Hva er virtualisering og hvordan aktiverer du det trinn for trinn

Informatec Digital » Ressurser » Hva er virtualisering og hvordan aktiverer du det trinn for trinn

Virtualisering har blitt en nøkkelkomponent i enhver moderne teknologiinfrastruktur. Det er grunnlaget for skyen, dagens datasentre og mange av verktøyene vi bruker daglig uten å vite det. Til tross for den utbredte bruken reiser det fortsatt mange spørsmål: hva er det egentlig, hva brukes det til, er det verdt det for en liten bedrift, og hvordan aktiverer du det på en vanlig PC?

I de følgende linjene vil vi gi en omfattende, men likevel tilgjengelig oversikt over hva virtualisering er, hvordan det fungerer og hvordan du aktiverer det på datamaskinen din. Vi vil også utforske ulike typer virtualisering (servere, nettverk, data, applikasjoner, skrivebord), deres fordeler og ulemper, og hvorfor det har blitt standarden i de fleste organisasjoner.

Hva er virtualisering, og hvorfor er det så viktig?

Når vi snakker om virtualisering, refererer vi til en teknologi som gjør det mulig å dele en enkelt fysisk datamaskin (vanligvis en server) inn i flere uavhengige virtuelle maskiner. Hver av disse virtuelle maskinene kan ha sitt eget operativsystem (Windows, Linux osv.) og sine egne allokerte ressurser (minne, CPU, lagring) som om den var en separat datamaskin.

Det interessante er at hver virtuelle maskin, fra innsiden, tror at den jobber i et dedikert miljø , som om den hadde sin egen eksklusive maskinvare. I virkeligheten er ikke dette tilfelle: den deler den samme fysiske serveren med andre virtuelle maskiner, men alt administreres gjennom et programvarelag som skaper denne illusjonen på en transparent måte.

Takket være denne tilnærmingen kan vi, i stedet for å ha mange underutnyttede servere, konsentrere flere arbeidsbelastninger på færre fysiske maskiner , noe som gir mye bedre utnyttelse av den tilgjengelige strømmen. Dette betyr plassbesparelser, energibesparelser , reduserte maskinvarekostnader og mye mer fleksibel administrasjon.

Dette konseptet er ikke nytt: tilbake på 60- og 70-tallet utførte IBM de første testene av deling av dataressurser mellom ulike brukere, nettopp for å forbedre effektiviteten. Det var ikke før på slutten av 90-tallet og begynnelsen av 2000-tallet, med økende IT-behov og stigende kostnader ved å vedlikeholde så mye utstyr, at virtualisering tok av og ble standardmodellen i datasentre og bedrifter.

Hvordan virtualisering fungerer: hypervisor og virtuelle maskiner

For å forstå hvordan virtualisering fungerer fullt ut, er en enkel metafor nyttig: Tenk deg et stort hotell som bare er ett åpent område . Hvis vi lar det være som det er, kaster vi bort verdifulle kvadratmeter. Den logiske løsningen er å dele det inn i separate rom, hvert med sin egen dør, seng og bad, men som alle deler samme bygning.

I dette eksemplet ville hotellbygningen være den fysiske serveren , mens rommene ville være de forskjellige virtuelle maskinene. Hvert rom har sin egen plass og ressurser, men de er alle avhengige av den samme bygningen. I databehandling, når vi virtualiserer, tar vi den fysiske maskinvaren og deler den logisk inn i flere virtuelle maskiner som kjører samtidig uten å forstyrre hverandre.

For at denne magien skal fungere, trenger vi to grunnleggende elementer: den virtuelle maskinen og hypervisoren . Den virtuelle maskinen er, enkelt sagt, en datamaskin laget av programvare, med sin egen konfigurasjon av CPU, RAM, disk og virtuelle enheter. I tillegg til dette installerer vi et gjesteoperativsystem (Windows, Linux osv.) som oppfører seg akkurat som en fysisk PC: den trenger lisenser, oppdateringer, antivirusprogramvare og er sårbar for angrep hvis den ikke er ordentlig beskyttet.

Den andre nøkkelaktøren er hypervisoren. Denne programvarekomponenten lager virtualiseringslaget som ligger mellom maskinvaren og de virtuelle maskinene . Dens jobb er å dynamisk allokere fysiske ressurser mellom de forskjellige virtuelle maskinene, slik at hver enkelt "tror" at den har maskinvaren til rådighet. Hvis en virtuell maskin trenger mer CPU eller RAM til enhver tid, tar hypervisoren seg av å allokere det (hvis det er tilgjengelig).

For optimal ytelse er det avgjørende at hypervisoren, lagringen og nettverket fungerer stabilt . Et problem med en disk eller et nettverkskort på den fysiske serveren kan påvirke alle virtuelle maskiner som bruker den. På et logisk nivå er imidlertid hvert virtuelt miljø isolert, og en feil i én virtuell maskin (for eksempel skadelig programvare eller feilkonfigurasjon) bør ikke påvirke de andre.

Noe som noen ganger overses er sikkerhet: siden hvert gjesteoperativsystem fungerer på samme måte som et som er installert på en ekte datamaskin , har det også de samme sårbarhetene. Derfor er det viktig å opprettholde tiltak som antivirusprogramvare, oppdateringer, kryptering og god praksis, med mindre den virtuelle maskinen ble spesifikt laget for angrepstesting eller laboratorieformål.

Hva er hensikten med virtualisering i hverdagen?

Utover teorien har virtualisering fortjent sin plass fordi den løser svært spesifikke problemer i den daglige driften av bedrifter . En av de vanligste bruksområdene er muligheten til å kjøre flere logiske servere på en enkelt fysisk server, og dermed redusere antallet maskiner som trengs for å distribuere applikasjoner og tjenester.

Det er også ekstremt nyttig for å teste operativsystemer eller nye versjoner uten å sette produksjonsmiljøet i fare, eller til og med for å teste programmer uten å bli infisert ved hjelp av Windows Sandbox.

Et annet typisk scenario er når det er behov for å fortsette å bruke eldre programvare som bare kjører på utdaterte operativsystemer . I stedet for å vedlikeholde en gammel, sårbar maskin, virtualiseres systemet og kjører på en moderne server, noe som innkapsler risikoen og forenkler vedlikeholdet.

På infrastrukturnivå lar virtualisering deg maksimere kapasiteten til serverne dine ved å optimalisere bruken av CPU, RAM og lagring. Dette reduserer nedetid, forbedrer responstider for applikasjoner og gjør det enklere for IT-miljøet ditt å vokse eller tilpasse seg jevnt.

Av alle disse grunnene har virtualisering blitt en av de beste investeringene i teknologi for mange selskaper, store og små: det reduserer mengden maskinvare som trengs, gir tjenesteinnkapsling, forbedrer isolasjonen mellom miljøer og gir enorm uavhengighet i valg av leverandører og arkitekturer.

Typer virtualisering: utover virtuelle maskiner

Selv om virtualisering ofte bare forbindes med å kjøre virtuelle maskiner på en server, er realiteten at så å si alle IT-byggeklosser kan virtualiseres . Dette inkluderer servere, lagring, nettverk, data, applikasjoner og til og med komplette skrivebord for sluttbrukere.

I følge definisjonen til analysefirmaer som Gartner er virtualisering abstraksjonen av IT-ressurser som skjuler deres fysiske natur for brukerne. Fra dette perspektivet presenterer vi en logisk ressurs (en server, en disk, et virtuelt nettverk osv.) samtidig som vi skjuler kompleksiteten til den underliggende maskinvaren, noe som passer veldig godt med dagens skymodeller.

Historisk utvikling avslører også en annen viktig idé: virtualisering har drastisk redusert kostnadene for tilgang til datakraft . Dagens servere er så kraftige at uten virtualisering ville mange arbeidsbelastninger la en betydelig del av denne kraften være ubrukt. Ved å gruppere tjenester i virtuelle maskiner maksimerer vi maskinvareeffektiviteten og reduserer kostnader.

Vi skal nå bryte ned de viktigste virtualiseringsvariantene som brukes i praksis, se hva hver enkelt er til for og hva den bidrar med i en moderne arkitektur.

Servervirtualisering

Servervirtualisering er sannsynligvis den mest kjente typen. Det innebærer å dele en fysisk server inn i flere virtuelle servere , hver med sitt eget operativsystem og applikasjoner. Uten denne teknologien ville mange fysiske servere ha en stor del av prosesseringskapasiteten sin ubrukt , ettersom de bare ville kjøre en veldig spesifikk applikasjon eller tjeneste. Ved å konsolidere flere logiske servere på én fysisk server økes effektiviteten, antallet maskiner reduseres, administrasjonen forenkles og energi- og plasskostnadene senkes.

Lagringsvirtualisering

Når det gjelder lagring, er ideen å kombinere og abstrahere ulike fysiske dataenheter , som SAN-arrayer, NAS-systemer eller lokale disker, til et stort basseng med virtuell lagring. Selv om den underliggende maskinvaren kan komme fra forskjellige leverandører og bruke forskjellige teknologier, oppfatter administratorer den som én logisk enhet som administreres av programvare.

Takket være dette er det mye enklere å optimalisere oppgaver som sikkerhetskopiering, arkivering og gjenoppretting , siden du jobber med det enhetlige settet med funksjoner. Du kan også flytte informasjon mellom forskjellige fysiske enheter uten at applikasjonene er klar over endringen, noe som gir fleksibilitet og tjenestekontinuitet.

Nettverksvirtualisering

Bedriftsnettverk består vanligvis av en ganske heterogen blanding av svitsjer, rutere, brannmurer og andre enheter spredt over flere lokasjoner. Å administrere alt dette ved å manuelt få tilgang til hvert enkelt fysisk utstyr er komplekst og lite skalerbart, spesielt i selskaper med mange lokasjoner.

Nettverksvirtualisering grupperer og abstraherer nettverksressurser slik at de kan administreres sentralt av programvare. Dette lar administratorer definere policyer, ruter, segmentering og sikkerhetsregler uten å måtte endre hver fysiske enhet manuelt, noe som forenkler nettverksdriften.

Innen nettverksvirtualisering er det to tilnærminger som skiller seg ut. På den ene siden finnes det programvaredefinerte nettverk (SDN), der trafikkrutingskontroll er løsrevet fra fysiske enheter og administreres på et høyere logisk nivå. Dette tillater for eksempel å prioritere videosamtaletrafikk fremfor andre applikasjoner for å sikre stabil kvalitet i nettmøter.

På den annen side har vi nettverksfunksjonsvirtualisering (NFV). Dette innebærer virtualisering av funksjoner som tidligere var avhengige av spesifikke enheter , for eksempel brannmurer, lastbalanserere eller trafikkanalysatorer. Dette lar oss distribuere, flytte eller skalere disse funksjonene som om de var programvaretjenester, uten å kjøpe en dedikert fysisk enhet for hver enkelt.

Datavirtualisering

De fleste moderne organisasjoner håndterer data fra flere kilder, i forskjellige formater og plassert på forskjellige steder : lokale databaser, skysystemer, SaaS-applikasjoner, flate filer osv. Det er ingen enkel oppgave å integrere all denne informasjonen og gjøre den tilgjengelig for applikasjoner.

Datavirtualisering introduserer et programvarelag mellom datakilder og forbrukende applikasjoner . Når en applikasjon ber om informasjon, lokaliserer virtualiseringslaget den på de relevante systemene, transformerer den og returnerer den i riktig format, uten at applikasjonen trenger å vite detaljene om hvor den faktisk er lagret.

Denne tilnærmingen gir større fleksibilitet i dataintegrasjon , forenkler analyseprosjekter som kombinerer informasjon fra ulike områder, og reduserer tiden som trengs for å lansere nye rapporter eller dashbord, fordi den unngår stadig replikering av data mellom systemer.

Søknadsvirtualisering

Innen applikasjonsområdet har virtualisering som mål å tillate at det samme programmet kjører på operativsystemer det ikke opprinnelig var designet for , eller å gjøre det uten behov for tradisjonell installasjon på hver brukers datamaskin. Dette gir betydelig bekvemmelighet ved storskala distribusjoner.

Det finnes flere måter å oppnå dette på. En av dem er applikasjonsstrømming , der applikasjonen kjører fra en ekstern server, og bare nødvendige data sendes til brukerens maskin til enhver tid. En annen mulighet er serverbasert applikasjonsvirtualisering, der brukere får tilgang til applikasjonen via en nettleser eller tynn klient, uten lokal installasjon.

Det finnes også lokal applikasjonsvirtualisering, som innebærer å pakke koden sammen med et eget isolert miljø , slik at den kan kjøre på forskjellige operativsystemer uten å være avhengig av bibliotekene som er installert på datamaskinen. I alle tilfeller er målet å forenkle administrasjon, redusere kompatibilitetsproblemer og gjøre det enklere for brukere å ha verktøyene de trenger uten problemer.

Virtualisering av skrivebord

I mange bedrifter finnes det ikke-tekniske brukerprofiler som bare trenger et skrivebord med visse standardapplikasjoner (kontorpakker, CRM, salgsverktøy osv.). Å administrere hundrevis av fysiske PC-er med forskjellige versjoner av Windows kan være en stor hodepine for support.

Desktop virtualisering lar deg kjøre forskjellige desktop-operativsystemer som virtuelle maskiner som brukere kobler seg til eksternt. På denne måten, i stedet for å stole på lokal maskinvare, "lever" skrivebordet på en sentral server og administreres derfra, noe som sparer kostnader og øker sikkerheten.

I denne sammenhengen kjører virtuell skrivebordsinfrastruktur (VDI) komplette skrivebord på en ekstern server , mens brukere får tilgang til dem med klientenheter (tynne klienter, enkle PC-er, nettbrett osv.). En annen variant er lokal skrivebordsvirtualisering, der hypervisoren kjører direkte på brukerens maskin, og brukeren kan bytte mellom hovedoperativsystemet og et ekstra virtuelt skrivebord like enkelt som det er å bytte mellom applikasjoner.

Fordeler med virtualisering i en organisasjon

Listen over fordeler som virtualisering tilbyr er lang, og det er derfor det ofte sies at ingen nyere IT-fremskritt har gitt så mange kvantifiserbare fordeler . Den første store fordelen er reduksjonen av risikoer og kostnader: en enkelt, stor fysisk server kan være vert for mange virtuelle servere, og dermed redusere mengden maskinvare som kreves, plassen den opptar og energiforbruket.

Videre forenkler virtualisering overvåking og kontroll av arbeidsbelastninger . Administratorer kan se i sanntid hvordan hver virtuelle maskin oppfører seg, hvilke ressurser den bruker og om det er noen flaskehalser. Denne oversikten bidrar til å forutse problemer, planlegge utvidelser og holde ytelsen under kontroll.

En annen høyt verdsatt funksjon er den populære «live migreringen» av virtuelle maskiner. Denne funksjonen lar deg flytte en virtuell maskin fra en fysisk server til en annen uten å avbryte tjenesten , noe som er utenkelig i et rent fysisk miljø. Dette forenkler oppgaver som maskinvarevedlikehold, fastvareoppdateringer og lastbalansering uten å forstyrre brukerne.

Sikkerhetskopiering og kloning er også fordelaktig. Med systemer innkapslet i virtuelle maskiner er det mye raskere og enklere å sikkerhetskopiere eller klone en server . I tilfelle en katastrofe eller alvorlig feil kan en virtuell maskin gjenopprettes raskt, noe som minimerer påvirkningen på virksomheten.

I tillegg til alt det ovennevnte, er det også redusert energiforbruk , siden der det tidligere var behov for flere permanent kjørende enheter, kan alt nå konsentreres på færre, kraftigere servere. I store organisasjoner er besparelsene i strøm og kjøling svært betydelige og bidrar til bærekraftsstrategier.

Virtualisering er også en stor fordel i planer for katastrofegjenoppretting. Det er mulig å opprettholde replikaer eller bilder av virtuelle maskiner i andre datasentre eller i skyen, klare til å bli distribuert hvis noe går galt. Selv før en kritisk oppgradering kan komplette systembilder tas for å gå tilbake til en tidligere tilstand hvis et problem oppstår.

Fra et administrativt perspektiv gjør det mye enklere og mer sentralisert å jobbe med virtuelle servere administrasjon , spesielt i miljøer med Linux-systemadministrasjon . Oppdatering, distribusjon av applikasjoner, installasjon av sikkerhetsoppdateringer eller endring av konfigurasjoner kan gjøres på en orkestrert og i mange tilfeller automatisert måte, noe som frigjør IT-teamet fra repeterende oppgaver.

Isolasjonen som virtuelle miljøer gir, gir også et ekstra lag med sikkerhet. En feil eller infeksjon i én virtuell maskin trenger ikke nødvendigvis å påvirke resten eller hovedserveren, så lenge miljøet er riktig segmentert. Dette gir mulighet for å opprette flere kontrollerte soner for testing, utvikling eller tilgang utenfra organisasjonen.

Til slutt er det verdt å fremheve muligheten til å allokere eller skalere ressurser med høy hastighet . Hvis et program går tom for RAM eller CPU, kan mer allokeres fra hypervisoren uten å fysisk bytte ut komponenter. Og med færre maskinvarekomponenter som kan svikte, reduseres vedlikeholdet og den generelle påliteligheten forbedres.

Ulemper og utfordringer med virtualisering

Til tross for alle fordelene er ikke virtualisering perfekt. En av de største utfordringene er at den fysiske maskinen som er vert for de virtuelle maskinene blir et kritisk element . Hvis serveren svikter på grunn av maskinvarefeil, vil alle virtuelle maskiner den er vert for bli påvirket, noe som gjør det viktig å investere i redundans og beste praksis for høy tilgjengelighet.

Det er også viktig å huske at ytelsen til en virtuell maskin vanligvis er noe lavere enn for en dedikert fysisk server , spesielt i svært krevende miljøer eller miljøer med svært intensive I/O-belastninger. Selv om forskjellen er kraftig redusert takket være kraften til moderne servere, er det fortsatt en faktor å vurdere i prosjekter som er svært følsomme for latens.

En annen utfordring, spesielt for små bedrifter, er den første investeringen i lisenser og passende maskinvare , og behovet for å konfigurere PC-komponenter riktig. Å sette opp en seriøs virtualiseringsplattform krever servere med rikelig med RAM, god lagringsplass og i mange tilfeller betalt programvare eller abonnementer. Uten skikkelig planlegging er det en risiko for å gå tom for ressurser eller raskt bli overbelastet.

Videre knytter noen programvareleverandører lisensene sine til antall virtuelle maskiner eller CPU-bruk , noe som kan øke kostnadene for visse implementeringer. Det anbefales å gjennomgå lisensvilkårene nøye før du flytter applikasjoner til virtualiserte miljøer for å unngå uventede regninger.

Riktig planlegging er et annet viktig poeng: Hvis du ikke nøyaktig beregner hvor mange virtuelle servere du trenger, hvilke ressurser de vil forbruke og hvordan miljøet vil vokse, kan du ende opp med overbelastede servere , noe som direkte påvirker ytelsen. En dårlig plattformdesign skaper flere problemer enn den løser.

Til slutt krever virtualisering at administratorer får opplæring i nye verktøy og konsepter . Dette kan sees på som en positiv investering i kunnskap, men det krever også tid og innsats, som noen ganger er knapp. Noen plattformer har en betydelig læringskurve, så det er verdt å huske på dette når du planlegger adopsjon.

Slik aktiverer du virtualisering i BIOS eller UEFI

For å dra nytte av mange av disse teknologiene på brukernivå eller i laboratoriemiljøer, er det viktig å aktivere virtualiseringsfunksjoner i datamaskinens maskinvare. I Intel-prosessorer kalles dette vanligvis Intel VT-x eller Intel Virtualization Technology, mens det i AMD er kjent som AMD-V.

For å aktivere disse alternativene må du få tilgang til datamaskinens fastvaregrensesnitt, enten det er den klassiske BIOS eller den moderne UEFI . Utseendet til denne menyen avhenger helt av datamaskin- eller hovedkortprodusenten: noen bruker svært grafiske grensesnitt, mens andre fortsatt har mer grunnleggende skjermbilder, men det generelle konseptet er det samme. Hvis du trenger en trinnvis veiledning, kan du se hvordan du konfigurerer BIOS eller UEFI.

For å få tilgang til den, må du vanligvis trykke på en bestemt tast rett når du slår på PC-en , før operativsystemet starter. De vanligste tastene er Delete, F2, F10, F12 eller Esc, avhengig av modellen. I mange tilfeller vises en melding som "Trykk F2 for å gå inn i installasjonsprogrammet" eller lignende på startskjermen, som indikerer riktig tast.

Når du er inne i BIOS eller UEFI, må du se etter en seksjon relatert til CPU, Avansert, Sikkerhet eller lignende , der virtualiseringsalternativene vanligvis finnes. Navnene kan variere (Intel VT-x, Intel Virtualization Technology, SVM, AMD-V…), men i alle tilfeller innebærer det å aktivere disse funksjonene slik at hypervisoren kan bruke dem.

Mange produsenter tilbyr spesifikke veiledninger på nettsidene sine som forklarer nøyaktig hvor virtualiseringsalternativet er plassert på modellene deres. Hvis merket ditt ikke er oppført i de vanlige veiledningene, eller du bruker et hovedkort med utviklerfirmware som AMI eller Phoenix, er det best å konsultere den offisielle dokumentasjonen for enheten din eller den tilhørende BIOS/UEFI.

Etter at du har aktivert virtualisering og lagret endringene, vil datamaskinen starte på nytt automatisk . Derfra kan du installere virtualiseringsprogramvare (VirtualBox, Hyper-V, VMware osv.) og opprette virtuelle maskiner som utnytter disse maskinvarefunksjonene for å tilby bedre ytelse og større stabilitet.

Som en viktig detalj, husk at alternativene og menyene varierer betydelig mellom produsenter . Hvis du ikke finner de riktige innstillingene, er det lurt å sjekke manualen til hovedkortet eller den bærbare datamaskinen, eller søke etter din spesifikke modell på produsentens supportnettsted, ettersom hver enkelt plasserer disse funksjonene i litt forskjellige seksjoner.

Gitt alt det ovennevnte, er det tydelig hvorfor virtualisering er kjernen i dagens teknologiske landskap: det muliggjør et skifte fra rigide fysiske ressurser til fleksible virtuelle ressurser , forenkler skalerbarhet, reduserer kostnader, forbedrer forretningskontinuitet og baner vei for mer samarbeidende og interoperable arkitekturer. Forutsatt at det er godt planlagt, teamet er riktig opplært, og virkningen på kritisk maskinvare er tydelig forstått, tilbyr virtualisering flere fordeler enn ulemper og blir en grunnleggende alliert i digital transformasjon.