Što je virtualizacija i kako je aktivirati korak po korak

Informatec Digital » Sredstva » Što je virtualizacija i kako je aktivirati korak po korak

Virtualizacija je postala ključna komponenta svake moderne tehnološke infrastrukture. To je temelj oblaka, današnjih podatkovnih centara i mnogih alata koje svakodnevno koristimo, a da toga nismo ni svjesni. Međutim, unatoč širokoj upotrebi, i dalje postavlja mnoga pitanja: što je točno, čemu služi, isplati li se malom poduzeću i kako je aktivirati na standardnom računalu?

U sljedećim retcima pružit ćemo sveobuhvatan, ali pristupačan pregled što je virtualizacija, kako funkcionira i kako je omogućiti na vašem računalu. Također ćemo istražiti različite vrste virtualizacije (poslužitelji, mreža, podaci, aplikacije, stolna računala), njihove prednosti i nedostatke te zašto je postala standard u većini organizacija.

Što je virtualizacija i zašto je toliko važna?

Kada govorimo o virtualizaciji, mislimo na tehnologiju koja omogućuje podjelu jednog fizičkog računala (obično poslužitelja) na nekoliko neovisnih virtualnih strojeva. Svaki od ovih virtualnih strojeva može imati vlastiti operativni sustav (Windows, Linux itd.) i vlastite dodijeljene resurse (memoriju, CPU, pohranu) kao da je zasebno računalo.

Zanimljivo je da iznutra svaki virtualni stroj vjeruje da radi u namjenskom okruženju , kao da ima vlastiti ekskluzivni hardver. U stvarnosti to nije slučaj: dijeli isti fizički poslužitelj s drugim virtualnim strojevima, ali sve se upravlja putem softverskog sloja koji transparentno stvara tu iluziju.

Zahvaljujući ovom pristupu, umjesto da imamo mnogo nedovoljno iskorištenih servera, možemo koncentrirati nekoliko radnih opterećenja na manji broj fizičkih strojeva , čime se puno bolje iskorištava dostupna snaga. To se prevodi u uštedu prostora, uštedu energije , smanjenje troškova hardvera i puno fleksibilnije upravljanje.

Ovaj koncept nije nov: još 60-ih i 70-ih, IBM je proveo prva testiranja dijeljenja računalnih resursa među različitim korisnicima, upravo kako bi poboljšao učinkovitost. Tek krajem 90-ih i početkom 2000-ih, s rastućim IT potrebama i rastućim troškovima održavanja tolike količine opreme, virtualizacija je zaživjela i postala zadani model u podatkovnim centrima i tvrtkama.

Kako virtualizacija funkcionira: hipervizor i virtualni strojevi

Za potpuno razumijevanje načina rada virtualizacije, korisna je jednostavna metafora: zamislite ogroman hotel koji je samo jedan otvoreni prostor . Ako ga ostavimo kakvim jest, gubimo vrijedne kvadratne metre. Logično rješenje je podijeliti ga u odvojene sobe, svaka sa svojim vratima, krevetom i kupaonicom, ali sve koje dijele istu zgradu.

U ovom primjeru, zgrada hotela bila bi fizički poslužitelj , dok bi sobe bile različiti virtualni strojevi. Svaka soba ima svoj vlastiti prostor i resurse, ali svi ovise o istoj zgradi. U računarstvu, kada virtualiziramo, uzimamo fizički hardver i logički ga dijelimo na nekoliko virtualnih strojeva koji rade istovremeno bez međusobnog ometanja.

Da bi ova magija funkcionirala, potrebna su nam dva temeljna elementa: virtualni stroj i hipervizor . Virtualni stroj je, jednostavno rečeno, računalo stvoreno softverom, s vlastitom konfiguracijom CPU-a, RAM-a, diska i virtualnih uređaja. Uz to, instaliramo gostujući operativni sustav (Windows, Linux itd.) koji se ponaša potpuno isto kao fizičko računalo: treba licence, ažuriranja, antivirusni softver i ranjiv je na napade ako nije pravilno zaštićen.

Drugi ključni igrač je hipervizor. Ova softverska komponenta stvara sloj virtualizacije koji se nalazi između hardvera i virtualnih strojeva . Njegov je zadatak dinamički dodijeliti fizičke resurse među različitim virtualnim strojevima, čineći da svaki od njih "misli" da ima hardver na raspolaganju. Ako virtualnom stroju u bilo kojem trenutku treba više CPU-a ili RAM-a, hipervizor se brine o njegovoj dodjeli (ako je dostupna).

Za optimalne performanse ključno je da hipervizor, pohrana i mreža rade stabilno . Problem s diskom ili mrežnom karticom na fizičkom poslužitelju može utjecati na sve virtualne strojeve koji ga koriste. Međutim, na logičkoj razini, svako virtualno okruženje je izolirano i kvar unutar jednog virtualnog stroja (poput zlonamjernog softvera ili pogrešne konfiguracije) ne bi trebao utjecati na ostale.

Nešto što se ponekad zanemaruje je sigurnost: budući da svaki gostujući operativni sustav funkcionira isto kao i onaj instaliran na stvarnom računalu , ima i iste ranjivosti. Zato je važno održavati mjere poput antivirusnog softvera, ažuriranja, enkripcije i dobrih praksi, osim ako virtualni stroj nije posebno stvoren za testiranje napada ili laboratorijske svrhe.

Koja je svrha virtualizacije u svakodnevnom životu?

Osim teorije, virtualizacija je zaslužila svoje mjesto jer rješava vrlo specifične probleme u svakodnevnom poslovanju tvrtki . Jedna od najčešćih primjena je mogućnost pokretanja više logičkih poslužitelja na jednom fizičkom poslužitelju, čime se smanjuje broj strojeva potrebnih za implementaciju aplikacija i usluga.

Također je izuzetno koristan za testiranje operativnih sustava ili novih verzija bez ugrožavanja produkcijskog okruženja ili čak za testiranje programa bez zaraze pomoću Windows Sandboxa.

Drugi tipičan scenarij je kada postoji potreba za nastavkom korištenja naslijeđenog softvera koji radi samo na zastarjelim operativnim sustavima . Umjesto održavanja starog, ranjivog računala, sustav je virtualiziran i radi na modernom poslužitelju, čime se smanjuje rizik i pojednostavljuje održavanje.

Na razini infrastrukture, virtualizacija vam omogućuje maksimiziranje kapaciteta vaših poslužitelja optimizacijom korištenja CPU-a, RAM-a i pohrane. To smanjuje vrijeme zastoja, poboljšava vrijeme odziva aplikacija i olakšava vašem IT okruženju nesmetan rast ili prilagodbu.

Zbog svih ovih razloga, za mnoge tvrtke, velike i male, virtualizacija je postala jedna od najboljih investicija u tehnologiju : smanjuje količinu potrebnog hardvera, omogućuje enkapsulaciju usluga, poboljšava izolaciju između okruženja i daje ogromnu neovisnost u odabiru pružatelja usluga i arhitektura.

Vrste virtualizacije: izvan virtualnih strojeva

Iako se virtualizacija često povezuje samo s pokretanjem virtualnih strojeva na poslužitelju, stvarnost je da se gotovo svaki IT gradivni blok može virtualizirati . To uključuje poslužitelje, pohranu, mreže, podatke, aplikacije, pa čak i kompletna desktop računala za krajnje korisnike.

Prema definiciji analitičkih tvrtki poput Gartnera, virtualizacija je apstrakcija IT resursa koja skriva njihovu fizičku prirodu od korisnika. Iz te perspektive, ono što radimo jest predstavljanje logičkog resursa (poslužitelja, diska, virtualne mreže itd.) dok skrivamo složenost temeljnog hardvera, nešto što se vrlo dobro uklapa u trenutne modele oblaka.

Povijesna evolucija otkriva i još jednu važnu ideju: virtualizacija je drastično smanjila troškove pristupa računalnoj snazi . Današnji poslužitelji su toliko moćni da bi bez virtualizacije mnoga radna opterećenja značajan dio te snage ostavila neiskorištenim. Grupiranjem usluga u virtualne strojeve maksimiziramo učinkovitost hardvera i smanjujemo troškove.

Sada ćemo analizirati glavne varijante virtualizacije koje se koriste u praksi, vidjevši čemu svaka služi i što doprinosi modernoj arhitekturi.

Virtualizacija poslužitelja

Virtualizacija poslužitelja vjerojatno je najpoznatija vrsta. Uključuje podjelu fizičkog poslužitelja na nekoliko virtualnih poslužitelja , svaki sa svojim operativnim sustavom i aplikacijama. Bez ove tehnologije, mnogi fizički poslužitelji imali bi veliki dio svog procesorskog kapaciteta neiskorišten , jer bi pokretali samo vrlo specifičnu aplikaciju ili uslugu. Konsolidacijom nekoliko logičkih poslužitelja na jedan fizički poslužitelj povećava se učinkovitost, smanjuje se broj strojeva, pojednostavljuje se administracija i smanjuju se troškovi energije i prostora.

Virtualizacija pohrane

U slučaju pohrane, ideja je kombinirati i apstrahirati različite fizičke uređaje za pohranu podataka , kao što su SAN nizovi, NAS sustavi ili lokalni diskovi, u veliki skup virtualne pohrane. Iako temeljni hardver može dolaziti od različitih dobavljača i koristiti različite tehnologije, administratori ga doživljavaju kao jednu logičku jedinicu kojom upravlja softver.

Zahvaljujući tome, puno je lakše optimizirati zadatke poput sigurnosnih kopija, arhiviranja i oporavka , budući da radite s tim ujedinjenim skupom mogućnosti. Također možete premještati informacije između različitih fizičkih uređaja bez da aplikacije budu svjesne promjene, što pruža fleksibilnost i kontinuitet usluge.

Virtualizacija mreže

Korporativne mreže obično se sastoje od prilično heterogene mješavine preklopnika, usmjerivača, vatrozida i drugih uređaja raspoređenih na više lokacija. Upravljanje svim tim ručnim pristupom svakom dijelu fizičke opreme složeno je i nije baš skalabilno, posebno u tvrtkama s mnogo lokacija.

Virtualizacija mreže grupira i apstrahira mrežne resurse kako bi se njima moglo centralno upravljati putem softvera. To administratorima omogućuje definiranje politika, ruta, segmentacije i sigurnosnih pravila bez potrebe za ručnom izmjenom svakog fizičkog uređaja, što pojednostavljuje rad mreže.

Unutar virtualizacije mreže ističu se dva pristupa. S jedne strane, postoje softverski definirane mreže (SDN), gdje je kontrola usmjeravanja prometa odvojena od fizičkih uređaja i upravlja se na višoj logičkoj razini. To omogućuje, na primjer, davanje prioriteta prometu videopoziva u odnosu na druge aplikacije kako bi se osigurala stabilna kvaliteta u online sastancima.

S druge strane, imamo virtualizaciju mrežnih funkcija (NFV). To uključuje virtualizaciju funkcija koje su prije ovisile o određenim uređajima , kao što su vatrozidovi, uravnoteživači opterećenja ili analizatori prometa. To nam omogućuje implementaciju, premještanje ili skaliranje tih funkcija kao da su softverske usluge, bez kupnje zasebnog fizičkog uređaja za svaku od njih.

Virtualizacija podataka

Većina modernih organizacija obrađuje podatke iz više izvora, u različitim formatima i smještene na raznim mjestima : lokalne baze podataka, cloud sustavi, SaaS aplikacije, plošne datoteke itd. Integriranje svih tih informacija i njihovo stavljanje na raspolaganje aplikacijama nije lak zadatak.

Virtualizacija podataka uvodi softverski sloj između izvora podataka i aplikacija koje ih koriste . Kada aplikacija zatraži informacije, sloj virtualizacije ih locira na relevantnim sustavima, transformira ih i vraća u odgovarajućem formatu, bez potrebe da aplikacija zna detalje o tome gdje su zapravo pohranjene.

Ovaj pristup omogućuje veću fleksibilnost u integraciji podataka , olakšava analitičke projekte koji kombiniraju informacije iz različitih područja i smanjuje vrijeme potrebno za pokretanje novih izvješća ili nadzornih ploča, jer izbjegava stalno repliciranje podataka između sustava.

Virtualizacija aplikacija

U području aplikacija, virtualizacija ima za cilj omogućiti istom programu pokretanje na operativnim sustavima za koje nije izvorno dizajniran ili to učiniti bez potrebe za tradicionalnom instalacijom na računalo svakog korisnika. To nudi značajnu pogodnost u velikim implementacijama.

Postoji nekoliko načina za postizanje ovoga. Jedan je strujanje aplikacija , gdje se aplikacija pokreće s udaljenog poslužitelja i samo se potrebni podaci šalju na korisnikovo računalo u bilo kojem trenutku. Druga mogućnost je virtualizacija aplikacija temeljena na poslužitelju, gdje korisnici pristupaju aplikaciji putem preglednika ili tankog klijenta, bez lokalne instalacije.

Tu je i lokalna virtualizacija aplikacija, koja uključuje pakiranje koda zajedno s vlastitim izoliranim okruženjem , tako da se može pokretati na različitim operativnim sustavima bez ovisnosti o bibliotekama instaliranim na računalu. U svim slučajevima cilj je pojednostaviti upravljanje, smanjiti probleme s kompatibilnošću i olakšati korisnicima pristup alatima koji su im potrebni bez glavobolja.

Virtualizacija radne površine

U mnogim tvrtkama postoje netehnički korisnički profili kojima je potrebno jednostavno računalo s određenim standardnim aplikacijama (uredski paketi, CRM, prodajni alati itd.). Upravljanje stotinama fizičkih računala s različitim verzijama sustava Windows može biti velika glavobolja za podršku.

Virtualizacija radne površine omogućuje vam pokretanje različitih operativnih sustava za radne površine kao virtualnih strojeva na koje se korisnici povezuju na daljinu. Na taj način, umjesto oslanjanja na lokalni hardver, radna površina "živi" na centralnom poslužitelju i njime se upravlja odande, što štedi troškove i povećava sigurnost.

U tom kontekstu, infrastruktura virtualnih računala (VDI) pokreće potpuna računala na udaljenom poslužitelju , dok im korisnici pristupaju putem klijentskih uređaja (tanki klijenti, osnovna računala, tableti itd.). Druga varijanta je lokalna virtualizacija računala, u kojoj hipervizor radi izravno na korisnikovom računalu, a korisnik može prelaziti između svog glavnog operativnog sustava i dodatnog virtualnog računala jednako lako kao što se prebaciva između aplikacija.

Prednosti virtualizacije u organizaciji

Popis prednosti koje nudi virtualizacija je dug, zbog čega se često kaže da nijedan nedavni IT napredak nije ponudio toliko mjerljivih prednosti . Prva glavna prednost je smanjenje rizika i troškova: jedan, dovoljno velik fizički poslužitelj može ugostiti mnogo virtualnih poslužitelja, čime se smanjuje količina potrebnog hardvera, prostor koji zauzima i potrošnja energije.

Nadalje, virtualizacija olakšava praćenje i kontrolu radnih opterećenja . Administratori mogu u stvarnom vremenu vidjeti kako se svaki virtualni stroj ponaša, koje resurse troši i postoje li uska grla. Ova vidljivost pomaže u predviđanju problema, planiranju proširenja i održavanju performansi pod kontrolom.

Još jedna vrlo cijenjena značajka je popularna "migracija uživo" virtualnih strojeva. Ova mogućnost omogućuje vam premještanje virtualnog stroja s jednog fizičkog poslužitelja na drugi bez prekida usluge , nešto nezamislivo u isključivo fizičkom okruženju. To pojednostavljuje zadatke poput održavanja hardvera, ažuriranja firmvera i uravnoteženja opterećenja bez ometanja korisnika.

Sigurnosne kopije i kloniranje također imaju koristi. Sa sustavima enkapsuliranim u virtualnim strojevima, sigurnosno kopiranje ili kloniranje poslužitelja je puno brže i lakše. U slučaju katastrofe ili ozbiljnog kvara, virtualni stroj se može brzo vratiti, minimizirajući utjecaj na poslovanje.

Uz sve navedeno, smanjuje se i potrošnja energije , budući da se tamo gdje je prije bilo potrebno nekoliko trajno uključenih uređaja, sada sve može koncentrirati na manje, snažnije poslužitelje. U velikim organizacijama uštede na električnoj energiji i hlađenju vrlo su značajne i doprinose strategijama održivosti.

Virtualizacija je također velika prednost u planovima oporavka od katastrofe. Moguće je održavati replike ili slike virtualnih strojeva u drugim podatkovnim centrima ili u oblaku, spremne za implementaciju ako nešto pođe po zlu. Čak i prije kritične nadogradnje, mogu se napraviti potpune snimke sustava kako bi se vratio u prethodno stanje ako se pojavi problem.

S administrativnog gledišta, rad s virtualnim poslužiteljima čini upravljanje mnogo jednostavnijim i centraliziranijim , posebno u okruženjima s Linux administracijom sustava . Ažuriranje, implementacija aplikacija, primjena sigurnosnih zakrpa ili mijenjanje konfiguracija može se obaviti na orkestriran i, u mnogim slučajevima, automatiziran način, oslobađajući IT tim od repetitivnih zadataka.

Izolacija koju pružaju virtualna okruženja također nudi dodatni sloj sigurnosti. Kvar ili infekcija u jednom virtualnom stroju ne mora nužno utjecati na ostatak ili glavni poslužitelj, sve dok je okruženje pravilno segmentirano. To omogućuje stvaranje kontroliranijih zona za testiranje, razvoj ili pristup izvan organizacije.

Konačno, vrijedi istaknuti mogućnost dodjeljivanja ili skaliranja resursa velikom brzinom . Ako aplikaciji nedostaje RAM-a ili CPU-a, hipervizor može dodijeliti više resursa bez fizičke zamjene komponenti. A s manje hardverskih komponenti koje mogu otkazati, smanjuje se održavanje i poboljšava ukupna pouzdanost.

Nedostaci i izazovi virtualizacije

Unatoč svim svojim prednostima, virtualizacija nije savršena. Jedan od najvećih izazova je taj što fizički stroj koji hostira virtualne strojeve postaje ključni element . Ako taj poslužitelj zakaže zbog kvara hardvera, to će utjecati na sve virtualne strojeve koje hostira, što čini ključnim ulaganje u redundanciju i najbolje prakse visoke dostupnosti.

Također je važno zapamtiti da su performanse virtualnog stroja obično nešto niže od performansi namjenskog fizičkog poslužitelja , posebno u vrlo zahtjevnim okruženjima ili onima s vrlo intenzivnim I/O opterećenjima. Iako je razlika uvelike smanjena zahvaljujući snazi ​​modernih poslužitelja, to ostaje faktor koji treba uzeti u obzir u projektima koji su vrlo osjetljivi na latenciju.

Još jedan izazov, posebno za mala poduzeća, je početno ulaganje u licence i odgovarajući hardver te potreba za ispravnom konfiguracijom komponenti računala . Postavljanje ozbiljne platforme za virtualizaciju zahtijeva poslužitelje s dovoljno RAM-a, dobrom pohranom i, u mnogim slučajevima, plaćenim softverom ili pretplatama. Bez pravilnog planiranja postoji rizik od ponestanka resursa ili brzog preopterećenja.

Nadalje, neki dobavljači softvera vežu svoje licence za broj virtualnih strojeva ili korištenje CPU-a , što može povećati trošak određenih implementacija. Preporučljivo je pažljivo pregledati uvjete licenciranja prije premještanja aplikacija u virtualizirana okruženja kako biste izbjegli neočekivane račune.

Pravilno planiranje je još jedna ključna točka: ako ne izračunate točno koliko virtualnih poslužitelja vam je potrebno, koje će resurse trošiti i kako će se okruženje razvijati, možete završiti s preopterećenim poslužiteljima , što izravno utječe na performanse. Loš dizajn platforme stvara više problema nego što ih rješava.

Konačno, virtualizacija zahtijeva da administratori budu obučeni za nove alate i koncepte . To se može smatrati pozitivnim ulaganjem u znanje, ali također zahtijeva vrijeme i trud, koji su ponekad oskudni. Neke platforme imaju znatnu krivulju učenja, stoga je vrijedno imati to na umu prilikom planiranja usvajanja.

Kako omogućiti virtualizaciju u BIOS-u ili UEFI-ju

Kako bi se iskoristile prednosti mnogih od ovih tehnologija na razini korisnika ili u laboratorijskim okruženjima, bitno je omogućiti značajke virtualizacije u hardveru računala. U Intelovim procesorima to se obično naziva Intel VT-x ili Intelova tehnologija virtualizacije, dok je u AMD-u poznato kao AMD-V.

Za aktiviranje ovih opcija morate pristupiti sučelju firmwarea vašeg računala, bilo da se radi o klasičnom BIOS-u ili modernom UEFI-ju . Izgled ovog izbornika u potpunosti ovisi o proizvođaču računala ili matične ploče: neki koriste izrazito grafička sučelja, dok drugi i dalje imaju osnovnije zaslone, ali opći koncept je isti. Ako vam je potreban vodič korak po korak, pogledajte kako konfigurirati BIOS ili UEFI.

Za pristup obično morate pritisnuti određenu tipku odmah nakon uključivanja računala , prije pokretanja operativnog sustava. Najčešće tipke su Delete, F2, F10, F12 ili Esc, ovisno o modelu. U mnogim slučajevima, na početnom zaslonu pojavljuje se poruka poput "Pritisnite F2 za ulazak u Setup" ili slična, koja označava ispravnu tipku.

Nakon što uđete u BIOS ili UEFI, morat ćete potražiti odjeljak vezan uz CPU, Advanced, Security ili slično , gdje se obično nalaze opcije virtualizacije. Nazivi se mogu razlikovati (Intel VT-x, Intel Virtualization Technology, SVM, AMD-V…), ali u svim slučajevima radi se o omogućavanju tih funkcija kako bi ih hipervizor mogao koristiti.

Mnogi proizvođači na svojim web stranicama nude posebne vodiče koji točno objašnjavaju gdje se opcija virtualizacije nalazi na njihovim modelima. Ako vaša marka nije navedena u uobičajenim vodičima ili koristite matičnu ploču s razvojnim firmwareom poput AMI-ja ili Phoenixa, najbolje je konzultirati službenu dokumentaciju za vaš uređaj ili odgovarajući BIOS/UEFI.

Nakon omogućavanja virtualizacije i spremanja promjena, računalo će se automatski ponovno pokrenuti . Nakon toga možete instalirati softver za virtualizaciju (VirtualBox, Hyper-V, VMware itd.) i stvoriti virtualne strojeve koji koriste prednosti ovih hardverskih mogućnosti kako bi ponudili bolje performanse i veću stabilnost.

Kao važan detalj, imajte na umu da se opcije i izbornici znatno razlikuju među proizvođačima . Ako ne možete pronaći odgovarajuće postavke, dobro je provjeriti priručnik za matičnu ploču ili prijenosno računalo ili potražiti svoj specifični model na web stranici za podršku proizvođača, jer svaki od njih ove funkcije smješta u malo drugačije odjeljke.

S obzirom na sve navedeno, jasno je zašto je virtualizacija u središtu današnjeg tehnološkog krajolika: omogućuje prelazak s krutih fizičkih resursa na fleksibilne virtualne resurse , olakšava skalabilnost, smanjuje troškove, poboljšava kontinuitet poslovanja i otvara put suradničkim i interoperabilnijim arhitekturama. Pod uvjetom da je dobro planirana, tim je pravilno obučen i da je utjecaj na kritični hardver jasno shvaćen, virtualizacija nudi više prednosti nego nedostataka i postaje temeljni saveznik u digitalnoj transformaciji.