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

[r6m5.livejournal.com]

Зачем? Ну хотябы для большей плотности и утилизации вычислительных мощностей. Суммарная система становится гибче.

[fezeev.livejournal.com]

Виртуализация ещё необходима при потребности в изоляции серверных процессов друг от друга.
Виртуальные веб-сервера у провайдеров - наглядный, но не единственный пример, когда это нужно.

[ddsh-ripn.livejournal.com]

Виртуализация даёт возможность упаковать в одну железку несколько разных архитектур и сред.
Если виртуализация грамотная, то потери заметны не будут. В некоторых случаях будет даже плюс.
Но в целом да -- простая экономия железа (и нервов при восстановлении)

[nicky-boom.livejournal.com]

Вопрос только в том, все ли архитектуры одинаково пригодны для виртуализации из на одной железке?
Любые ли серверные или клиентские приложения одинаково приемлемы для виртуализации?

[nicky-boom.livejournal.com]

Однако, за счет каких средств "становится гибче"? Всё в мире имеет обратную сторону и закон сохранения энергии/импульса гласит: если в одном месте что-то прибавилось, то в другом неминуемо должно где-то убавиться, не так ли?
***
Меня ещё вот такой вопрос занимает: как это столько лет обходились без виртуализации, а потом в одночасье вдруг стали абстрагироваться от физического железа? Неужели software без конкретного hardware имеет право на существование?

[nicky-boom.livejournal.com]

Скорее всего вы имеете в виду операцию, обратную виртуализации, а именно Кластеризацию - когда для "изоляции серверных процессов" - их выносят на отдельные (или выделенные) физические машины, с целью разделить высокую загруженность запросами.

[mosaika-55.livejournal.com]

Когда клиент приходит в облако ему дают виртуальные машины, подстроенные под его потребности. По другому это не организовать.

[nicky-boom.livejournal.com]

Очень хорошо, что вы заговорили об Облаках.
Сформулируйте - что такое по вашему Облако/Облачные вычисления и как они связаны с виртуализацией?

[waqur.livejournal.com]

Виртуализация на серверах имеет смысл, т.к. позволяет изолировать данные клиентов друг от друга. Модель доверия в этой системе - "Клиенты друг другу не доверяют и постоянно стремятся навредить!" Разным клиентам выделяются разные виртуальные машины. Раньше (до появления гипервизоров) хостинг-компании продавали либо дедики (выделенные серверы), либо shared hosting (отдельные аккаунты без прав root'а). Теперь доступна третья услуга - VPS ("недодедики") - пользователи довольны, могут устанавливать там себе любой софт: Ruby on Rails, Django, любых версий, всё что душа пожелает (в отличие от shared hosting). И оплата на порядок дешевле, чем за выделенный сервер.

Некоторые ОС предоставляют механизмы легковесной изоляции (jail в FreeBSD, LXC в Linux), однако их можно использовать для только если клиентов устраивает невозможность установки своих версий ядра. Таким образом, средства легковесной изоляции jail и LXC создают технологическую основу для дешёвого VPS, а гипервизоры VMwareESX/Xen/KVM/bhyve - для дорогого.

Если вы "толстый" пользователь - сразу берите себе дедик, а лучше - несколько. VPS - это игрушки для бедных.

[fezeev.livejournal.com]

Нет, я имею в виду именно виртуализацию. Ситуация, когда ты провайдер и у тебя есть сто клиентов, каждому из которых хочется иметь свой сайтик. Маленький и малонагруженый, но свой собственный. С базой данных, своими специфическими настройками php, python или RoR, а ты не хочешь ради этого запускать сто физических серверов. И ты запускаешь один мощный физический сервер, на котором работает сто виртуальных машин. Каждому клиенту даёшь доступ к своей виртуальной машине, которая таким образом получается изолирована от виртуальных серверов всех остальных клиентов. Все счастливы.

[0004769cb704.livejournal.com]

От виртуализации кормится приличное количество контор. :) Уже потому она нужна. :))
А вообще удобно, если говорить о специфических серверах. Иногда действительно достаточно одного процессора, а платы расширения не нужны. Покупать на каждый сервер свою машину? Потом покупать резевную? Вот с виртуализацией на том получится сэкономить. Востановление же на момент выхода из строя является отдельной темой.
Конечно, было бы прекрасно, если бы удалось создать сервер с большим числом процессоров. Тогда стали бы обыденной реальностью тонкие клиенты. На тех же ARM-процессорах. В офисах тишь да гладь. :) Обслуживать удобно. :) Процессоры добавлять. :))

[fezeev.livejournal.com]

Не все и не любые. Но спектр пригодных архитектур достаточно велик для того, чтобы виртуализация была востребованной.

[mosaika-55.livejournal.com]

Это большие фермы, имеющие единого владельца, и предоставляемые пользователям в лизинг. Есть несколько режимов предоставления, один из них требует виртуализации.

[0004769cb704.livejournal.com]

Идеальная виртуализация полностью на аппаратном уровне. Сейчас такое умеют мэйнфреймы. Постепенно могут к тому прийти обычные серверы. Без вложения сразу большого объёма средств. Эволюционно.

[nicky-boom.livejournal.com]

Отлично. Значит получается выигрыш в производительности вэб-сервера, если он запущен в своей выделенной виртуальной машине - в сравнении с "если бы он был запущен на общем физическом для нескольких таких же подобных"? А за счёт экономии каких ресурсов происходит такой выигрыш производительности?

[fezeev.livejournal.com]

"Значит получается выигрыш в производительности вэб-сервера"

Не знаю, откуда Вы сделали этот вывод, но явно не из моих реплик. И да, этот вывод не соответствует действительности.

[nicky-boom.livejournal.com]

То есть вы имеете в виду такие системы например как интернет-кафе, где клиенту на короткое время выделяется заранее подготовленная "чистая" виртуальная машина с предустановленным набором софта и которая после завершения сеанса просто ликвидируется(удаляется с диска)?

В результате имеется гарантированная безопастность как для клиентских приватных данных(куки, логины,пароли), так и для сетевой среды, куда не проинкают "возможные подцепленные трояны", которые клиент мог нацеплять во время своего серфинга по сайтам?

[fedorefr.livejournal.com]

Нет, наоборот. Виртуальная машина несколько съедает производительность. Но многим клиентам, нуждающимся в выделенном сервере, нужно совсем немного ресурсов - а хостеру держать много маленьких "железных" серверов крайне невыгодно. Поэтому хостер ставит один большой мощный сервер и запускает на нем систему виртуализации, а затем продает клиентам его по кусочкам (VDS, VPS). Все довольны: у клиентов есть собственные почти независимые серверы, а у хостера - прибыль.

[nicky-boom.livejournal.com]

Хорошо, пусть будет то, что вы имели в виду именно виртуализацию.
Тогда, в чём именно достоинство такой схемы "Маленький и малонагруженый, но свой собственный" ?
В том, что клиент сам может делать свои индивидуальные настройки "php, python или RoR" ?
Будет ли это актуально для широкой публики? Может быть это будет востребовано например студентами, которые осваивают курс Computer Science? Не согласны?

[nicky-boom.livejournal.com]

Поясните, какие архитектуры, например, не пригодны, или не очень пригодны?

[fezeev.livejournal.com]

Будет ли это актуально для широкой публики?

Тут неуместно использовать будущее время. Это уже актуально для достаточно широкой публики.

[nicky-boom.livejournal.com]

Частично соглашусь, что да "Виртуальная машина несколько съедает производительность" и может ощутимо съедать. А что если такой клиент вдруг захочет поставить в свой выделенный сервер в добавок вэб-серверу еще и порядочно загруженный сервер базы данных, например, Oracle и как например у МТС(мобильная связь) у него пойдет до 1000 запросов в секунду?

[vadim rumyantsev (from livejournal.com)]

Виртуализация используется с 1967 года, в коммерческих системах – с 1972. Просто недавно появилась её поддержка в интеловском железе, в результате чего технология попёрла в массы.

[azoh.livejournal.com]

К.О. говорит, что виртуализация нужна для изоляции программного комплекса, выполняющего полезную функцию, от аппаратного комплекса, обеспечивающего работу выполняемого комплекса.

Зачем это нужно? Чаще всего для удобного создания отдельных независимых, свободно переносимых, экземпляров серверов. Это позволяет довольно легко решить задачу обеспечения отказоустойчивости, задачу масштабирования, задачу добавления новых видов серверов.

Чаще всего коммерческому сервису выгоднее потерять 10-15% производительности в случае виртуальных серверов, чем решать эти задачи созданием новых физических серверов по необходимости.

Как ни странно, кластеризация не противоположна виртуализации, а ортогональна ей. Но сами по себе кластеры нужны в довольно специфичных случаях, поэтому создать гомогенную среду, удобную для кластеризации, не сложно.

Скажем, облака обычно представляют из себя себя сервера виртуализации поверх кластера. Кластеризация позволяет управлять облаков как единой структурой, а виртуализация дает создавать специфические сервера в гомогенной структуре.

[azoh.livejournal.com]

К.О. говорит нам, что в таком случае провайдер радостно выпишет ему счет за всю нагрузку, потребленную этим клиентом. И мигрирует сервера остальных клиентов на другие сервера, причем совершенно прозрачно.