ГИПЕРВИЗОР КАК ПЛАТФОРМА ВИРТУАЛИЗАЦИИ СЕРВЕРОВ

ГИПЕРВИЗОР КАК ПЛАТФОРМА ВИРТУАЛИЗАЦИИ СЕРВЕРОВ

Понятие виртуализации достаточно сложно определить однозначно в виду достаточной обширности и абстрактности этого термина, который охватывает широкий круг аспектов вычислений и планирования ресурсов.

Виртуализация– понятие, описывающее процесс скопления и объединения вычислительных ресурсов, обеспечивающий преимущества в сравнении с оригинальной конфигурацией[1]. Виртуализация состоит из хранилища данных и вычислительных мощностей. Одно из главных преимуществ этой технологии заключается в сокращении количества физических серверов для решения поставленных целей, она может быть использована практически в любой сфере деятельности, где есть необходимость задействовать сервера.

Виртуальные машины являются одним из продуктов технологии виртуализации. Они являются независимыми от конкретного оборудования единицами, позволяют запускать на одном физическом сервере несколько операционных систем, которые называются гостевыми, могут быть изолированы друг от друга, также имеется возможность импорта/экспорта, что позволяет создавать шаблоны виртуальных машин для быстрого развертывания на поддерживаемом оборудовании.

Виртуализацию можно разделить на три типа[2].

Тип 2 – виртуальная машина устанавливается поверх базовой операционной системы (рис. 1).

Рисунок 12– Виртуализация, тип 2

В данном типе базовая операционная система распределяет ресурсы между виртуальным машинами, при этом она отдает приоритет своим процессам. Это может сказываться на быстродействии виртуальных машин.

Работа выполнена в Южном федеральном университете при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации проектной части госзадания № 2.3928.2017/ПЧ

Примером виртуализации такого типа является          виртуальная машина Java,

платформа NET Framework.

Гибридная (тип 3) – виртуальная машина, как и в случае рассмотренной ранее, устанавливается поверх базовой операционной системы (рис. 2).

Рисунок 13 – Виртуализация, гибридный тип (тип 3)

Но в этом случае, ресурсы между операционной системой и виртуальной машиной распределяются равномерно, так как они имеют одинаковый доступ к ним. Этот тип работает быстрее типа описанного выше, однако между базовой операционной системой и виртуальными машинами происходит борьба за ресурсы,что может отразится на быстродействии всей системы на маломощных серверах. Примером виртуализации такого типа является возможность добавления роли сервера HYPER-V в WindowsServer [3].

Тип 1 (гипервизор) – это программный уровень, расположенный над оборудованием (рис. 3).

Рисунок 14– Виртуализация, гипервизор

Основная задача гипервизора состоит в организации изолированных сред выполнения (разделов), внутри которых будут работать виртуальные машины. Каждому разделу выделяется собственный набор аппаратных ресурсов, в который входят память, процессорное время и устройства, а гипервизор отвечает за организацию доступа к реальному оборудованию.Виртуализация, основанная на гипервизоре, будет обладать наилучшей производительностью. Такая система может быть развернута не только на серверах, но и на обычных компьютерах, обладающих достаточной для этого мощностью [4]

В свою очередь, гипервизор также бывает нескольких типов.

Монолитный гипервизор использует для доступа к оборудованию собственные драйверы (рис. 4). Когда гостевой операционной системе требуется доступ к оборудованию, то она делает это через гипервизор и его драйверы. Такой тип гипервизора, может быть уязвим, поскольку разрешает

работу драйверов, в некоторых случаях программ сторонних производителей, в очень уязвимой области.

Рисунок 15– Монолитный гипервизор

Микроядерный гипервизорне предполагает наличия собственных драйверов (рис. 5). Вместо этого драйверы работают в каждом индивидуальном разделе, чтобы любая гостевая ОС имела возможность получить через гипервизор доступ к оборудованию.

Рисунок 16– Микроядерный гипервизор

При таком распределении ресурсов каждая виртуальная машина занимает совершенно обособленный раздел, что положительно сказывается на защищенности и надежности работы системы.Виртуализация обладает рядом преимуществ по сравнению с использованием обычных физических серверов, как для инфраструктуры предприятий, так и для конечных пользователей. За счет     виртуализации     обеспечивается     существенная     экономия          на электропотреблении, аппаратном обеспечении, облуживании, а также повышается гибкость ИТ-инфраструктуры, упрощается процедура резервного копирования и восстановления после сбоев. Авторами реализован ряд систем на основе использования гипервизора и механизмов виртуализации [4-7] продемонстрировавших эффективность использования данного подхода.

Преимущества использования виртуальных машин очевидны, особенно если принять во внимание, что большинство рабочих нагрузок используют лишь малую часть общей мощности оборудования. При согласовании нагрузок в отношении процессорной мощности и потребления памяти на основе виртуализации можно сократить количество физических серверов, необходимых для поддержки работы предприятия или компании. Типичный уровень загрузки сервера составляет 15%, а 85% общей мощности сервера не

используются. Повышение уровня использования даже до 60% означает четырехкратное уменьшение занимаемой площади, количества оборудования и энергопотребления для питания и охлаждения таких серверных ферм [3]. Обычно этот процесс называется консолидацией серверов.

Список литературы:

1.            Википедия. Свободная энциклопедия. Электронный ресурс. Доступ:

http://ru.wikipedia.org

2.            Виртуализация               VMware.            Электронный   ресурс. Доступ:

http://www.vmware.com

3.            Определение требований к производительности и емкости для сред совместной работы отделов (SharePoint Server 2013). Электронный ресурс. Доступ: https://technet.microsoft.com/ru-ru/library/gg593613.aspx

4.            Костюк А.И., Поленов М.Ю., Лукьянов В.А., Мунтян Е.Р. Модель централизованного управления в системе Smarthouse с использованием гипервизора // Известия ЮФУ. Технические науки, 2014. – № 7. – С. 170- 177.

5.            Polenov M., Kostyuk A., Muntyan E., Guzik V., Lukyanov, V. Application of Virtualization Technology for Implementing Smart House Control Systems // Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer Verlag, Volume 465, 2016, – pp. 329-339.

6.            Поленов М.Ю., Гузик В.Ф., Лукьянов В.А. Организация системы авторизации беспроводных пользователей с использованием технологии виртуализации // Информатизация и связь, 2016. – № 3. – С. 17-22.

7.            Костюк А.И., Лукьянов В.А. Организация распределенных вычислитель- ных процессов на базе систем виртуализации // Сб. научных статей международной НПК"Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий". – СПб: Санкт- Петербургский Институт Проектного Менеджмента, 2014. – С. 78.