Управление небольшими виртуальными средами (часть 3) — основные возможности абстракции

• Управление небольшими виртуальными средами (часть 2) — развеиваем мифы

Введение

В части 1 этой серии вы узнали о некоторых основах виртуализации и о том, почему даже небольшим организациям следует рассмотреть возможность внедрения виртуализации или расширения своих усилий по виртуализации. Вы также узнали, как можно опровергнуть некоторые распространенные аргументы против виртуализации.

Во второй части этой серии статей вы узнали о некоторых мифах о виртуализации и о том, почему они чаще всего разоблачаются.

В этой, третьей части этой серии, вы узнаете о некоторых высокоуровневых концепциях и функциях, которые можно найти в виртуализированной среде. Это подготовит вас к следующим двум частям этой серии, в которых вы узнаете о лицензировании виртуализации и получите сравнительную матрицу основных гипервизоров.

Абстракция

В первой части этой серии статей я описал виртуализацию как полностью связанную с абстракцией рабочей нагрузки. На самом деле это означает, что виртуализация предоставляет администраторам возможность отделить ресурсы друг от друга и отделить рабочие нагрузки приложений от оборудования.

В традиционных серверных средах администратор устанавливает операционную систему на сервер, а затем поверх этой операционной системы устанавливает различные приложения для поддержки потребностей бизнеса. Со временем администраторы обнаружили, что эта модель невероятно негибкая. Становится чрезвычайно сложно выполнять даже базовые функции, такие как миграция на новый физический сервер, когда аппаратное обеспечение достигает статуса окончания срока службы.

В виртуализированных средах программный уровень гипервизора вставляется между аппаратным обеспечением и операционной системой, как показано на рис. 1 ниже.

Рис. 1. Как виртуализация меняет парадигму вычислений

На рис. 1, на диаграмме слева, вы видите традиционную технологическую среду, в которой операционная система и приложение устанавливаются непосредственно на оборудование. Как только это будет сделано, считайте эти элементы «склеенными» вместе. Хотя это возможно, иногда бывает сложно разорвать эти элементы на части, когда это необходимо.

Теперь посмотрите на правую часть диаграммы. Здесь гипервизор — в данном случае VMware — был вставлен между оборудованием и отдельными рабочими нагрузками, работающими на оборудовании. С установленным гипервизором администраторы могут создавать любое количество виртуальных серверов, работающих прямо поверх гипервизора. Гипервизор предоставляет этим виртуальным машинам доступ ко всему оборудованию, необходимому для работы.

Более того, гипервизор не имеет никакого клея. На самом деле, он почти покрыт тефлоновым напылением. С гипервизорами, работающими на нескольких физических серверах, администраторы могут переносить рабочие нагрузки с одного хост-сервера на другой хост-сервер, при этом подключенные пользователи никогда не узнают о переносе.

И в этом заключается истинная ценность абстракции рабочей нагрузки.

Когда вы заменяете оборудование, достаточно нескольких щелчков мыши, и ваши приложения запускаются на новом сервере. Без боли, без суеты.

На рис. 1 вы также видите еще одно преимущество виртуализации: использование ресурсов. На левой диаграмме каждая из шести запущенных рабочих нагрузок требует минимальной вычислительной мощности. Другими словами, в среде очень много неиспользуемого ЦП, который редко, если вообще когда-либо, действительно необходим. На рисунке справа те же рабочие нагрузки теперь выполняются на одном сервере. На рисунке справа ресурсы используются гораздо более разумно, что приводит к снижению общих затрат.

Объединение ресурсов

Так как же виртуализация на самом деле творит чудеса? На рис. 1 вы видели, что теперь шесть рабочих нагрузок выполняются только на одном хосте. Это работает следующим образом: гипервизор просматривает доступные ресурсы — ОЗУ, хранилище и процессоры — и помещает эти ресурсы в пул. Теперь, когда администратор создает виртуальную машину, он просто выделяет ресурсы из этого общего пула и назначает их новой виртуальной машине.

С одним физическим сервером, на котором работает гипервизор, эта возможность более эффективно использовать физические ресурсы сервера является единственным реальным преимуществом, которое вы можете получить от гипервизора, и, безусловно, это большое преимущество.

Когда отдельные хост-серверы — все запущенные гипервизоры — объединяются, администратор создает кластер, который дополнительно расширяет возможности гипервизоров на отдельных серверах. Теперь гипервизоры могут взаимодействовать друг с другом. Кроме того, в сочетании с правильным программным обеспечением для управления ресурсы, присутствующие на каждом из отдельных серверов, становятся доступными для всех хостов в кластере.

Опять же, при наличии подходящего программного обеспечения для управления этот совокупный пул ресурсов можно затем использовать, чтобы позволить среде начать принимать решения о том, где следует размещать новые рабочие нагрузки. Когда администраторы начинают создавать виртуальные машины в такой среде, во многих случаях администратор не принимает решения о том, на каком хосте будет размещаться новая рабочая нагрузка. Вместо этого управляющее программное обеспечение анализирует среду, анализирует потребности нового хоста в ресурсах и, исходя из доступных ресурсов, просто размещает на хосте ту рабочую нагрузку, которая, по его мнению, наиболее уместна в данный момент.

Абстракция + объединение ресурсов + несколько хостов (кластер)

Именно здесь мир виртуализации начинает становиться действительно интересным, и организации начинают выходить за рамки простых проектов по консолидации серверов и использовать виртуальную среду с ее преимуществами. С созданием кластера, состоящего из нескольких хостов, абстракция рабочей нагрузки, управление и доступность выходят на совершенно новый уровень.

Теперь вместо того, чтобы просто использовать абстракцию рабочих нагрузок для запуска множества рабочих нагрузок на одном сервере, администраторы могут просто перемещать целые виртуальные машины с одного хоста на другой. Более того, современные гипервизоры и пакеты управления могут работать с этим волшебством полностью прозрачно для пользователя.

Такого рода возможности позволяют использовать новые варианты использования, в том числе:

• Автоматический переход на другой ресурс. Программное обеспечение управления гипервизором постоянно следит за каждой рабочей нагрузкой в среде. Предположим, хост выходит из строя. Программному обеспечению управления можно дать указание просто перезапустить неудавшиеся рабочие нагрузки на другом хосте в кластере. Хотя пользователи заметят кратковременный сбой, это гораздо лучший сценарий, чем ожидание, пока ИТ-специалист заметит, что сервер не работает.
• Балансировки нагрузки. Одним из обещаний виртуализации всегда была возможность очень эффективно использовать ресурсы сервера. Например, вместо того, чтобы запускать одну рабочую нагрузку, которая почти не использует процессор, организации могут использовать эту избыточную вычислительную мощность и запускать множество рабочих нагрузок на одном сервере. При наличии нескольких серверов в кластере программное обеспечение управления гипервизором может отслеживать выполняемые рабочие нагрузки и, когда виртуальные машины становятся более загруженными и нуждаются в дополнительных ресурсах, автоматически перемещать эти виртуальные машины на хосты, которые могут иметь больше доступных ресурсов. Все это обрабатывается с вмешательством администратора, а это означает, что среда остается относительно простой в управлении.

Различные продукты гипервизора имеют разные названия для отдельных функций миграции рабочих нагрузок. В VMware vSphere используется имя vMotion. В Microsoft Hyper-V это называется Live Migration, а в Citrix — XenMotion.

Вам также доступны различные виды миграции рабочей нагрузки.

Переместить рабочее состояние виртуальной машины

Во многих средах виртуальная среда использует какое-то общее хранилище. В этих средах все серверы в кластере могут видеть одно и то же хранилище. Это одна из причин, по которой рабочие нагрузки можно так легко переносить между хостами. Все хосты могут видеть хранилище, поэтому перемещение работающей виртуальной машины состоит в перемещении только того, что находится в памяти хост-сервера, на целевой хост. Хотя базовая механика невероятно мощная и невероятно сложная, администратор защищен от этой сложности и может сосредоточиться исключительно на рабочей нагрузке.

Переместить сохраненные файлы виртуальной машины

В организациях с несколькими вариантами хранения вы можете перемещать файлы виртуальной машины с одного устройства хранения на другое, оставляя саму виртуальную машину работающей на исходном хосте.

Конечно, вы всегда можете переместить виртуальную машину как в новое хранилище, так и на новый хост.

Метод, с помощью которого это происходит, несколько отличается в зависимости от используемого гипервизора. Далее в этой серии статей вы узнаете об именах и методах конкретных функций.

Резюме

Теперь, когда вы понимаете имеющиеся в вашем распоряжении варианты абстрагирования рабочей нагрузки и управления, вы можете приступить к рассмотрению конкретных продуктов, чтобы получить представление о том, как функции каждого продукта соответствуют этим концепциям. В части 4 мы начнем рассматривать конкретные продукты.

• Управление небольшими виртуальными средами (часть 2) — развеиваем мифы
• Управление небольшими виртуальными средами (Часть 4) — Игроки