Virtualisering

I Computing bruker virtualisering programvare for å etterligne egenskapene til maskinvare og lage et virtuelt datasystem. Dette gjør at IT-organisasjoner kan kjøre mer enn ett virtuelt system, og flere operativsystemer og applikasjoner, på en enkelt server [ 1 ] . Derfor har denne programvaren funksjonen til å simulere eksistensen av den teknologiske ressursen som skal virtualiseres. I engelsktalende verdener er dette begrepet ofte kjent med numeronymet " v12n ". [ 2 ]

IOMMU muliggjør sikker tilgang til fysiske enheter i virtualiserte miljøer gjennom det vi kaller device passthrough . Uten IOMMU ville virtualiserte miljøer som ville ha riktig tilgang til maskinvaren installert i systemet ikke vært mulig, så i dag er det en essensiell brikke i alle CPUer som må håndtere virtualiserte miljøer.

Typer virtualisering

Vi kan klassifisere virtualisering etter hva du ønsker å virtualisere i:

• Plattformvirtualisering , også kalt servervirtualisering [ 3 ] eller maskinvarevirtualisering . [ 4 ] Det er virtuelle maskiner som er gjesteprogramvare som kjøres på en spesiell programvare kalt Hypervisor eller VMM ( Virtual Machine Monitor ). Denne VMM-en lager et abstraksjonslag avden fysiske maskinvaren ( verten ) og tilbyr den til det virtuelle maskinens operativsystem . [ 5 ]
• Virtualisering av maskinvareressurser . For eksempel, avhengig av typen maskinvareressurs vi ønsker å virtualisere, har vi:
  • Lagringsvirtualisering . Det er for eksempel hva RAID- , LVM- , SAN- og NAS - systemer gjør
  • Minnevirtualisering . Dette er for eksempel hva virtuelle minnesystemer gjør .
  • Virtualisering av dataressurser . Dette er hva cluster computing gjør, for eksempel .
  • Virtualisering av nettverksgrensesnitt . For eksempel simulerer Link Aggregation en enkelt nettverksenhet med høy båndbredde ved å bruke flere uavhengige nettverksgrensesnitt. [ 6 ]
• Nettverksvirtualisering . Det er det VPN , VLAN , Virtual IP og SDN gjør
• Virtualisering av kjøringsprogramvaremiljøer . Avhengig av utførelsesmiljøet jeg virtualiserer, har vi:
  • Virtualisering på operativsystemnivå eller containerisering . Den underliggende operativsystemkjernen lar brukerplassforekomster kjøre parallelt, isolert fra hverandre. [ 4 ] Alle forekomster deler den underliggende operativsystemkjernen. I hvert tilfelle, kalt en container , kan brukeren installere en eller flere applikasjoner. Programmet som tilbyr hosting til containere kalles en containermotor
  • Desktop virtualisering . De implementerer et skrivebord som en tjeneste basert på en klient-server-struktur. Det tillater sentralisert administrasjon og i standardiserte arbeidsmiljøer er det mulig å redusere administrasjons- og vedlikeholdskostnadene betydelig. [ 4 ]​ Avhengig av hvor prosessorkraften brukes for å lage et virtuelt skrivebord, kan forskjellige tilnærminger differensieres: [ 4 ]
    • Vertsbasert . _ Virtuelle skrivebord kjører direkte på serveren og klienter får tilgang til virtuelle skrivebord over nettverket (f.eks . VNC , RDP ). Å bruke virtuelle maskiner til å tilby og administrere virtuelle skrivebord kalles Virtual Desktop Infrastructure eller VDI . [ 7 ] ​VDI er vert for skrivebordsmiljøer på en sentralisert server og distribuerer dem til sluttbrukere etter behov. [ 7 ]
    • Kundebasert. Klientenheten er den som gir de nødvendige ressursene for å administrere skrivebordsmiljøet, og hvert virtuelle skrivebord er synkronisert med serveren. Eksempler på denne typen virtualisering er hva Microsoft Enterprise Desktop Virtualization (MED-V), VMware ACE og SolidIce gjør .
• Applikasjonsvirtualisering . Den består av å bruke applikasjoner som tilsynelatende kjører lokalt. [ 8 ]​ De kan implementeres for eksempel: [ 9 ]​ [ 4 ]
  • Med eksterne applikasjoner. Applikasjoner kjøres på en ekstern server, og klienten kobler seg til dem gjennom visningsprotokoller som VNC eller RDP .
  • Applikasjonsstrømming . Applikasjoner kjøres lokalt, men enkelte komponenter lastes ned slik at de kan fungere uten nettverkstilkobling. På denne måten trenger bare de vesentlige delene av en applikasjons kode å installeres på datamaskinen. Når sluttbrukeren utfører handlinger i applikasjonen, leveres nødvendig kode og filer over nettverket når og etter behov. På denne måten er det mulig å kjøre programmene i isolerte miljøer og distribuere dem på ulike systemer uten å måtte gjøre endringer i det lokale systemet. Dette lar deg beskytte det underliggende operativsystemet mot ondsinnet kode. Eksempel på systemer for å tilby denne typen tjenester: VMware ThinApp , Microsoft Application Virtualization og XenApp (Citrix).
• Datavirtualisering . Den består av å integrere data fra forskjellige kilder, på forskjellige steder og formater, uten å replikere dataene, for å bygge et virtuelt datalag som letter leveringen av enhetlige datatjenester for å støtte flere applikasjoner og brukere. For å gjøre dette gir den et abstraksjonslag og et datatjenestelag.

Cloud computing

Virtualisering er grunnlaget for cloud computing ⁣ siden virtualiseringsprogramvare er den som tilbyr skytjenester gjennom nettverket. Disse virtualiseringsprogramvarene er vert for forekomster ( virtuelle maskiner , containere ,...), som tilbyr tjenestene.

For eksempel, avhengig av typen ressurser som tilbys, har vi: [ 10 ]

• Infrastructure as a service eller IaaS (akronym for engelsk, Infrastructure as a Service ). I dette tilfellet er maskinvaren virtualisert. For eksempel virtuelle servere, nettverkstilkoblinger, lastbalansere eller lagringsplass. Eksempler på slike plattformer er Amazon Web Services og Microsoft Azure .
• Platform as a service eller PaaS (akronym for engelsk, Platform as a Service ). I dette tilfellet tilbys IaaS plus-programvare for å støtte applikasjonsutviklingens livssyklus (design, analyse, utvikling, testing, etc.). Eksempler på slike plattformer er Google App Engine og Bungee Connect .
• Software as a service eller SaaS (akronym for engelsk, Software as a Service ). I dette tilfellet tilbys en applikasjonsforekomst og data. Eksempler på denne typen plattformer er Microsoft Office 365 og WordPress . Innenfor denne typen plattformer kan vi skille forskjellige typer i henhold til hvilken type applikasjon den tilbyr. For eksempel:
  • Identity as a Service eller IDaaS (akronym for engelsk, IDentity as a Service ) når identifiseringstjenester tilbys.
  • Kommunikasjon som en tjeneste eller CaaS (engelsk akronym, Communication as a Service ) når kommunikasjonstjenester som VoIP , videokonferanser eller direktemeldinger tilbys .

Maskinvareassistert virtualisering

Opprettelsen av programvarens virtuelle ressurs drar noen ganger fordel av maskinvare som letter virtualiseringsoppgaver. I dette tilfellet snakker vi om maskinvareassistert virtualisering . For eksempel har utvidelser blitt introdusert i x86-prosessorarkitekturen for å lette servervirtualiseringsoppgaver ved å introdusere en indre ring eller ring -1 som vil være den der hypervisoren eller VMM kjøres og dermed være i stand til å isolere alle de øvre lagene av programvare fra virtualiseringsoperasjonene. [ 11 ]

Lignende konsepter

Simulering består i å fullstendig reprodusere et system gjennom programvare. For eksempel brukes simulatorer når du ønsker å kompilere et program laget for et spesifikt operativsystem på et annet system. For eksempel lar iPhone-simulatoren i XCode blant annet teste mobil webdesign på en datamaskin. [ 4 ]

Emulering tar sikte på å sikre at det reproduserte systemet oppnår samme resultater som dets opprinnelige ekvivalent. [ 4 ] For eksempel er videospillkonsoll-emulatorer en type emulatorer designet for å emulere en eller flere spillkonsoller og dermed kunne spille et videospill designet for å spilles på den(e).

På den annen side er det programvare som lager et kompatibilitetslag for å avhjelpe mulige konflikter mellom ulike programvare- og maskinvarekomponenter. Disse løsningene gjengir ikke et komplett system, men kun en del, for eksempel et grensesnitt. Eksempler på denne typen programvare er Wine og Cygwin . [ 4 ]

Virtualisering og strømsparing

I studier fokusert på energibesparelsene som selskapet genererer for sine kunder, er virtualiseringsløsninger vist å redusere økonomiske kostnader og CO₂-utslipp. [ 12 ]

Dette kan gjøres ved å slå sammen flere maskiner til en enkelt server, noe som reduserer energiforbruket og kostnadene; sparer 7000 kilowattimer eller fire tonn CO₂-utslipp per år. Virtualiserte PC-er kan redusere strømforbruket og kostnadene med 35 prosent. I dag bruker de fleste mellom 70 og 80 % av sin estimerte energi.

Et annet tiltak er frakobling av servere og stasjonære datamaskiner i perioder med inaktivitet, som om natten eller i helgene, noe som kan spare cirka 25 prosent av energiforbruket. I dag er det bedrifter som er mest interessert i virtualisering, siden de er veldig interessert i å redusere kostnader og energi.

Referanser

1. ↑ Turban, E; King, D; Lee, J; Viehland, D (2008). "Kapittel 19: Bygge e-handelsapplikasjoner og infrastruktur". Electronic Commerce A Managerial Perspective (5. utgave). Prentice Hall. s. 27. 
2. ^ "Server V12n på Citrix iForum" (html) . Microsoft Windows Server Team (på engelsk) . 23. oktober 2007. Arkivert fra originalen 9. januar 2020 . Hentet 9. januar 2020 .  
3. ↑ SAMMENLIGNING AV FORDELENE MED VIRTUALISEREDE SERVERE . Adrian Barbachano Cirion. Daniel Morato Oses. OVERORDNET TEKNISK SKOLE FOR INDUSTRI- OG TELEKOMMUNIKASJONSINGENIØRER. Det offentlige universitetet i Navarra. 16. september 2010
4. ↑ a b c d e f g h Virtualisering: skyens sjel . ionos.com 21. juni 2019
5. ↑ "Virtualisering kan være løsningen på dine problemer" (html) . INCIBE . 9. januar 2020. Arkivert fra originalen 9. januar 2020 . Hentet 9. januar 2020 . "Den fysiske enheten som vil fungere som en vert er kjent som en vert, denne vil ha ansvaret for å være vert for de forskjellige virtualiserte ressursene kjent som virtuelle maskiner eller VM, for dets akronym på engelsk "Virtual Machine". For å administrere virtuelle maskiner er det nødvendig å installere et spesifikt verktøy kalt virtualiseringsprogramvare på verten, som kan være av to typer: Native. I dette tilfellet vil virtualiseringsprogramvaren også fungere som et operativsystem som kjører direkte på maskinvaren til vertsenheten. Vert eller innlosjert. Virtualiseringsprogramvare kjører på toppen av vertsoperativsystemet. »  
6. ↑ Virtualisering . Daniel. staryarde.org. 3. januar 2008
7. ↑ a b Virtual Desktop Infrastructure (VDI) . vmware.com. 2020
8. ↑ Applikasjonsvirtualisering . serban.es 6. februar 2017
9. ↑ Applikasjonsvirtualisering Spørsmål og svar: Streaming og ekstern applevering . Alyssa Provazza. 19. oktober 2012
10. ↑ Definisjon av IaaS, PaaS og SaaS Hvordan er de forskjellige? . Brismark Antoniony
11. ↑ VIRTUALISERING AV SERVERE FOR SKYEN AV INGENIØRKARRIEREN I DATASYSTEMER” . JACKSON AYOVÍ PRECIADOs gradsoppgave. DET MATEMATISKE OG FYSISKE VITENSKAPET FAKULTET I DATASYSTEMET. Guayaquil universitet. august 2013
12. ↑ López-Vallejo, Marisa; Huedo Cuesta, Eduardo; Garbajosa Sopena, Juan. «Grønn IT: teknologier for energieffektivitet i IT-systemer» . Madrimasd.org . ISBN  978-84-613-3121-5 . Arkivert fra originalen 7. oktober 2009.