Зачем нужна Виртуализация? Что привнесла в современный мир?

[nicky-boom.livejournal.com]

Современный мир информационных технологий немыслим без Виртуализации "всего на свете" - серверов, операционных систем(ОС), сетевых плат(NIC-карт)-(Xsigo), дисковых массивов(NAS,RAID)-(HDS - Hitachi Data Systems).
Однако, мало кто задумывается над тем, что именно привнесла виртуализация в современный IT, и в чём на самом деле её недостатки, а где именно - достоинства.



Начать можно с того, что оказывается было нужно, чтобы появился термин паравиртуализация, который ничего специфического не означает, а лишь описывает некоторую подгруппу виртуализации, в которой исходный код гостевых ОС(тех, которые виртуализируются) был изменен таким образом, чтобы по предоставленному API(законченному набору функций) она могла обращаться к главной ОС(так называемой Хостовой) машине в случае наиболее неотложных операций(выделение памяти, страничный обмен, прерывания от внешних устройств, специфические функции отдельных приложений, требующие максимум hardware-ресурсов за короткий промежуток времени).
Паравиртуализация понадобилась неспроста, так как общеизвестно, что любая программа выполняется в виртуальной машине заведомо медленнее, чем на реальной физической hardware машине(сервере). Происходит это потому, что в виртуальной среде имеется дополнительный "слой", через который гостевая машина обращается к хостовой для выпонения любых операций и невозможно каким-либо образом исключить этот "избыточный" слой задержки. Так вот, придумали, что в случае таких "критических" операций на гостевой ОС - они (операции) передаются по прерыванию в главную хостовую машину и выполняются там, что позволяет значительно ускорить гостевую ОС.


Кроме того, широко обсуждается "мобильность" целой гостевой ОС, то есть возможность миграции(или переноса) по локальной или глобальной сети целой виртуальной машины(или аналога физического сервера), представленной в случае виртуализации в виде всего одного файла .VMDK, правда размером более чем несколько гигабайт. А что именно даёт такая мобильность?

Кроме достоинств, связанных с DR(Disaster Recovery-восстановление после пожара,стихийного бедствия) и BackUp(восстановление на случай кратковременного сбоя), сопряжена такая мобильность и с риском потери именно той актуальной копии данных, которая может понадобиться в любой момент. Другими словами, можно запутаться где именно что - поскольку копий виртуального сервера стало более одной, неизвестно в чём отличие одной от другой, и где наиболее "свежая".  Тот, кто хоть немного имел дело с виртуальными машинами и их "резервным копированием" - поймет, как это легко - запутаться в их множестве и/или актуальности на определенный момент в прошлом или будущем.



Вдобавок, существует целый класс серверных приложений, которые нуждаются в Кластеризации. Например, Oracle Grid - кластер из нескольких физических серверов для "распараллеливания" нагрузки на базу данных с одного - на несколько физических серверов.
Не приходится говорить, что не любую ОС возможно паравиртуализировать из-за закрытости кода например, и не все приложения нуждаются в виртуализации, есть такие, которые скорее наоборот хотят "больше есть hardware", чем быть виртуализированными.




Вообще, сложилось у меня впечатление, что виртуализация может быть оправдана(или обусловлена) лишь наличием legacy-hardware(унаследованное железо) и inherited-software(доставшийся в наследство софт). Причем, серверное программное обеспечение, как правило, менее нуждается в виртуализации, в сравнении с настольным ПО, так как оно легко комбинируется в виде NT-сервиса или Unix-процесса (устанавливается с другими приложениями на одном и том же физическом сервере). Зачем же тогда его виртуализировать, заранее предполагая потерю его производительности, связанную с выполнением в виртуальным домене, в котором всё эмулируется - память, процессор, жёсткий диск, сетевая плата?

Comments

[vpluto.livejournal.com]

Ну да, согласен, сам изначально попенял автору, что он сужает виртуализацию до виртуализации серверов, а к концу комментария сам скатился в то же :)

С другой стороны, с этим примером есть нюанс, который хочется отметить.

В жизненном цикле любых систем можно грубо выделить следующие кучки специалистов:
1) разработчики компонентов - для систем общего назначения это серверные платформы, СХД, сетевое оборудование и т.д.
2) разработчики систем, архитекторы - это те, кто из компонентов собирает систему под конкретную задачу
3) администраторы систем - обеспечивающие функционирование этой системы после внедрения
4) пользователи систем - это, для случая виртуализации, например, разработчики/инсталляторы/администраторы гостевых операционных систем

Так вот, в случае серверной виртуализации общего назначения знания о дизайне сложных виртуальных систем распределяются где-то на уровне 30-50-19-1 (в процентах, соответственно). Т.е. разработчики компонентов делают универсальные кубики, а как из этих кубиков собирать систему виртуализации - в основном думают архитекторы.

А в случае узкоспециализированных решений, как то виртуализация внутри физической связной ноды из примера (да и что далеко уходить от ИТ - виртуализация инстансов коммутаторов в тех же Cisco Nexus) - задачи виртуализации закрыты на уровне разработчика компонентов, вендора. Т.е. там я бы разложил знания по категориям как 80-10-9-1. Архитектору систем в этом случае, как администратору и пользователям, нет разницы, виртуальные у него ноды или физические - это сказывается только на том, что нужно закупить для решения задачи меньшее количество физических коробок. Т.е. ИТ-специалисту в этом случае не нужно глубоко погружаться в тему, если он не работает на производителя компонентов.

Немного путано объяснил, но сейчас пока лучше не получается. Для меня, как архитектора, это различие очень хорошо ощутимо и во многом принципиально.