Виртуализация на платформах VMware Server и VMware ESX Server
Термин «виртуализация» в последнее время становится очень модным. Понятие «виртуальная машина» уже перестало быть чем-то экзотическим и далеким. Многие организации, так или иначе связанные с информационными технологиями, уже научились применять виртуальные машины в повседневной деятельности для повышения эффективности своей IT-инфраструктуры. Понятие виртуализации применяется сейчас повсеместно и, порой, в различных контекстах: виртуализация систем хранения, операционных систем, приложений. Если различные аспекты виртуализации аппаратных ресурсов известны специалистам уже давно, то виртуализация операционных систем начала набирать обороты лишь за последние несколько лет, но стремительными темпами.
Так что же такое виртуализация и виртуальные машины применительно к операционным системам? Сам по себе термин виртуализация означает представление некоего объекта в удобном виде для пользователя, при этом все подробности реализации скрываются, а сам объект имеет привычные интерфейсы для взаимодействия с внешней, по отношению к нему, средой. Когда говорят о виртуализации операционных систем, прежде всего, имеют в виду создание виртуальных машин – неких абстракций, заключающих в себе собственную виртуальную аппаратно-программную среду, позволяющую на одной физической платформе установить и запускать одновременно несколько экземпляров операционных систем. Для чего это нужно? Прежде всего, для того, чтобы отделить представление операционной системы от аппаратуры и разместить несколько работающих виртуальных серверов на одном физическом с возможностью быстрой миграции и восстановления операционных сред. Также такой подход обеспечивает максимальную гибкость в отношении развертывания серверов, поддержания их жизнеспособности и управления.
Большинство CIO крупных организаций если и не планируют частичную или полную виртуализацию своей IT-инфраструктуры, то, по крайней мере, всерьез задумываются о ней. В перспективе, проекты по виртуализации кажутся очень заманчивыми: повышение гибкости IT-инфраструктуры, увеличение надежности и обеспечение высокой доступности серверов, экономия на аппаратном обеспечении – все эти и множество других факторов привлекают руководителей IT-отделов компаний. Тем не менее, многие не осознают, каких усилий будет стоить миграция физической инфраструктуры на виртуальную – ведь грамотных специалистов в этой области сейчас единицы, а приобретение и развертывание мощных коммерческих платформ виртуализации требует немалых затрат. В данной статье пойдет речь о двух популярных платформах для виртуализации серверов - бесплатной VMware Server и коммерческой VMware ESX Server.
Почему VMware?
Компания VMware – один из первых игроков на не так давно сформировавшемся рынке платформ виртуализации. В 1998 году VMware запатентовала свои программные техники виртуализации и с тех пор выпустила немало эффективных и профессиональных продуктов для виртуализации различного уровня: от VMware Workstation, направленной на конечного пользователя (consumer) до VMware ESX Server, предназначенного для размещения виртуальной инфраструктуры средних и крупных предприятий. В весьма обширном списке продуктов VMware можно найти немало инструментов для повышения эффективности процесса виртуализации, управления виртуальными серверами и средства миграции с физических платформ на виртуальные. В России продукты компании VMware особенно популярны, поскольку виртуализация у нас еще только набирает обороты, а платформы других вендоров, не так известные нам, являются весьма «сырыми» и обладают гораздо меньшей функциональностью, чем аналоги у VMware. Кроме того, по результатам различных тестов производительности средства виртуализации VMware почти всегда по большинству параметров выигрывают у конкурентов. А если говорят о виртуализации операционных систем Windows – то это почти наверняка продукты VMware. Между тем, среди платформ виртуализации у VMware есть из чего выбирать:
- VMware Workstation – платформа, ориентированная на Desktop-пользователей и предназначенная для использования разработчиками ПО, а также профессионалами в сфере IT,
- VMware Player – бесплатный «проигрыватель» виртуальных машин, предназначенный для запуска уже готовых шаблонов виртуальных машин, выполняющих конкретную задачу,
- VMware Server, носивший ранее название VMware GSX Server, направленный на использование в инфраструктуре малых предприятий для поддержания виртуальных серверов
- VMware Ace – продукт для создания защищенных политиками безопасности виртуальных машин,
- VMware ESX Server – мощная платформа виртуализации для среднего и крупного бизнеса, ориентированная в первую очередь на поддержание целостной и масштабируемой IT инфраструктуры,
- VMware Virtual Center – мощное средство для управления платформами виртуализации VMware ESX Server и VMware Server, обладающее широкими возможностями по консолидации серверов, их настройке и управлению.
- VMware Fusion – настольный продукт для виртуализации на платформе Mac от компании Apple.
Формальными конкурентами VMware в отношении виртуализации серверов являются компании Microsoft, Virtual Iron, XenSource и SWsoft. Однако, продукт компании SWsoft имеет довольно узкую сферу применения (хостинг), а разработки остальных вендоров по сравнению с продуктами VMware на данный момент выглядят гораздо слабее.
Когда нужно внедрять виртуальную инфраструктуру в компании
Прежде всего, необходимо четко определить цели, с которыми будут внедряться платформы виртуализации. Затем, необходимо определить критерии, по которым будет оцениваться эффективность внедрения виртуальной инфраструктуры. Помимо чисто финансовых критериев (уменьшение затрат на аппаратное обеспечение, экономия на обслуживании), нужно также учитывать повышение надежности инфраструктуры, масштабируемости, гибкости, устойчивости, уменьшение времени развертывания, простоя, восстановления после сбоев, централизацию управления и обеспечение высокой доступности. Безусловно, все эти критерии могут быть выражены в денежном эквиваленте, в зависимости от типа и специфики окружения, подлежащего виртуализации.
7 причин внедрять виртуализацию серверов
- Увеличение коэффициента использования аппаратного обеспечения
По статистике, большинство серверов загружены на 15-20 процентов при выполнении ими повседневных задач. Использование нескольких виртуальных серверов на одном физических позволит увеличить его до 80 процентов, обеспечив при этом существенную экономию на приобретении аппаратного обеспечения. - Уменьшение затрат на замену аппаратного обеспечения
Поскольку виртуальные сервера отвязаны от конкретного оборудования, при обновлении парка физических серверов не требуется повторная установка и настройка программного обеспечения. Виртуальная машина может быть просто скопирована на другой сервер. - Повышение гибкости использования виртуальных серверов
В случае если вам необходимо использование нескольких серверов (к примеру, для тестирования и работы в продакшене) при изменяющейся нагрузке, виртуальные сервера являются лучшим решением, так как они могут быть безболезненно перенесены на другие платформы, когда физический сервер испытывает повышенные нагрузки. - Обеспечение высокой доступности
Бэкап виртуальных машин и их восстановление из резервных копий занимает значительно меньшее время и является более простой процедурой. Также, при выходе из строя оборудования, резервная копия виртуального сервера может быть сразу запущена на другом физическом сервере. - Повышение управляемости серверной инфраструктуры
Существует множество продуктов для управления виртуальной инфраструктурой, позволяющих централизованно управлять виртуальными серверами и обеспечивать балансировку нагрузки и «живую» миграцию. - Экономия на обслуживающем персонале
Упрощение управления виртуальными серверами в перспективе влечет за собой экономию на специалистах, обслуживающих инфраструктуру компании. Если два человека с помощью средств для управления виртуальными серверами могут делать то, что делали четверо, зачем вам два лишних специалиста, получающих не менее $15000 в год? Тем не менее, нужно учитывать, что для подготовки квалифицированных кадров в сфере виртуализации тоже нужны немалые деньги. - Экономия на электроэнергии
Для малых компаний этот фактор, конечно же, не имеет особого значения, однако для крупных датацентров, где затраты на поддержание большого парка серверов включают в себя расходы на электроэнергию (питание, системы охлаждения), этот момент имеет немалое значение. Концентрация нескольких виртуальных серверов на одном физическом уменьшит эти затраты.
Когда не нужно внедрять инфраструктуру в компании
Несмотря на все плюсы, виртуализация серверов имеет также некоторые ограничения своего применения. Планируя виртуальную инфраструктуру, необходимо учитывать следующие факторы:
- Серверы имеют постоянную рабочую загрузку более 60 процентов
Такие серверы не является хорошими кандидатами на виртуализацию, поскольку при миграции его на виртуальную машину и размещении с другими виртуальными серверами, ему может не хватить ресурсов. - Сервер использует дополнительное оборудование, которое не может быть виртуализовано
Здесь все ясно: в случае, когда сервер использует «железо», которое не поддерживается вендорами платформ виртуализации, нет смысла виртуализовывать такой сервер. - Затраты на приобретение и внедрение платформы виртуализации слишком велики
В средних и малых организациях инфраструктура серверов не так уж велика, так же, как и невелики затраты на оборудование и обслуживание. В таком случае, нужно осторожно подходить к процедуре виртуализации, поскольку приобретение коммерческой платформы может оказаться неоправданным. - Отсутствие квалифицированных специалистов
Во многих случаях процесс миграции с физического железа на виртуальные машины и дальнейшее развертывание платформы виртуализации требует хорошей квалификации от людей их проводящих. Особенно это требуется при развертывании платформ класса «Bare metal» (голое железо). Если вы не уверены, что ваши люди обладают достаточными для этого знаниями, не начинайте проект по виртуализации.
VMware Server – бесплатная и мощная платформа виртуализации для малого бизнеса
Бесплатный продукт VMware Server является довольно мощной платформой виртуализации, которая может быть запущена на серверах под управлением хостовых операционных систем Windows и Linux. Основное предназначение VMware Server – поддержка малых и средних виртуальных инфраструктур небольших предприятий. В связи с небольшой сложностью его освоения и установки, VMware Server может быть развернут в кратчайшие сроки, как на серверах организаций, так и на компьютерах домашних пользователей.
Ранее этот продукт распространялся по коммерческой лицензии и носил название VMware GSX Server 3, однако, с ростом возможностей и продаж мощной платформы виртуализации VMware ESX Server, компания VMware не увидела перспектив в продажах платформы VMware Server, сделав в конечном итоге продукт бесплатным. Стоит отметить, что в отношении этого продукта VMware рассчитывает в основном на доходы от продаж Virtual Center for VMware Server, эффективного средства для управления виртуальной инфраструктурой на основе VMware Server, который обладает широкими возможностями по взаимодействию с виртуальными машинами и консолидации виртуальных серверов.
Вот основные варианты использования продукта VMware Server:
- поддержка нескольких виртуальных серверов на одном физическом в продакшене компании
- поддержка нескольких виртуальных серверов в целях тестирования «в связке» в виртуальной сети хоста при разработке и поддержке программного обеспечения
- запуск готовых к использованию виртуальных машин (Virtual Appliances), выполняющих определенную серверную функцию
- обеспечение высокой доступности виртуальных серверов (виртуальные машины могут легко переноситься между физическими серверами)
- создание удобных к восстановлению резервных копий виртуальных серверов за счет получения мгновенных снимков текущего состояния системы («снапшотов»).
VMware Server обладает широкими возможностями по работе с виртуальными машинами, включающими в себя:
- Поддержку любой стандартной архитектуры x86
У VMware Server нет особых требований к компонентам физического сервера – в отличие от VMware ESX Server, который накладывает весьма конкретные ограничения на оборудование сервера. Многоядерные процессоры также поддерживаются. - Поддержку двунаправленного виртуального SMP (symmetric multi-processing)
Если позволяет архитектура физического сервера, виртуальные машины, создаваемые в VMware Server, могут содержать два виртуальных процессора, что положительно сказывается на производительности гостевых систем. - Поддержку большого числа хостовых и гостевых операционных систем, полный список которых всегда доступен на сайте VMware
Число хостовых операционных систем, на которых может быть установлен VMware Server, конечно же, меньше, чем число поддерживаемых гостевых систем. Между тем, в качестве гостевой может быть установлена практически любая известная операционная система. Даже если ее нет в списке поддерживаемых, это не значит, что ее нельзя установить. - Поддержку 64-битных хостовых и гостевых операционных систем
В качестве хостовых 64-х битных систем могут использоваться 64-х битные ОС семейства Windows Server 2003, а также 64-х битные версии Linux-систем: Red Hat, SUSE, Mandriva и Ubuntu. Список поддерживаемых гостевых ОС дополнен также еще и 64-х битными версиями Windows Vista, Sun Solaris и FreeBSD. - Поддержку IntelVT (Intel Virtualization Technology)
VMware Server экспериментально поддерживает технологию аппаратной виртуализации компании Intel и позволяет использовать ее для поддержки виртуальных машин. Стоит отметить, что аппаратная виртуализация по исследованиям инженеров VMware пока является более медленной, чем программная, поэтому не рекомендуется включать поддержку программной виртуализации в целях лучшего быстродействия.
Знакомство с VMware Server начинается с окна консоли управления виртуальными машинами:
Окно консоли управления виртуальными машинами
Создание виртуальной машины в VMware Server – процесс простой и интуитивный и занимает всего несколько шагов мастера создания виртуальной машины:
- выбираем гостевую систему из списка, которая будет установлена в качестве гостевой
- выбираем имя и расположение файлов виртуальной машины
- выбираем тип сетевого взаимодействия между виртуальной машиной, хостовой ОС, другими виртуальными машинами и внешней сетью
- вводим объем виртуального диска и жмем Finish.
После этого, если дистрибутив устанавливаемой гостевой системы находится на CD или DVD-диске, просто вставляем его в привод и нажимаем кнопку «Power on» на панели инструментов. Если же дистрибутив операционной системы у вас в виде ISO-образа, выбираем пункт меню VM->Settings, переходим на элемент CD-ROM, где указываем путь к образу ISO, жмем «ОК» и «Power On».
ISO-образ дистрибутива
- Выделяйте планируемому виртуальному серверу количество ресурсов, достаточное для выполнения им своих функций, однако помните, что увеличить число выделенных ресурсов всегда сложнее, чем уменьшить.
- При выборе типа сетевого взаимодействия виртуального сервера, учитывайте вопросы безопасности, и если виртуальному серверу понадобится только взаимодействие только во внутренней виртуальной сети хоста – не ставьте Bridged Networking.
- Если не только вы имеете доступ к консоли управления виртуальным сервером, вы можете сделать вашу виртуальную машину приватной, установив галку в VM->Settings->Options->Permissions.
- Не забывайте устанавливать VMware Tools в гостевых системах, поскольку установка этих дополнений существенно увеличивает удобство работы с гостевой системой и её производительность.
- Старайтесь соблюдать соотношение: не более 4-х виртуальных машин на один физический процессор, поскольку большее их количество существенно скажется на производительности виртуальных серверов.
При обслуживании виртуальной инфраструктуры на основе VMware Server необходимо внимательно наблюдать за загрузкой аппаратных ресурсов сервера. В случае если какой-либо виртуальной машине не хватает ресурсов, нужно задуматься о переносе ее на другой сервер. Если вы планируете управлять большим количеством виртуальных серверов, стоит подумать о приобретении продукта VMware Virtual Center, позволяющего централизовано контролировать множество хостов, на которых установлен VMware Server, объединять их в кластеры и отслеживать загрузку хостов виртуальными машинами. Для определения количества ресурсов, которое необходимо выделять виртуальным серверам, используйте счетчики производительности внутри гостевых систем. Старайтесь использовать только виртуальные SCSI-диски, поскольку виртуальные IDE работают медленнее.
Если есть необходимость в доступе к консоли виртуального сервера из внешней сети, можно настроить Web-клиента для VMware Server, интегрированного со службами Microsoft IIS. Эта возможность позволит контролировать виртуальные сервера через Интернет с использованием защищенного соединения SSL (Secure Socket Layer).
Технические характеристики VMware Server
| Возможности | VMware Server 1.0 |
| Возможность запуска в качестве сервиса | Да |
| Запуск виртуальных машин при старте операционной системы хоста | Да |
| Локальное управление | Толстый клиент, командная строка |
| Множественный пользовательский доступ | Да |
| Программные интерфейсы (API) | Да (C/COM/Perl) |
| Удалённое использование продукта | Да (Web console) |
| Удалённое использование виртуальных машин | Толстый клиент |
| Управление множественными установками | Нет |
| Соотношение виртуальные машины/ядро | 2-4 |
| Поддержка аппаратной виртуализации | Intel VT (Экспериментальная) |
| Поколение виртуального аппаратного обеспечения | 5 |
| Поддержка виртуальных процессоров внутри виртуальной машины (технология VMware Virtual SMP) | 2 (Экспериментальная) |
| Максимальное количество оперативной памяти, выделяемое под виртуальную машину | До 3,4 Гб |
| Максимальное количество оперативной памяти, выделяемое под все виртуальные машины | До 64 Гб |
| Виртуальных контроллеров IDE/ дисков на виртуальную машину | 1/4 |
| Виртуальных контроллеров SCSI/ дисков на виртуальную машину | 4/60 |
| Максимальный размер виртуального диска | До 950 Гб |
| Максимальное число виртуальных сетевых интерфейсов | 4 |
| Виртуальных коммутаторов | 9 |
| Получение снапшотов через «толстый» клиент | Да |
| Получение снапшотов через командную строку | Нет |
| Множественные снапшоты | Нет |
| Клонирование виртуальных машин | Нет |
| Группы виртуальных машин (Teams) | Нет |
| Отладка виртуальных машин | Да |
| Служба общего каталога (Shared folders) | Нет |
| Поддержка Drag&Drop Хост <-> Виртуальная машина | Нет |
| Неподдерживаемые ОС хоста | Windows XP Professional (32/64bit) Windows XP Home Windows 2000 Professional Red Hat Linux 7.0 Red Hat Linux 7.1 |
