В современном мире информационных технологий виртуализация стала ключевым компонентом эффективной и гибкой IT-инфраструктуры. Она позволяет оптимизировать использование аппаратных ресурсов, упростить управление и обслуживание систем, а также повысить отказоустойчивость и масштабируемость IT-сред.
Содержание
- Вступление
- Виртуализация ОС: Общий обзор
- VMware
- KVM (Kernel-based Virtual Machine)
- Microsoft Hyper-V
- Подробное сравнение ключевых характеристик
- Тип гипервизора
- Поддерживаемые операционные системы (гостевые ОС)
- Производительность
- Масштабируемость
- Управление и оркестрация
- Отказоустойчивость и высокая доступность
- Стоимость и лицензирование
- Экосистема и поддержка
- Сценарии использования
- VMware
- KVM
- Hyper-V
- Заключение
Вступление
Виртуализация — это технология, которая позволяет создавать виртуальные версии компьютерных ресурсов, таких как серверы, устройства хранения данных, сетевые ресурсы и операционные системы. Эта технология позволяет запускать несколько виртуальных машин на одном физическом сервере, каждая из которых работает независимо и использует выделенную ей часть ресурсов хост-системы.
В этой статье мы подробно рассмотрим и сравним три ведущие технологии виртуализации: VMware, KVM (Kernel-based Virtual Machine) и Microsoft Hyper-V. Каждая из этих технологий имеет свои уникальные особенности, преимущества и области применения. Наше сравнение поможет IT-специалистам, системным администраторам и руководителям IT-отделов сделать обоснованный выбор, наиболее подходящий для их конкретных потребностей и сценариев использования.
Так же Вам может быть интересно ознакомиться с CloudLinux, предлагающей изолированные ресурсы для пользователей сервера.
Виртуализация ОС: Общий обзор
VMware
VMware — это компания, которая стояла у истоков виртуализации x86 и на протяжении многих лет остается лидером рынка. VMware предлагает широкий спектр решений для виртуализации, охватывающих различные сценарии использования — от небольших офисов до крупных корпоративных центров обработки данных.
Основные продукты VMware включают:
- VMware vSphere: Комплексная платформа виртуализации для корпоративных центров обработки данных.
- VMware ESXi: Гипервизор, являющийся основой vSphere.
- VMware Workstation: Решение для виртуализации на настольных компьютерах.
- VMware Fusion: Аналог Workstation для macOS.
VMware известна своей надежностью, богатым набором функций и отличной производительностью, что делает ее популярным выбором для крупных предприятий.
KVM (Kernel-based Virtual Machine)
KVM — это решение для виртуализации с открытым исходным кодом, которое превращает ядро Linux в гипервизор. KVM был включен в основную ветку ядра Linux в 2007 году и с тех пор стал стандартным решением для виртуализации в мире Linux.
Основные особенности KVM:
- Встроен непосредственно в ядро Linux.
- Поддерживает аппаратную виртуализацию (Intel VT или AMD-V).
- Каждая виртуальная машина работает как обычный процесс Linux.
- Широко используется в облачных платформах, таких как OpenStack.
KVM популярен среди организаций, которые предпочитают открытые решения и имеют опыт работы с Linux.
Microsoft Hyper-V
Hyper-V — это решение для виртуализации от Microsoft, которое тесно интегрировано с экосистемой Windows. Впервые выпущенный в 2008 году, Hyper-V стал важной частью стратегии Microsoft в области серверных технологий и облачных вычислений.
Ключевые аспекты Hyper-V:
- Встроен в Windows Server или доступен как отдельный продукт (Hyper-V Server).
- Тесная интеграция с другими продуктами Microsoft, включая Azure.
- Поддерживает как Windows, так и Linux в качестве гостевых ОС.
- Важный компонент в гибридных облачных стратегиях с использованием Azure.
Hyper-V особенно привлекателен для организаций, которые уже глубоко вовлечены в экосистему Microsoft.
Подробное сравнение ключевых характеристик
Тип гипервизора
Гипервизор — это программное обеспечение, которое создает и управляет виртуальными машинами. Существует два основных типа гипервизоров:
- Тип 1 (bare-metal): Работает непосредственно на аппаратном обеспечении.
- Тип 2 (hosted): Работает поверх операционной системы.
VMware:
- VMware ESXi — гипервизор типа 1, работающий непосредственно на аппаратном обеспечении.
- VMware Workstation и Fusion — гипервизоры типа 2, работающие поверх Windows или macOS.
VMware предлагает гибкость, позволяя выбирать между типами гипервизоров в зависимости от потребностей.
KVM:
- KVM — это гипервизор типа 1, хотя технически он работает как часть ядра Linux.
- Превращает стандартное ядро Linux в гипервизор, что позволяет эффективно использовать все возможности Linux при работе с виртуальными машинами.
Hyper-V:
- Hyper-V считается гипервизором типа 1, хотя технически использует микроядерную архитектуру.
- При установке Hyper-V на Windows Server, он реорганизует систему, помещая уровень виртуализации под основной ОС.
Поддерживаемые операционные системы (гостевые ОС)
Поддержка различных гостевых ОС — важный фактор при выборе решения для виртуализации, особенно в гетерогенных средах.
VMware:
- Широкая поддержка различных ОС, включая:
- Все версии Windows (клиентские и серверные)
- Множество дистрибутивов Linux
- macOS (на оборудовании Apple)
- FreeBSD, Solaris, и другие UNIX-подобные системы
- Отличная поддержка устаревших ОС.
- Регулярные обновления для поддержки новых версий ОС.
KVM:
- Отличная поддержка Linux, так как KVM является частью ядра Linux.
- Хорошая поддержка Windows, включая серверные и клиентские версии.
- Поддержка других UNIX-подобных систем, включая FreeBSD и Solaris.
- Возможность запуска macOS, хотя это может нарушать лицензионное соглашение Apple.
Hyper-V:
- Отличная поддержка всех версий Windows.
- Хорошая поддержка популярных дистрибутивов Linux, включая Ubuntu, Red Hat, SUSE.
- Ограниченная поддержка других ОС по сравнению с VMware и KVM.
- Нет официальной поддержки macOS.
Производительность
Производительность — ключевой фактор при выборе решения для виртуализации, особенно для нагруженных корпоративных сред.
VMware:
- Известна высокой производительностью, особенно в крупных корпоративных средах.
- Отличная оптимизация для работы с большим количеством виртуальных машин.
- Развитые технологии управления памятью (например, TPS — Transparent Page Sharing).
- Эффективное использование ресурсов благодаря технологиям, таким как DRS (Distributed Resource Scheduler).
KVM:
- Показывает производительность, близкую к нативной, особенно для Linux-систем.
- Эффективно использует аппаратные возможности виртуализации (Intel VT-x, AMD-V).
- Хорошо масштабируется при увеличении количества ядер и объема памяти.
- Возможность тонкой настройки для оптимизации под конкретные рабочие нагрузки.
Hyper-V:
- Высокая производительность, особенно для Windows-систем.
- Эффективное использование ресурсов благодаря динамической памяти.
- Хорошая интеграция с аппаратными функциями виртуализации Intel и AMD.
- Постоянное улучшение производительности с каждым новым релизом Windows Server.
Масштабируемость
Масштабируемость определяет, насколько легко решение для виртуализации может расти вместе с потребностями организации.
VMware:
- Отличная масштабируемость, поддержка очень крупных кластеров.
- vSphere поддерживает до 96 хостов в кластере и до 6000 виртуальных машин в кластере.
- Поддержка виртуальных машин с большим количеством виртуальных CPU (до 256 vCPU) и памяти (до 6 ТБ).
- Инструменты для автоматического масштабирования и балансировки нагрузки.
KVM:
- Хорошая масштабируемость, особенно при использовании с инструментами управления, такими как oVirt или OpenStack.
- Теоретически может поддерживать сотни хостов и тысячи виртуальных машин.
- Ограничения в основном зависят от используемых инструментов управления и архитектуры системы.
- Возможность создания крупных виртуальных машин (теоретический предел — аппаратные ограничения хоста).
Hyper-V:
- Хорошая масштабируемость, особенно в новых версиях Windows Server.
- Поддержка до 64 узлов и 8000 виртуальных машин в кластере.
- Возможность создания крупных виртуальных машин (до 240 виртуальных процессоров и 12 ТБ памяти).
- Интеграция с Azure для гибридных сред и дополнительного масштабирования.
Управление и оркестрация
Эффективное управление и оркестрация критически важны для поддержания сложных виртуализированных сред.
VMware:
- Комплексное решение vCenter для централизованного управления и оркестрации.
- vSphere Client предоставляет удобный веб-интерфейс для управления.
- Развитые инструменты автоматизации, включая PowerCLI и vRealize Automation.
- Интеграция с облачными платформами через vCloud Suite.
KVM:
- Различные инструменты управления, включая:
- libvirt — API и инструменты командной строки для управления виртуализацией.
- oVirt — открытая платформа виртуализации с веб-интерфейсом.
- OpenStack — комплексная облачная платформа с поддержкой KVM.
- Возможность создания собственных решений для управления благодаря открытости платформы.
Hyper-V:
- System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) для централизованного управления.
- Windows Admin Center предоставляет веб-интерфейс для управления Hyper-V.
- Интеграция с другими инструментами Microsoft, такими как System Center Operations Manager для мониторинга.
- PowerShell для автоматизации и управления.
Отказоустойчивость и высокая доступность
Обеспечение непрерывности бизнес-процессов является ключевым аспектом современных IT-инфраструктур.
VMware:
- vSphere High Availability (HA) автоматически перезапускает виртуальные машины на других хостах в случае сбоя.
- Distributed Resource Scheduler (DRS) оптимизирует размещение виртуальных машин для баланса нагрузки.
- vMotion позволяет перемещать работающие виртуальные машины между хостами без простоя.
- Fault Tolerance обеспечивает непрерывную доступность критически важных приложений.
KVM:
- Поддержка живой миграции для перемещения работающих виртуальных машин.
- Возможность настройки высокой доступности с помощью инструментов, таких как Pacemaker и Corosync.
- Репликация виртуальных машин с помощью DRBD или Ceph для обеспечения отказоустойчивости.
- Автоматическое восстановление после сбоев при использовании платформ, таких как oVirt или OpenStack.
Hyper-V:
- Встроенные функции отказоустойчивости и высокой доступности в Windows Server.
- Живая миграция для перемещения работающих виртуальных машин.
- Кластеризация Hyper-V для автоматического восстановления после сбоев.
- Репликация Hyper-V для создания резервных копий виртуальных машин на удаленных сайтах.
Стоимость и лицензирование
VMware:
- Коммерческое решение с различными моделями лицензирования.
- Лицензирование по количеству процессоров или виртуальных машин.
- Различные редакции vSphere с разным набором функций и ценой.
- Дополнительные затраты на поддержку и обновления.
- Высокая начальная стоимость, но потенциально низкая совокупная стоимость владения (TCO) для крупных предприятий.
KVM:
- Бесплатное открытое ПО, нет затрат на лицензирование самого KVM.
- Затраты могут включать поддержку, обучение и интеграцию.
- Возможны расходы на коммерческие инструменты управления (например, Red Hat Virtualization).
- Потенциально низкая TCO, особенно для организаций с опытом работы с Linux.
- Гибкость в выборе поставщиков поддержки и консалтинговых услуг.
Hyper-V:
- Включено в Windows Server, дополнительная лицензия не требуется.
- Отдельная бесплатная версия Hyper-V Server доступна для скачивания.
- Лицензирование Windows Server включает права на виртуализацию.
- Затраты на управление могут включать лицензии System Center.
- Потенциально низкая TCO для организаций, уже инвестировавших в экосистему Microsoft.
Экосистема и поддержка
VMware:
- Обширная экосистема партнеров и интеграторов.
- Большое сообщество пользователей и разработчиков.
- Широкий выбор сертифицированного оборудования и программного обеспечения.
- Профессиональная техническая поддержка от VMware.
- Регулярные обновления и улучшения продуктов.
KVM:
- Активное open-source сообщество с быстрым развитием функциональности.
- Поддержка от различных Linux-вендоров (Red Hat, Canonical, SUSE).
- Широкая экосистема совместимых инструментов и решений.
- Возможность получения коммерческой поддержки от различных компаний.
- Гибкость в адаптации и модификации под специфические нужды.
Hyper-V:
- Тесная интеграция с другими продуктами Microsoft.
- Поддержка напрямую от Microsoft через стандартные каналы.
- Растущая экосистема партнеров и интеграторов.
- Регулярные обновления в рамках цикла обновлений Windows Server.
- Интеграция с облачными сервисами Azure для гибридных сценариев.
Сценарии использования
VMware
- Крупные корпоративные среды с разнородной инфраструктурой.
- Организации, требующие высокой производительности и масштабируемости.
- Среды с критически важными приложениями, требующими высокой доступности.
- Компании, готовые инвестировать в комплексное решение с широкими возможностями.
KVM
- Организации, ориентированные на использование открытого ПО.
- Среды с преимущественным использованием Linux.
- Компании, стремящиеся минимизировать затраты на лицензирование.
- Проекты по созданию частных или публичных облаков на базе OpenStack.
- Научные и исследовательские организации, требующие гибкости и возможности модификации.
Hyper-V
- Организации, глубоко интегрированные в экосистему Microsoft.
- Компании, использующие преимущественно Windows-серверы.
- Среды, требующие тесной интеграции с Azure для гибридных облачных решений.
- Малый и средний бизнес, ищущий экономичное решение для виртуализации.
Заключение
Выбор технологии виртуализации — это сложное решение, которое зависит от множества факторов, включая существующую инфраструктуру, бюджет, требования к производительности и масштабируемости, а также долгосрочную IT-стратегию организации.
- VMware предлагает наиболее полное и зрелое решение, идеальное для крупных предприятий с разнородной средой и высокими требованиями к производительности и надежности. Однако это решение может быть дорогостоящим для небольших организаций.
- KVM представляет собой мощное и гибкое решение с открытым исходным кодом, которое особенно привлекательно для организаций, ориентированных на Linux и открытое ПО. KVM предлагает отличное соотношение цены и качества, но может потребовать более высокого уровня технической экспертизы.
- Hyper-V — сильный конкурент, особенно привлекательный для организаций, уже инвестировавших в экосистему Microsoft. Оно предлагает хорошую интеграцию с другими продуктами Microsoft и облачными сервисами Azure, что делает его отличным выбором для гибридных облачных стратегий.
Каждая из этих технологий виртуализации имеет свои сильные стороны и области применения. Организациям рекомендуется тщательно оценить свои текущие и будущие потребности, провести тестирование в своей среде и, возможно, рассмотреть гибридный подход, использующий преимущества различных решений для разных сценариев использования.
У пользователей Linux или Mac иногда возникает потребность в запуске программ, работающих только в Windows, а у Windows-пользователей, особенно программистов, потребность в запуске Linux или другой версии Windows. Классический пример — игры или Photoshop.
- Виртуализация
- Аппаратная виртуализация
- Контейнерная виртуализация
- Хостинг
- Частые вопросы
- Что делать если процессор не поддерживает виртуализацию?
- Другие гайды по теме
Самый очевидный способ сделать это — купить второй компьютер, но это дорогое удовольствие. Второй вариант — поставить Windows рядом со своей основной операционной системой. Такая установка, как правило, может все сломать, но если у вас получилось, во время старта компьютера вы сможете выбрать операционную систему для загрузки. Но существует третий путь — виртуализация.
Виртуализация
Виртуализация — это создание изолированных окружений в рамках одного физического устройства (в нашем случае — компьютера). Каждое окружение при этом выглядит как отдельный компьютер со своими характеристиками, такими как доступная память, процессор и тому подобное. Такое окружение называют набором логических ресурсов или виртуальной машиной.
Виртуализация позволяет запускать операционную систему как обычную программу на вашем компьютере!
ОС, внутри которой стартует другая ОС, называется хост-системой, (host) а ОС, которая работает в виртуальном окружении — гостевой (guest).
Специальная программа (по сути тоже операционная система) — гипервизор — занимается созданием виртуальных машин и их управлением. Гипервизор обеспечивает изоляцию операционных систем друг от друга, защиту и безопасность, разделение ресурсов между запущенными ОС. В зависимости от типа используемой виртуализации, гипервизор может работать как напрямую с железом без хост системы, так и через основную операционную систему, установленную на хост-машину. В первом случае используется аппаратная виртуализация, во втором — программная виртуализация. На домашних компьютерах распространен именно второй тип.
В отличие от установки двух операционных систем рядом в одну машину, виртуализация — это гораздо более безопасный метод. В любой момент можно все снести и переустановить. Вы можете создать столько виртуальных машин, сколько нужно.
Аппаратная виртуализация
Как ясно из названия, аппаратная виртуализация работает благодаря поддержке со стороны железа — процессора. В отличие от программной виртуализации, гостевые операционные системы управляются гипервизором напрямую без участия хостовой ОС.
Аппаратная виртуализация гораздо эффективнее программной, так как гипервизор, в отличие от хостовой ОС, создает очень небольшой оверхед (overhead, накладные расходы). Программная виртуализация, в свою очередь, делится на несколько подтипов, о которых подробнее можно прочитать в Википедии.
Контейнерная виртуализация
Особняком стоит так называемая контейнерная виртуализация. В отличие от предыдущих видов, она не связана с запуском ОС в изолированном окружении. При контейнерной виртуализации изоляция происходит на уровне процесса операционной системы.
На текущий момент такой вид виртуализации существует только в Linux и доступен благодаря двум возможностям ядра: cgroups и namespaces. Они позволяют запускать всего лишь один процесс так, как будто он выполняется в своем собственном мире, со своей сетью, своим диском, своей файловой системой и так далее. При таком виде виртуализации происходит запуск процесса в той же операционной системе и на том же ядре, а значит вы не можете с помощью нее в Linux запустить Windows. Эту виртуализацию применяют на уровне сервисов, составляющих части программного продукта. Наиболее известные проекты: OpenVZ, Docker, LXC.
Хостинг
Каждая виртуальная машина получит столько ресурсов, сколько вы укажете. Этим фактом особенно пользуются хостеры (компании, предоставляющие услуги веб-хостинга). Фактически на каждого пользователя создается своя собственная виртуальная машина с квотами, соответствующими выбранному тарифу (ограничения по памяти, процессору и так далее).
Кроме того, виртуализация изолирует машины друг от друга, а значит вам не придется переживать, если пользователи попытаются навредить системе или соседним пользователям. Подобная услуга обычно называется VPS (virtual private server) и в базовой комплектации стоит дешево.
Виртуальные машины позволяют эффективнее утилизировать (использовать) ресурсы железной машины. Как правило, далеко не всем пользователям нужна мощность того железа, которое стоит у хостера, да и платить за нее он не готов. А вот виртуальная машина может съедать лишь проценты от мощности железа, что позволяет на одной машине размещать десятки клиентов (а то и больше). Получается, что и пользователь доволен, и хостер заработал свои деньги.
Частые вопросы
Что делать если процессор не поддерживает виртуализацию?
Это крайне маловероятно, но даже в таком случае можно запустить виртуальную машину. Правда производительность будет очень низкой, так как по факту будет работать программная виртуализация вместо аппаратной. Лучше всё же обновить железо на более современное.
Другие гайды по теме
- Что такое Vagrant. Vagrant позволяет создавать и конфигурировать легковесные, повторяемые и переносимые окружения для разработки в виртуальных машинах.
- Как работать с Linux используя Windows. Инструкция по установке Ubuntu Linux внутри Windows с использованием различных технологий виртуализации.
Выясняем, что представляют собой виртуальные машины, как ими пользоваться и зачем они вообще нужны.
Что такое виртуальная машина?
Виртуальная машина (ВМ, VM) – это виртуальная среда, работающая как настоящий компьютер, но внутри другого компьютера. Если выражаться проще, то это приложение, которое имитирует компьютер с полноценной операционной системой и аппаратным обеспечением.
Она запускается на изолированном разделе жесткого диска, установленного в компьютере-хосте (так называют системы, в рамках которых запускают ВМ). Благодаря виртуальным машинам пользователи могут тестировать программное обеспечение в различных окружениях (системах, конфигурациях и т.п.) на своем ПК без необходимости запускать и настраивать отдельное устройство.
Как работают виртуальные машины?
Определение виртуальной машины дает базовое понимание того, как все устроено, но мы пойдем чуть дальше. Запуск VM возможен благодаря технологии виртуализации. Она позволяет использовать существующее «железо» для создания его виртуальных копий. Виртуализация имитирует аппаратное обеспечение в цифровом виде для запуска нескольких полноценных операционных систем на одном компьютере поочередно или одновременно. Физическое «железо» в этом случае называется хостом, а виртуальное – гостевой ОС.
Весь процесс управляется приложением, которое называют гипервизором. Гипервизор отвечает за распределение физических ресурсов между виртуальными системами, выделении определенного количества оперативной памяти или пространства на жестком диске. Также он контролирует все процессы, запущенные в гостевых ОС, чтобы не произошло избыточной нагрузки и сбоев в работе систем из-за нехватки ресурсов.
Основные термины и их понимание
Прежде чем идти дальше, стоит изучить основные термины, которые применяются в области виртуализации. Так вы сможете лучше ориентироваться в сущности этой технологии и процессов, которые происходят при ее использовании.
- Виртуальная машина (VM) – конечно, это самый базовый термин. Он используется для обозначения эмулятора компьютера, который работает внутри другого реального компьютера.
- Хостовая система (Host System) – это настоящий компьютер, на котором запускаются виртуальные машины.
- Гостевая система (Guest System) – это виртуальная машина, запущенная на хостовой системе.
- Гипервизор (Hypervisor) – это программа или служба, которая отвечает за создание, управление и обслуживание виртуальных машин.
- Виртуализация (Virtualization) – это процесс создания виртуальной версии чего-либо. Например, аппаратных ресурсов, устройств хранения, сетевых ресурсов, операционных систем и т. д.
- Аппаратная виртуализация (Hardware Virtualization) – это процесс виртуализации аппаратных ресурсов компьютера. То есть гипервизор эмулирует физические ресурсы (например, процессор, память, диск, сеть), чтобы создать виртуальную машину.
- Программная виртуализация (Software Virtualization) – это тип виртуализации, где виртуальная машина интерпретирует инструкции аппаратного обеспечения и преобразует их в инструкции для физического аппаратного обеспечения хостовой системы.
- Виртуализация накопителей (Storage Virtualization) – это процесс объединения физического дискового пространства из нескольких сетевых накопителей и представления их в качестве единого управляемого пространства.
- Виртуализация сети (Network Virtualization) – это процесс объединения ресурсов сети и аппаратных средств в единую программную сеть.
- Виртуализация уровня ОС – это метод виртуализации, где ядро операционной системы поддерживает несколько изолированных экземпляров пользовательского пространства, а не только одно.
- Паравиртуализация – это тип виртуализации, при котором гостевая операционная система подвергается незначительной модификации перед установкой внутри ВМ. В итоге все гостевые ОС в системе будут более эффективно использовать ресурсы.
- Снимок состояния (Snapshot) – это сохраненное состояние виртуальной машины в определенный момент времени. Он позволяет быстро возвращаться к этому состоянию при необходимости.
- Холодная миграция – это процесс переноса виртуальной машины с одного хоста на другой, когда виртуальная машина выключена.
- Горячая миграция (Live Migration) – это процесс перемещения работающей виртуальной машины с одного хоста на другой без значительного прерывания работы.
- Кластеризация – это синхронизация группы серверов таким образом, чтобы они работали как единая система. Такая технология часто используется для обеспечения непрерывности обслуживания и балансировки нагрузки.
- Песочница (Sandbox) – это изолированная среда, в которой программы или файлы могут быть запущены без риска для окружающей среды. Ее можно запустить как на физическом компьютере, так и внутри ВМ.
Каждая из этих концепций играет свою роль в общем процессе работы виртуальных машин, и знание этих терминов поможет вам лучше понять, как именно функционирует виртуализация. При более углубленном изучении темы появляется множество других терминов.
Типы виртуальных машин
По типу ВМ делятся на виртуализацию процесса и виртуализацию ОС. В первом случае виртуальная машина отвечает только за работу конкретного приложения/процесса. По такому принципу работает язык программирования Java. Утилиты, написанные на нем, запускаются только в специальных виртуальных машинах – «прослойках» между аппаратной частью ПК и непосредственно приложением. Во втором случае речь идет об эмуляции полноценной системы.
Также ВМ иногда делят на категории по типу виртуализации:
-
Аппаратная виртуализация. Когда ВМ взаимодействует с физическим оборудованием ПК.
-
Программная. Когда виртуальная машина генерирует «новый ПК» на уровне ПО и использует его для запуска других систем.
Также есть виртуализация накопителей (когда несколько физических хранилищ данных объединяются в одно) и сети (когда несколько физически разных сетей формируют одну виртуальную).
Комьюнити теперь в Телеграм
Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостей
Подписаться
Зачем нужны ВМ?
Виртуальные машины используются в бизнес-среде. Разработка большого количества сервисов сейчас не обходится без ВМ или контейнеров. Разработчики используют их, чтобы гарантировать легкую расширяемость продукта и высокую производительность независимо от количества пользователей.
Некоторые разработчики используют ВМ в утилитарных целях, чтобы проверять работоспособность своих проектов. А кто-то таким образом знакомится с новыми для себя операционными системами. Впрочем, обо всем подробнее.
Тестирование ПО
Благодаря виртуальным машинам, можно тестировать написанный код в различных операционных системах и графических средах, не используя для этого отдельные компьютеры.
Можно запустить на одном ПК несколько ВМ параллельно и запускать в них разрабатываемое приложение. С помощью виртуальных машин можно создать несколько «цифровых компьютеров» с различными характеристиками, чтобы узнать, как ваша программа/сервис будет работать на более слабых устройствах.
Разработка в безопасной среде
Иногда вести разработку на хостовой операционной системе небезопасно. Из-за прямого подключения к корпоративной сети, из-за активности других приложений либо из-за непредсказуемого поведения написанного кода.
Поэтому можно быстро и дешево (или даже бесплатно) организовать безопасную рабочую среду, где можно тестировать любой код, не переживая, что он как-то навредит основной системе или к нему кто-то получит доступ извне.
Виртуальную машину можно лишить доступа к некоторым компонентам ПК или к сети.
Знакомство и работа с новыми ОС
Используя ВМ, можно из праздного интереса установить на ПК какой-нибудь дистрибутив Linux или другую ОС. Неплохой вариант для тех, кто ничем кроме Windows не пользовался и хочет узнать, как там поживают пользователи Linux.
Еще один распространенный сценарий – установка Windows параллельно с macOS в качестве виртуальной машины, чтобы пользоваться эксклюзивными для системы Microsoft продуктами.
Развертывание дополнительных инстансов приложения
Виртуальные машины можно использовать для параллельного запуска нескольких инстансов (то есть действующих копий) одной программы. Это может быть полезно как на этапах тестирования, так и после запуска какого-либо онлайн-сервиса. По такому принципу (если говорить совсем уж обобщенно и абстрактно) работают контейнеры Docker.
Размещение ПО на удаленных серверах
Технологии виртуализации используются на хостинговых платформах. Например, VDS (или VPS) – это Virtual Dedicated Server, то есть виртуальный сервер, имитирующий реальное железо.
На одном физическом сервере несколько VDS запускаются параллельно и работают как отдельные компьютеры для вебмастеров, заплативших за услуги хостинг-провайдера.
Виртуальные машины и контейнеры: в чем разница?
Виртуальные машины и контейнеры – это две смежные технологии, но каждая из них обладает своими особенностями. Они обе предлагают гибкие пути для разработки, развертывания и управления приложениями, но используют разные подходы. И чтобы применять их с максимальной эффективностью, нужно понимать основные различия между ними.
Отличия ВМ
Виртуальная машина содержит свою собственную операционную систему (ОС) и ресурсы, а также имитирует аппаратное обеспечение хоста. Каждая ВМ работает на своем собственном ядре ОС и имеет собственный набор приложений, библиотек и компонентов.
Виртуализация позволяет создать множество изолированных и независимых ВМ на одном физическом сервере, увеличивая эффективность использования ресурсов.
Отличия контейнеров
Контейнеры – это легковесная альтернатива виртуальным машинам. Они представляют собой изолированные среды, которые могут запускать приложения и их компоненты.
В отличие от ВМ, контейнеры не включают в себя полную ОС. Вместо этого они используют ядро хост-системы и изолируют работу программ на уровне процессов. То есть контейнер содержит только приложение и его компоненты.
Контейнеры «упаковывают» программный код и создают неизменяемую среду, которую можно переносить на другие серверы или облачные платформы. А при необходимости можно создать точную копию этой же среды, чтобы быстро развертывать и тестировать свои приложения в идентичных условиях.
Виртуальные машины vs Контейнеры
Сравнивая ВМ и контейнеры, стоит обратить внимание на следующие характеристики:
- Изоляция ресурсов. Виртуальная машина обеспечивает полную изоляцию, так как она имеет собственную операционную систему, сетевые интерфейсы и IP-адреса. Это дает возможность использовать разные ОС на одном физическом сервере или выполнять приложения, которые требуют повышенного уровня безопасности. С другой стороны, контейнеры используют ядро ОС хоста, обеспечивая изоляцию на уровне процессов.
- Ресурсные требования. Виртуальные машины потребляют больше ресурсов, которые нужны для корректной работы собственной ОС и системных процессов. Контейнеры являются более «легкими», так как использование ядра хост-системы требует меньше ресурсов.
- Переносимость. Виртуальные машины можно переносить между серверами, но это требует значительных ресурсов, поскольку они включают в себя полную ОС. Контейнер с приложением проще перенести с одной системы на другую без необходимости в дополнительной настройке. Поэтому они обладают улучшенной портативностью.
- Время запуска. ВМ требует времени для загрузки полной ОС и всех процессов. Контейнеры запускаются почти мгновенно, поскольку они используют ядро хост-системы.
- Управление. Виртуальные машины обычно требуют сложного управления, включая обновление и настройку ОС. Контейнеры, в свою очередь, предлагают более простые и гибкие возможности управления.
- Масштабируемость. Виртуальные машины обладают низкой масштабируемостью из-за больших затрат времени на их создание и удаление. Контейнеры обычно более масштабируемы, поскольку они могут быть быстро созданы и уничтожены, что обеспечивает высокую гибкость при изменении нагрузки.
- Безопасность. Виртуальные машины обеспечивают высокий уровень изоляции и безопасности в определенных сценариях, особенно когда используются разные операционные системы. Контейнеры при изоляции на уровне процесса разделяют ядро ОС, что может представлять потенциальные риски безопасности.
В итоге выбор между виртуальными машинами и контейнерами зависит от конкретных требований и сценариев использования. ВМ могут быть более подходящими для приложений с высокими требованиями к безопасности и изоляции, тогда как контейнеры предлагают большую эффективность, переносимость и скорость для развертывания и запуска приложений.
Облачные вычисления и виртуальные машины
Облачные вычисления – это модель предоставления IT-услуг, при которой пользователи получают через интернет необходимые сервисы.
Например:
- хранение информации;
- серверы;
- базы данных;
- сетевые компоненты;
- программное обеспечение;
- аналитику;
- и прочие.
Виртуальные машины играют ключевую роль в сфере облачных вычислений. Их часто используют в качестве удаленных серверов, которые предоставляются клиентам.
Облачные провайдеры применяют виртуализацию, чтобы увеличить эффективность использования собственных ресурсов. Для этого создаются «облачные виртуальные машины», которые позволяют клиентам получить доступ к вычислительным мощностям удаленного сервера. Такой сервис может пригодиться в тех ситуациях, когда локальный компьютер пользователя имеет низкую мощность, а ему нужно запустить ресурсное приложение.
Виртуальные машины можно использовать во всех основных моделях предоставления услуг облачных вычислений:
- Infrastructure as a Service (IaaS). Пользователи могут арендовать виртуальные машины, серверы, сетевое оборудование и прочие ресурсы. Это дает клиентам максимальную гибкость и контроль, позволяя им управлять своими системами и приложениями на высоком уровне.
- Platform as a Service (PaaS). Провайдеры предоставляют разработчикам среду для проектирования, тестирования, развертывания и обслуживания своего программного обеспечения. Это открывает большие возможности для создания и интеграции приложений без необходимости заботиться о поддержке инфраструктуры.
- Software as a Service (SaaS). Клиенты могут использовать необходимые приложения через интернет, тем самым оптимизировать свою работу. Такие приложения работают на облачных виртуальных машинах, которые могут быстро масштабироваться в зависимости от потребностей.
При этом облачные виртуальные машины предлагают высокую степень масштабируемости. Пользователи могут быстро и легко добавлять больше ВМ по мере необходимости. Этот вариант является оптимальным для бизнеса, который быстро развивается или имеет периодические пики спроса.
Кроме того, облачные виртуальные машины помогают в обеспечении надежности и безопасности. К их важным функциям можно отнести резервное копирование, восстановление данных и высокую доступность.
Преимущества ВМ
Исходя из описанных выше сценариев применения, можно вывести три основных преимущества виртуальных машин над реальным аппаратным обеспечением:
-
ВМ можно установить на любой компьютер. ВМ поддерживают любые ОС, поэтому можно сэкономить окружающее пространство, деньги на покупку дополнительного оборудования и время на установку и настройку компьютеров.
-
На виртуальные машины можно устанавливать устаревшие операционные системы, поддерживающие разного рода архаичное программное обеспечение. Не придется содержать устаревшие компьютеры для их запуска и использования.
-
ВМ легче перезапустить/перенастроить и заново вернуть к работе в случае форс-мажора.
Недостатки ВМ
Из минусов виртуальных машин обычно выделяют два наиболее значимых. Во-первых, стабильность. Большое количество виртуальных машин, запущенных на одном устройстве, могут привести к снижению стабильности и скорости работы основной операционной системы. Хост-компьютер должен соответствовать высоким системным требованиям, что может дорого стоить и ограничивать пользователей в выборе форм-фактора устройства.
Во-вторых, производительность. Даже на мощных ПК виртуальные машины работают ощутимо медленнее, чем хост-система. Нет полноценного контакта ПО с аппаратным обеспечением. Поэтому заставить работать приложения в ВМ так же быстро, как на стандартной ОС, не получится.
Сравнение контейнеров с виртуальными машинами
Принципиальное отличие контейнеров от ВМ заключается в масштабе. Виртуальные машины имитируют полноценный ПК. В них устанавливается система для решения задач пользователя. Контейнеры созданы для изолированного запуска единичных приложений и зависимых компонентов, необходимых для запуска и работы этого приложения.
Контейнеры легче как в плане физического размера, так и в плане скорости освоения. Настроить контейнеры для решения задач бизнеса проще, а возможность взаимодействовать напрямую с ядром системы позволяет загружать изолированные программы быстрее.
Виртуальные же машины куда функциональнее и позволяют запускать в отдельном программном окружении большое количество систем, программ и т.п.
Лучшие программы для создания и настройки ВМ
Чтобы начать работу с виртуальными машинами, нужна специальная программа. Это инструмент, задействующий системные технологии виртуализации, чтобы использовать аппаратное обеспечение хост-системы для запуска дополнительных ОС в изолированном программном пространстве.
Их довольно много, но мы рассмотрим лишь несколько ключевых, использующихся чаще всего.
VirtualBox
Бесплатный продукт компании Oracle, позволяющий создавать ВМ на Windows, macOS и Linux. VirtualBox не обладает высокой производительностью и функционально отстает от конкурентов, но это та цена, которую необходимо заплатить за безвозмездное использование программы.
Ограничений по выбору ОС для запуска в VirtualBox почти нет. Можно найти образ практически любой операционной системы и спокойной установить ее в ВМ. Это касается даже проприетарных разработок компании Apple (но не всех; некоторые современные версии macOS все еще не поддерживаются).
В VirtualBox можно тонко настроить выделенные на ВМ ресурсы и выдать разрешение на использование гостевой системой тех или иных аппаратных составляющих.
VMWare Workstation
Продвинутое решение для профессионалов, нуждающихся в удобном и эффективном рабочем пространстве для виртуализации.
Из важных преимуществ VMWare Workstation стоит выделить поддержку Windows Hyper-V и кластеров Kubernetes. Первое позитивно сказывается на совместимости различных видов оборудования с системами, установленными в ВМ. Второе – позволяет создавать контейнеры и управлять ими из командной строки Windows и Linux.
Стандартная версия VMWare Workstation обойдется примерно в 15 тысяч рублей. Есть бесплатный тестовый период. Можно опробовать все функции утилиты в течение 30 дней.
Parallels Desktop
Лучшая утилита для создания и настройки ВМ на компьютерах Apple. Parallels Desktop – самый быстрый и эффективный способ запустить Windows или отдельные приложения для Windows в macOS.
Из важных плюсов PD стоит выделить тесную интеграцию с компонентами Windows. Можно запускать отдельные win-приложения в графической среде macOS, будто это нативные программы, а не утилиты из виртуальной машины.
В Parallels Desktop есть функция автоматической загрузки, установки и настройки ВМ. Нужно просто указать нужную ОС (на выбор есть Windows, Debian, Fedora, Ubuntu, Android и т.п.) и нажать на кнопку «Установить».
Базовая лицензия Parallels Desktop стоит 4788 рублей.
Microsoft Hyper-V
Microsoft Hyper-V – это встроенная в Windows технология виртуализации, объединенная с одноименным приложением для создания новых ВМ и работы с ними.
Для активации Hyper-V нужно установить последнюю версию Windows 10 Pro, а затем прописать в консоли Power Shell команду для активации технологии виртуализации.
Здесь, как и в случае с Parallels, есть функция быстрого создания виртуальных машин. Можно выбрать одну из предложенных систем (Windows, Ubuntu) или установить систему на выбор, загрузив подходящий образ из сети.
Плюсы Hyper-V кроются в тесной интеграции оного с другими компонентами Windows и аппаратным обеспечением компьютера. Это положительно сказывается на стабильности и производительности виртуальных машин.
QEMU
Кроссплатформенный и быстрый эмулятор для запуска виртуальных машин. С помощью QEMU можно запускать Windows параллельно с Ubuntu или Fedora параллельно с macOS.
Также QEMU можно задействовать для виртуализации на серверных ПК. Поддерживается KVM-виртуализация для развертывания на удаленном компьютере сразу нескольких VDS.
Главное преимущество QEMU – высокая производительность. Разработчики обещают скорость работы гостевых ОС на уровне хост-систем.
KVM
Kernel-based Virtual Machine – это технология виртуализации на уровне центрального ядра для операционной системы Linux. Она позволяет ядру работать в качестве гипервизора, который управляет виртуальными машинами.
Используя KVM, можно создавать, запускать, останавливать и приостанавливать виртуальные машины, а также управлять их ресурсами и мониторить работу. При необходимости можно запускать несколько ВМ с различными операционными системами на одном хосте. Каждая из них будет иметь собственную виртуализированную аппаратную платформу: процессор, память, диски, сетевые адаптеры и прочее. Соответственно, KVM требует, чтобы процессор хоста поддерживал аппаратную виртуализацию (технологии Intel VT или AMD-V).
KVM не является отдельной самостоятельной программой. Это модуль (расширение) Linux, который обеспечивает функциональность виртуализации. Он может быть включен в любой совместимой версии ОС и становится доступным при установке соответствующих пакетов или модулей.
Учитывая, что KVM является частью операционной системы Linux, он бесплатно распространяется под лицензией GPL (General Public License), которая разрешает свободное использование, копирование и изменение программного обеспечения.
Стоит отметить, что существуют платные инструменты и утилиты, которые могут быть использованы вместе с KVM. Например, платформа Red Hat Virtualization включает в себя KVM, но предлагает дополнительные функции и коммерческую поддержку.
Docker
Docker – это открытая платформа от компании Docker Inc. для разработки, доставки и эксплуатации приложений в контейнерах. Она позволяет автоматизировать процесс развертывания приложений и предоставляет средства для их управления и масштабирования.
Для создания контейнеров Docker использует механизмы ядра Linux (cgroups и namespaces). Такие контейнеры работают на одном ядре, но каждый из них имеет свою файловую систему и сетевые интерфейсы, что обеспечивает изоляцию приложений. Эта концепция позволяет более эффективно использовать ресурсы по сравнению с традиционными виртуальными машинами.
Для описания контейнеров используется Dockerfile, в котором указывается необходимая информация:
- основной образ (например, операционная система);
- необходимые компоненты;
- параметры конфигурации;
- команды, которые нужно выполнить при запуске контейнера.
При необходимости Docker можно установить внутри виртуальной машины и в ней же запускать контейнеры. Такой подход часто используют разработчики и облачные сервисы.
Существует также инструмент под названием Docker Machine, который может автоматизировать процесс создания виртуальных машин и установки Docker на них.
Его можно использовать для:
- управления несколькими удаленными виртуальными машинами;
- запуска Docker контейнеров внутри ВМ.
Таким образом, Docker не создает виртуальные машины сам по себе. Но его можно интегрировать с ВМ, чтобы создать гибкую и мощную платформу для разработки, доставки и запуска приложений.
Как настроить виртуальную машину?
Процесс настройки зависит от выбранного инструмента для создания ВМ. Почти всегда процесс упирается в выбор образа гостевой системы и установку параметров аппаратного обеспечения. Многие инструменты предлагают опции для быстрого запуска ВМ. Такие есть в VMWare Workstation, Parallels и Hyper-V.
Немного сложнее устроена программа QEMU. О том, как ее настроить, мы писали ранее.
Самый простой способ:
- Заходим на сайт Oracle.
- Скачиваем и устанавливаем VirtualBox.
- Загружаем образ системы, которую нужно установить в ВМ (в формате ISO).
- Запускаем VirtualBox и нажимаем кнопку «Создать новую…».
- Указываем путь до ISO-файла с системой и жмем «Установить…».
Теперь с виртуальной системой можно работать, как с настоящей.
Мониторинг ВМ
Мониторинг виртуальных машин – это процесс наблюдения и управления их производительностью и ресурсами. Это важная часть эксплуатации ВМ, которая помогает оптимизировать их работу и обеспечить эффективное использование ресурсов.
Для этого существуют специализированные программные решения – системы мониторинга виртуальных машин. Например, Nagios, Zabbix, Prometheus, Grafana и прочие.
Сам процесс происходит в несколько этапов:
- Сбор данных. Первый шаг в мониторинге виртуальной машины – это сбор данных о ее производительности и ресурсах. Сюда относится информация о процессоре, памяти, дисковом пространстве, сетевом использовании и другие параметры. Системы мониторинга могут собирать эти данные в реальном времени и предоставлять актуальную картину производительности ВМ.
- Анализ данных. Это следующий шаг, который может включать отслеживание тенденций, распознавание паттернов использования и выявление проблем с производительностью. Такой анализ помогает найти способы улучшения работы ВМ.
- Алерты. На основе анализа данных системы мониторинга могут создавать предупреждения или алерты при обнаружении потенциальных проблем. Это может быть полезно для раннего выявления и решения проблем, прежде чем они станут критическими.
- Отчетность. Системы мониторинга могут генерировать отчеты, которые помогают определить общую картину производительности виртуальной машины. Это может быть полезно для планирования будущего использования ресурсов, а также для анализа прошлых тенденций.
- Автоматизация. Многие системы мониторинга включают элементы автоматизации, которые реагируют на определенные события или условия. Например, перенаправление трафика или добавление ресурсов при достижении определенного порога использования.
Правильно настроенная и управляемая система мониторинга виртуальных машин может значительно улучшить производительность и эффективность виртуальной среды. А также обеспечить оптимальное использование ресурсов и минимизировать простои.
Вместо заключения
На этом все. Теперь вы знаете, что такое виртуальная машина и какие задачи она помогает решить. Но что еще важнее, теперь вы можете сами создать ВМ!
Виртуализация в Windows нужна прежде всего тем, кто занимается разработкой приложений на другие системы. В первую очередь, конечно же, на Android, но и другие ОС эта функция позволяет имитировать. Использование виртуализации необходимо для разработчиков ПО, специалистам IT-сферы и тем увлеченным людям, которые любят на своем ПК запускать программы и приложения для других платформ.
В статье подробнее посмотрим на то, что же это такое и как включить аппаратную виртуализацию.
Что такое виртуализация
Аппаратная виртуализация, известная также как Hyper-V — это особая утилита Windows, которая позволяет запускать виртуальные машины, имитирующие другие ОС. Как мы уже говорили во вступлении, это помогает разработчикам различных программ и приложений тестировать их прямо на своем ПК без необходимости приобретать другие устройства.
Каждая из виртуальных машин работает на собственном оборудовании (тоже виртуальном). Вы можете создавать искусственный жесткий диск, коммутатор и прочие компоненты.
Виды виртуализации
Первый вид — аппаратная. Она создает независимые и не связанные друг с другом виртуальные машины, с помощью программной имитации ресурсов физической версии сервера (ОЗУ, процессора и так далее).
Второй вид — виртуализация рабочих столов. С ее помощью можно создать отдельный рабочий стол и отделить его от физической инфраструктуры ПК. Это полезно для тех, кто работает удаленно, ведь так можно не закупать отдельные рабочие ПК, а просто раздавать им нужные программы с одного устройства.
И третий тип — контейнеризация (или виртуализация операционной системы). Она позволяет запускать ПО на различных контейнерах. Это занимает меньше ресурсов ПК, чем создание виртуальных машин и не так сильно нагружает устройство.
Зачем это нужно
Виртуализация позволяет решить несколько проблем. В первую очередь, вы можете запускать ПО, для которого нужны прошлые версии Windows или другие ОС, например, Linux или Android. Также вы можете с ними экспериментировать и менять их параметры, чтобы понять, на каких настройках будет лучше работать ваш прототип и что в нем нужно изменить.
С помощью виртуальных машин вы можете проверять работу вашего ПО сразу в нескольких системах. Запускать их можно будет даже на домашнем компьютере или ноутбуке. А еще их можно экспортировать и импортировать с рабочего ПК на домашний и наоборот.
Системные требования
Запускать Hyper-V вы можете только в 64-разрядных вариантах Windows 10. При этом работать она будет только на Профессиональной или Корпоративной версии, или версии для образовательных учреждений. А на Домашней версии вы не сможете воспользоваться этой функцией.
А вот оперативной памяти на вашем ПК должно быть не менее 4 ГБ, чтобы вы могли запустить хотя бы 2 виртуальных машины. Но если вы планируете запускать тяжелые проекты, видеоредакторы или игры, вам нужно хотя бы 16 ГБ оперативной памяти.
Также вам понадобится х64 процессор с поддержкой преобразования адресов второго уровня и расширением режима мониторинга виртуальной машины.
А вот как можно проверить, подходит ли ваш процессор:
- Процессор Intel. Загрузите на ПК программу Intel Processor Identification Utility, и во вкладке CPU Technologies ищите галочку возле надписи Intel® Virtualization Technology. Если она есть — ваш ПК сможет запустить виртуализацию.
- Процессор AMD. А здесь понадобится программа AMD-V Detection Utility. Запустите ее от имени администратора и она покажет вам, доступна ли на вашем ПК возможность создания виртуальной машины.
Какие системы можно запускать
Как мы уже сказали ранее, Hyper-V может запускать разные операционные системы на базе одного ПК. Перед тем, как включить виртуализацию, вам нужно убедиться, что у вас есть лицензии на запуск ОС, которые вы планируете загрузить на виртуальную машину.
Запустить с помощью виртуализации можно следующие системы:
- Linux;
- FreeBSD;
- Windows (имитация других версий);
- Android;
- MacOS.
Ограничения
Несмотря на все преимущества виртуализации, у нее также есть несколько важных ограничений. Например, вы не сможете запускать программы или приложения, которые зависят от конкретного оборудования. Например, если вам нужно запустить на виртуальной машине игру, которая требует определенный графический процессор — ничего не выйдет, ведь вы не соблюдаете системные требования для ее запуска.
Также проблемы возникнут с высокоточными приложениями, которым нужен отклик менее 10 мс, приложениями для работы с музыкой в режиме реального времени и прочими программами, которым важен моментальный отклик. Это происходит потому, что виртуальные машины все-таки имеют небольшую задержку и не всегда могут оперативно реагировать на ваши действия.
Сервера виртуальных машин работают поверх уровней виртуализации, поэтому не имеют прямого доступа к оборудованию. Так что если вы хотите использовать Hyper-V, убедитесь, что сможете обеспечить корректный запуск приложений и что у них нет особых требований к отклику.
Включение аппаратной виртуализации
Теперь разберемся, как включить виртуализацию в Windows 10. Сделать это можно разными способами:
- Через раздел «Параметры»;
- С помощью PowerShell;
- Через средство обслуживания образов развертывания и управления ими (сокращенно DISM).
Мы разберем каждый из них, а вот виртуализацию в биосе не затронем потому, что это может быть рискованно, если вы не умеете с ним работать. Важно отметить, что сам механизм Hyper-V уже встроен в вашу ОС и его не получится дополнительно загрузить на ваш ПК.
Через параметры
Это самый простой вариант запуска виртуализации. Для его использования вам не придется вписывать коды в командную строку или запускать дополнительные службы.
Следуйте инструкции:
- Нажмите ПКМ на меню «Пуск» и в выпадающем окне выберите вариант «Приложения и компоненты»;
- В разделе связанных параметров найдите «Программы и компоненты» и щелкните на них;
- В левой части окна нажмите на «Включение или отключение компонентов Windows» (вам понадобятся права администратора для этого действия);
- Поставьте галочку в пункте Hyper-V;
- Перезагрузите ПК.
После перезагрузки средство запуска виртуализации заработает и вы сможете использовать его для работы.
Через PowerShell
А здесь уже понадобится немного поработать с командами. Внимательно читайте инструкции и копируйте выделенные команды:
- Запустите PowerShell через доступ администратора;
- Введите команду: Enable-WindowsOptionalFeature-Online-FeatureName Microsoft-Hyper-V-All
- Перезагрузите ПК.
Через DISM
Для запуска виртуализации через средство DISM вам также понадобится PowerShell, либо командная строка.
Следуйте инструкции:
- Запустите PoweShell или командную строку от имени администратора;
- Введите команду: DISM/Online/Enable-Feature/All/FeatureName:Microsoft-Hyper-V
- Перезагрузите ПК.
Теперь вы знаете, что такое виртуализация и как ее можно запустить с помощью системных средств. Будьте осторожны при работе с виртуальными машинами и тщательно проверяйте работу файлов.
Заглавное фото: wall.alphacoders.com
Сравнение систем виртуализации
История
VMware
VMware можно назвать флагманом рынка виртуализации. Компания основана 10 февраля 1998 года пятью техническими специалистами во главе с Дианой Грин (Diane Greene). Уже в 1999 году они представили свой первый продукт Workstation 1.0, который стал началом коммерчески успешного взлёта компании. Продукт был предназначен для «десктопной» виртуализации. Чтобы выйти на рынок Enterprise-решений, VMware в 2002 году представили свой первый гипервизор ESX Server 1.5, который эволюционировал в платформу виртуализации VMware vSphere.
Xen
История Xen корнями уходит в исследовательский проект в Кембриджском университете под руководством Яна Пратта (Ian Pratt) и Кейр Фрейзер (Keir Fraser). Первая версия была анонсирована в 2004 г. и вскоре с другими выпускниками университета была основана компания XenSource Inc, целью которой было продвижение Xen на корпоративном рынке. 22 октября 2007 г. Citrix Systems завершила поглощение XenSource Inc, начав предлагать корпоративным клиентам XenServer, который позже был переименован в Citrix Hypervisor.
KVM
KVM (Kernel-based Virtual Machine) — программное решение, обеспечивающее виртуализацию в среде Linux. KVM создано усилиями компании Qumranet, которая была куплена Red Hat за $107 млн. 4 сентября 2008 года. После сделки KVM (наряду с системой управления виртуализацией oVirt) вошла в состав платформы виртуализации Red Hat Enterprise Virtualization (RHEV). 28 октября 2018 года IBM выкупила Red Hat за 34 миллиарда долларов.
Hyper-V
В Microsoft бросились догонять уходящий поезд виртуализации в 2008 году, представив свой гипервизор Hyper-V (кодовое имя Viridian) в составе MS Windows Server 2008. С целью составить конкуренцию на рынке виртуализации, Microsoft представила Hyper-V Server как бесплатную операционную систему с единственной ролью: быть сервером виртуализации.
Типы гипервизоров
Существуют различные классификации гипервизоров. Классическое деление на «гипервизор первого типа» (автономный, тонкий, исполняемый на «голом железе», Type 1, native, bare-metal) и «гипервизор второго типа» (хостовый, монитор виртуальных машин, hosted, Type-2, V) впервые было представлено в работе «Формальные требования к виртуализируемым архитектурам третьего поколения» (Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Architectures) Джеральдом Попеком (Gerald J. Popek) и Робертом Голдбергом (Robert P. Goldberg) в 1973 г.
По данной классификации гипервизор типа 1 выполняется непосредственно на «голом железе», а тип 2 — гипервизор, входящий в состав операционной системы. Как выяснилось, на практике очень тяжело провести грань между этими типами. Многими специалистами считается, что гипервизор VMware принадлежит к первому типу. При этом гипервизор KVM относят ко второму типу, поскольку законченное решение для запуска виртуальных машин требует создания адресного пространства в ОЗУ и такого компонента как QEMU — при этом они работают только поверх операционных систем на базе Linux. Со временем появились новые архитектурные решения, которые не вписывались в жёсткую схему из двух типов. Так Hyper-V уже можно отнести к гибритному типу (Hybrid, Type-1+), где гипервизор контролирует процессор и память, а специальная служебная ОС даёт гостевым операционным системам доступ к физическому оборудованию. Гипервизор Xen работает на «голом железе», но для своей работы ему требуется управляющая операционная система в dom0.
Сравнение возможностей
Каждая система виртуализации обладает обширным списком функционала — матрицей возможностей. Функционал частично пересекается, а вот механики ценообразования у всех разные. Вы можете создать сравнительную таблицу исходя из требуемых критериев на основе представленных документов. Мы ограничимся сравнением VMware с его конкурентами и отразим только функциональную составляющую.
Для полного сравнения
Некоторые уникальные возможности VMware
Многие системы виртуализации акцентируют внимание на термине «Высокая Доступность» (High Availability), но дело в том, что у большинства при отказе физического узла виртуальные машины нужно перезапускать на другом узле, и пока они запускаются, пользователь не может взаимодействовать с ними. Возникает простой (DownTime).
VMware Fault Tolerance — это технология VMware, разработанная для защиты критически важных виртуальных машин с реальной непрерывной доступностью. Для машин, защищенных VMware Fault Tolerance, выполняется постоянное копирование всего состояния памяти и процессорных инструкций в реальном времени. В случае выхода их строя узла или части кластера, рабочая копия виртуальной машины (Primary) мгновенно переключится на «вторичную» (Secondary) или «теневую» копию, работающую на другом сервере. При сбое первичного хоста, пользователи даже не заметят процесса переключения на вторичный узел. Именно этим Fault Tolerance отличается от High Availability.
Distributed Resource Scheduler (DRS) и Storage DRS (SDRS)
Distributed Resource Scheduler — это технология, позволяющая в автоматическом режиме балансировать нагрузку на ЦПУ и ОЗУ. В отличие от System Scheduler в последних версиях Red Hat, выполняющего примерно те же задачи, VMware DRS балансирует нагрузку предиктивно.
Storage DRS (SDRS) выравнивает нагрузку на хранилища и позволяет обеспечить требуемый уровень заполненности хранилища (Utilized Space) и/или задержки ввода-вывода (I/O Latency).
Организациям, где требуется повышенный уровень защиты приложений, понравится дальнейшее развитие идей VMware NSX, но для приложений. Суть заключается в том, что изучается нормальное поведение операционной системы и приложений в обычных (эталонных) условиях и, в случае выявлений отклонений при штатной работе, оповещается администратор или автоматически применяются заранее подготовленные шаги по защите виртуальной машины. Например, можно прервать сетевое соединение конкретного процесса, сделать снимок (snapshot) для анализа, выключить виртуальную машину и т. д.
AppDefense работает на уровне гипервизора и недостижим для вредоносного ПО из виртуальной машины, если она была скомпрометирована.
VMware против Microsoft Hyper-V
- Гипервизор Hyper-V не поддерживает технологию, которая используется для проброса аппаратных USB-портов, что не позволяет подключать, например, аппаратные лицензионные ключи 1С к виртуальным машинам. Данные технологии обычно называются USB Redirection или USB Passthrough. Microsoft предлагает использовать вместо этого Discrete Device Assignment (DDA).
- Hyper-V не умеет «на лету» добавлять CPU, вам придётся осуществлять добавление в offline режиме через остановку сервиса, что вызовет простой (DownTime).
- Количество гостевых операционных систем, которые могут работать внутри виртуальной машины, у Hyper-V значительно меньше VMware, поэтому рекомендуется проверить актуальный список, если вам требуется запустить раритетного гостя.
- Стоит признать, что Hyper-V позволяет уменьшать размер диска, а не только увеличивать, как VMware, но на практике, к сожалению, аппетиты только растут и чаще всего виртуальный сервер будет требовать всё больше занятого места.
- Microsoft первой реализовала в своём гипервизоре Hyper-V технологию VM-GenerationID, которая пригодится администраторам службы каталогов, использующим сложные схемы Active Directory со множеством контроллеров в виртуальных средах. Благодаря VM-GenerationID можно избежать множества проблем при откате к старому снимку или при восстановлении её из резервной копии. Стоит отметить, что VMware также реализовала поддержку VM-GenerationID с версии vSphere 5.0 Update 2.
VMware против Red Hat KVM
После того, как KVM стал частью ядра Linux, он автоматически стал «генеральной линией партии» (mainline) в вопросе «а что выбрать для создания виртуализации средствами Linux». Заметьте, что Red Hat сделала ставку на KVM и в версии Red Hat Enterprise Linux 6.0 полностью исключил Xen, сделав окончательный выбор.
Эта борьба двух Linux-проектов, которые завязли в братской войне, шла на пользу VMware и Hyper-V, так как KVM и Xen отбирали долю рынка у друг друга, а не у конкурентов.
К минусам KVM часто относят:
- Отсутствие более развитых средств управления (как у конкурентов)
- Менее стабильную работу для задач с мощным и интенсивным вводом-выводом (I/O)
Традиционно к плюсам KVM относят неприхотливость к аппаратной части сервера, буквально — «если Linux работает на нём, то всё будет хорошо». Адепты свободного софта могут прочесть исходные коды гипервизора. Благодаря KVM можно получить недорогую виртуальную среду.
VMware против Citrix Xen
Citrix Xen одно время мог похвастать паравиртуализацией, которая требует модифицировать гостевую операционную систему, что невозможно для закрытых систем типа MS Windows, для более быстрой работы и снижения накладных расходов (overhead) на виртуализацию. Но с той поры прошло много лет, и все игроки на рынке виртуализации и аппаратного обеспечения приблизили работу гостя к производительности схожей «как на голом железе», что нивелирует плюсы паравиртуализации. А контейнеры и вовсе отобрали лавры быстрого гостя для UNIX- и Linux-гостей.
Citrix с Xen подвергся усилению конкуренции со стороны решений с открытым кодом от KVM и OpenStack, а также отсутствию поддержки поставщиков и сообщества, в отличие от KVM и OpenStack.
На сегодняшний день одной из сильных сторон можно назвать продвинутые возможности по предоставлению внутри виртуальной машины 3D аппаратной акселерации GPU от производителей Intel, AMD, NVIDIA.
К особенностям гипервизора можно отнести:
- Проброс топовых GPU внутрь гостя GPU Pass-through (для конкретного виртуального гостя — конкретный GPU в физическом сервере)
- GPU Virtualization — возможность множеству виртуальных машин получить доступ к GPU хоста, что лучше, чем программная эмуляция
- vGPU Live Migration — позволяет виртуальной машине перемещаться между хостами без потерь с доступом к GPU
Такие технологии очень востребованы в секторах Computer-Aided Design (CAD) и Computer-Aided Manufacture (CAM), что позволяет виртуализировать рабочее место специалистов по компьютерному моделированию, чертёжников, проектировщиков и т.д.
Так что же выбрать?
VMware
Флагман отрасли, с соответствующим ценообразованием и особенностями лицензирования, востребован крупными корпорациями и отраслевыми представителями. Ядро гипервизора принадлежит первому типу, следовательно, аппаратное обеспечение должно быть подобрано более тщательно. Существует список поддерживаемого оборудования (HCL), которое гарантирует беспроблемную работу. Также требует тщательного подбора системы хранения данных (СХД) и обычно итог дороже, чем у конкурентов.
Hyper-V
Microsoft — ближайший конкурент VMware, буквально дышит в спину со своим единственным отличным от Linux-гипервизоров продуктом Hyper-V. Привлекательные схемы лицензирования Hyper-V и возможность с покупкой Windows Server Datacenter бесплатно получить автоматическую активацию (Automatic Virtual Machine Activation (AVMA)) неограниченного количества гостевых операционных систем делают выбор привлекательным для тех, кому нужна тесная интеграция с экосистемой MS Windows и знакомый интерфейс.
Xen
Позиции Xen были сильны в прошлом. Многие известные компании типа Amazon строили свою инфраструктуру на Xen, но потом они же и сменили его на KVM. Паравиртуализация была хороша, но сейчас её плюсы не ощущаются. В сухом остатке, Citrix Hypervisor в современных реалиях занял нишу виртуализации с активным использованием 3D, родственной нишей «Рабочее место как услуга» (VDI) и виртуализация приложений (Citrix Virtual Apps and Desktops).
KVM
Недорогой и лояльный к аппаратным ресурсам KVM, знакомый всем в мире open source, интересен прежде всего компаниям, менее заинтересованным в функциях корпоративного уровня. Оптимален для создания бюджетных виртуальных сред, к примеру, для тестировщиков.
Аналитические отчёты
Gartner
Аналитическая компания Gartner проводит различные исследования, в том числе «Magic Quadrant for x86 Server Virtualization Infrastructure». Изучают игроков рынка технологий виртуализации, а также анализируют сильные и слабые стороны платформ виртуализации. Производителей выстраивают по горизонтальной оси X — полнота видения (completeness of vision) и по вертикальной оси Y — способность внедрить и использовать данный функционал на предприятиях (Ability to Execute).
Магический квадрант в области виртуализации серверной инфраструктуры, Gartner, 2016 г.
Spiceworks
Spiceworks в 2016 году опубликовала график зависимости использования той или иной платформы виртуализации от размера компании, измеряемого в количестве сотрудников. По графику видно, что чем крупнее компания, тем выше у неё требования к системе виртуализации и тем чаще предпочтение отдается VMware.
Зависимость частоты использования платформ виртуализации от размера компании, Spiceworks, 2016 г.
Решения DataHouse.ru
Облачная система на базе VMware
Поможем выстроить инфраструктуру и перенести сервисы в облако.
- Рассчитаем необходимые мощности под ваши задачи.
- Развернем инфраструктуру и настроим сервисы и приложения.
- Организуем систему бэкапирования и защиты данных.
Аренда программного обеспечения
Взаимодействие сотрудников и служб, управление платформой, бизнес-приложения, системы хранения данных. Предоставляем лицензии под ключ в режиме «Единого окна» — экономия времени и только актуальные версии. Варианты лицензирования в зависимости от задач бизнеса — «на пользователя», «на процессор» или гибкая тарификация.
Бэкапирование и хранение архивов
Организуем архивирование и настроим хранение данных в Veeam Backup, организуем взаимодействие с репозиторием DataCloud S3.
Наши менеджеры помогут вам. Проконсультируем по вопросам функционала, возможностей и технических особенностей облачных сервисов.
Ваше имя
Телефон
Прикрепить техническое задание