, apod.). V důsledku tak získáme v závislosti na výkonu hostového serveru např. deset virtuálních serverů.
Z toho plyne hned několik úsporných faktorů. Místo deseti fyzických strojů v našem přikladu máme pouze jeden, platíme tedy jenom jeden server (pravda, ten bude možná nákladnější pořídit, ale v součtu vyjde levněji než deset méně výkonných), jednu záruku od výrobce a šetříme jednak místo v datacentru, tak elektrickou energii na provoz všech hardwarových komponent.
Domácí virtualizace: nadstandard či levná výhoda?
Poměrně zajímavou oblastí je virtualizace v domácím prostředí. Na první pohled se může jednat o něco, co nelze moc rozumně využít – opak je ale pravdou. V tomto případě se ale nebudeme bavit o serverech. Existuje celá řada softwarových řešení (VirtualBox, VMware, apod.), které nám na již nainstalovaném operačním systému umožňují alokovat část nevyužívaných systémových prostředků a na nich postavit virtuální systém, který se bude chovat jako samostatný počítač. Na ten pak můžeme nainstalovat například další operační systém, a to za jakýmkoli účelem, od testovacího prostředí až po možnost si vyzkoušet jiné platformy (třeba Linux) bez nutnosti přeinstalovat celý počítač.
V okamžiku, kdy takový virtuální systém přestaneme využívat, systémové prostředky jsou opět uvolněny primárnímu operačnímu systému a my máme zpět celý systém s celým jeho výkonem. Tato skutečnost odbourává nutnost mít na jednom počítači nainstalováno více operačních systému nativně, přičemž ty pak nelze provozovat současně. Virtuální počítač (či počítače, dle možností našeho hardwaru) naopak dokážou fungovat nezávisle na sobě ve stejnou chvíli a existuje celá řada možností, jak mezi nimi sdílet jak datový, tak adresní prostor (z virtuálního počítače se dostaneme k datům uloženým na fyzickém počítači, funguje kopírování a vkládání textu, alokace tiskáren, audio služeb a další).
VMware Player je skvělý virtualizační nástroj, navíc je zdarma
Pokud doma počítáme s tímto typem využití počítače, je všeobecně dobrý nápad na tuto skutečnost brát ohled při pořizování komponent a vybavit stroj odpovídající kapacitou operační paměti včetně procesoru, který podporuje virtualizační technologie (VT-x, VT-d). Dále platí, že není možné virtualizovat vyšší architekturu (na 32bitovém systému nejsme schopni emulovat 64bitový systém), ale tato skutečnost je v dnešní době spíše ohlédnutím do historie, poněvadž bychom dnes již horko těžko sháněli procesor, který nebude disponovat 64bitovou architekturou a naprostá většina nově instalovaných operačních systémů je taktéž 64bitových (berme v potaz třeba jen limit využití operační paměti, nehledě na to, že instalovat starou 32bitovou architekturu nemá již zpravidla smysl).
Nic není zadarmo
Pokud necháme stranou domácí virtualizaci, kde si obvykle vystačíme s freewarovými nástroji a operačními systémy zdarma (unixová větev) případně trial verze operačních systémů (např. Windows Server 2008 R2 je možné využívat až 6 měsíců zdarma), přichází na řadu důležitá součást celé virtualizační problematiky, kterou je cenová a licenční politika. Ta se liší dle použitého řešení a rozdíly nejsou zrovna malé, proto se skutečně vyplatí dopředu naplánovat, co všechno bude třeba v současnosti i blízké budoucnosti provozovat za systémy a dle toho zvolit jak vhodné řešení, tak případně i celou virtualizační platformu.
Jako příklad z největších korporátních řešení můžeme uvést tři nejznámější poskytovatele služeb v této oblasti (s vynecháním opensource řešení), kterými jsou VMware ESX, Microsoft Hyper-V a Citrix, přičemž každý z těchto subjektů má trochu odlišné cílové skupiny a s tím také související rozdílné typy služeb a potažmo využití.
Architektura technologie Microsoft Hyper-V
VMware již celkem dlouho drží celosvětové prvenství díky nadstandardně dobře řešené administraci a flexibilitě, výhoda je v možnosti bezplatného nasazení základního hypervizoru s určitými omezeními. U větší infrastruktury je ovšem nutné investovat do vyšších (a placených) balíčků včetně např. povinné roční podpory.
Microsoft Hyper-V je o něco novějším řešením a jeho zaměření je v podstatě dané samotnou platformou, tedy virtualizací operačních systémů Windows. Cena závisí na edici operačního systému a s ní se pak pojí další specifika, která zmíníme za chvíli. Ve výčtu nám také nesmí chybět Citrix, pomocí kterého jsme schopni dosáhnout mimo jiné i na snadnou virtualizaci pracovních stanic, aplikací, a to celé v kombinaci s dalšími službami, které souvisí především se vzdálenou správou a přístupem prostřednictvím VPN.
Především u velkých společností virtualizace přináší zásadní úspory, ale také možnost centralizované správy
Zakopaný pes je právě v licenčních záležitostech. Pořízením např. drahého řešení od VMwaru sice získáme potřebnou (a zcela jistě funkční a kvalitní) infrastrukturu, ale pokud chceme nainstalovat operační systém (s výjimkou opensource), je nutné pořídit odpovídající licence. To je třeba jedním z důvodů, proč se v poslední době jeví zajímavé řešení v podobě Microsoft Hyper-V, kdy k jednotlivým edicím (Enterprise, Datacenter) získáme možnost nainstalovat určitý počet virtuálních serverů se stejným operačním systémem a licence jsou již v ceně pořizované edice hostového systému. Tím lze v konečném důsledku docílit nemalé úspory v porovnání s výše zmiňovanými alternativami.
Firmy již virtualizují ve velkém
Pro příklady nemusíme chodit zrovna daleko. Není žádným tajemstvím, že virtualizací lze v celkovém součtu dosáhnout nemalých úspor, proto se touto cestou vydala naprostá většina zejména velkých firem, namátkou bychom mohli zmínit společnosti GTS Central Europe, České radiokomunikace, nebo třeba Univerzitu Pardubice. Všechny tyto celky zvolili cestu VMwaru, ať už většího či menšího rozsahu.
Datové centrum Českých radiokomunikací TOWER v Žižkovském vysílači (Zdroj: www.radiokomunikace.cz)
Do této skupiny řadíme také společnost RWE, která již nějakou dobu na virtualizační platformě VMware úspěšně funguje. „V současné době využíváme převážně virtualizaci. Aktuálně máme kromě většiny síťové infrastruktury okolo 1 200 guestů, které zastřešuje 46 virtualizačních serverů. Čistě hardwarových strojů je již jen něco okolo tří set, na nich provozujeme buď Unix, případně Windows. Na jeden virtualizační server pak v průměru připadne 24 virtuálních serverů,“ řekl Jakub Lánský, IT specialista společnosti RWE.
Virtualizace je budoucnost
Většina společností tedy zastává společnou myšlenku ohledně (minimálně tedy té blízké) budoucnosti. Jen málokdo očekává změnu tohoto trendu a virtualizace je oblast, kam putuje velká část finančních prostředků na rozvoj IT infrastruktury. Především nadnárodní společnosti tím kromě úspory nákladů získají také možnost centralizované správy a o několik řádů kratší časové úseky nutné k implementaci či úpravě stávajícího produkčního prostředí.
Bude zajímavé sledovat, jakým způsobem bude narůstat výkon hardwarových komponent a také optimalizace softwarových platforem. Nemáme tedy daleko bodu, kdy virtualizace bude již prakticky jediným možným řešením. Tato cesta tedy jistě přinese i spoustu dalších zajímavých služeb, které způsobí třeba i novou generaci IT řešení a zcela nový způsob uvažování, třeba i v rámci soukromého využití v informatice.
| Tenký klient | |
|
Zásadní úsporu při virtualizaci přináší do firemního prostředí tzv. tenké klienty. Jde vlastě jen o monitory vybavené jednoduchou eletronikou. Ta se stará o přenos informací ze serveru (který provozuje samotný operační systém a aplikace), o zobrazování těchto informací na displeji a také o přenos vstupních signálů od uživatele (typicky pomocí klávesnice a myši). Tenký klient má oproti klasickému PC výrazně nižší pořizovací náklady a také pomaleji stárne – hardwarové upgrady se provádějí zejména na serveru, který má na starosti výpočetní výkon. V prostředí, kde jsou takovýchto zařízení stovky a více je zásadním parametrem také úspora energie. Na obrázku můžete vidět nejnovějšího tenkého klienta od HP, který je v tomto směru revoluční. Do infrastruktury se připojuje jediným síťovým kabelem. Ten zároveň zajišťuje i napájení, je tedy opravdu velmi úsporný. |
 |
