Виртуализация серверов архитектуры х86

На вопросы журнала «BYTE/Россия», заданные ведущим экспертам компаний – системных интеграторов, отвечает начальник Отдела вычислительных систем компании INLINE Technologies Максим Ковалев.

BYTE: Какие результаты внедрения технологий виртуализации в ИT-инфраструктуру, на ваш взгляд, потенциально наиболее значимые для отечественных предприятий, в частности для средних и малых компаний?

Максим Ковалев: В общем случае под виртуализацией понимается предоставление логического (виртуального) ресурса, который отражается на различном количестве физических ресурсов. Так как в современных центрах хранения и обработки данных используются в основном внешние по отношению к вычислительным средствам системы хранения данных, правомерно рассмотривать отдельно виртуализацию вычислительных средств и виртуализацию систем хранения данных.

Под виртуализацией вычислительных средств понимается как размещение нескольких логических серверов в рамках одного физического (консолидация вычислительных ресурсов), так и объединение нескольких физических серверов в один логический для решения конкретной задачи (grid-технологии, кластеры высокой производительности, Oracle Real Application Cluster). Каждое из этих направлений активно развивается в настоящее время, для каждого предлагаются свои аппаратные и программные технологии.

Виртуализация как технология объединения нескольких логических серверов в рамках одного физического существует давно. Сейчас есть возможность создания виртуальных компьютеров на основе практически любых вычислительных платформ: от серверов класса high-end до домашних ПК. Можно выделить следующие основные преимущества использования виртуализации совместно с консолидацией по сравнению со схемой «один логический сервер на одном физическом»:

1. Повышение степени использования процессорных ресурсов сервера и ресурсов его оперативной памяти.
2. Возможность перераспределения ресурсов физического сервера между виртуальными серверами.
3. Возможность создания обособленной вычислительной среды для тестирования и разработки.
4. Уменьшение количества аппаратных средств без изменения количества решаемых на них задач и, как следствие этого, уменьшение операционных расходов.
5. Возможность эмуляции требуемых типов аппаратных компонентов сервера и запуска таким образом старого ПО на новых серверах.
6. Возможность переноса логических серверов между различными физическими с целью оптимизации нагрузки, профилактических и ремонтных работ, перемещений приложений между вычислительными центрами.
7. Возможность распространения законченных решений, т. е бизнес-приложений на оптимизированных для них ОС, в виде образов виртуальных машин.

Виртуализация как объединение нескольких физических серверов в один логический – это более новая технология по сравнению с консолидацией. Для успешного продвижения на рынок этой технологии требовалось связать различные серверы высокоскоростными каналами связи с низкой задержкой в передаче данных. Реальное распространение технологии объединения нескольких физических серверов в один логический началось после повсеместного внедрения технологии Fast Ethernet. В настоящее время такие технологии успешно развиваются и основное применение находят в решении сложных вычислительных задач, например в моделировании физических процессов, в геологии, в создании компьютерных эффектов для медиаиндустрии. Основное преимущество применения такой технологии виртуализации – увеличение вычислительной мощности без больших финансовых затрат.

Виртуализация систем хранения данных позволяет создавать логические ресурсы хранения данных на основе разнородных физических ресурсов. Как правило, логический ресурс воспринимается приложением как жесткий диск, хотя получают распространение и более сложные логические ресурсы, например иерархические хранилища данных для систем электронной почты или хранилища данных, не позволяющие пользователю стереть или изменить записанную ранее информацию. Основное преимущество виртуализации систем хранения данных – возможность отделить уровень приложения от уровня управления данными. Приложение работает с логическим ресурсом с помощью стандартных функций ввода–вывода, а все вопросы оптимального размещения данных требуемого уровня резервирования, минимизации влияния резервного копирования на скорость доступа к данным решаются на уровне системы хранения данных. Также следует отметить, что при наличии большого количества систем хранения данных в вычислительном центре система виртуализации как интерфейс между серверами и системами хранения данных позволяет эффективнее использовать имеющееся дисковое пространство.

Отсюда вывод – основные преимущества от использования технологий виртуализации наиболее значимо проявляются на рынке крупных систем: уровня предприятия и уровня вычислительного центра. Именно в этом секторе применение технологий виртуализации дает наибольший экономический эффект.

Однако и на рынке среднего и малого бизнеса применение виртуализации, в первую очередь виртуализации и консолидации вычислительных ресурсов, тоже может дать ощутимый эффект. По опыту работы компании INLINE Technologies на рынке SMB, наибольший интерес проявляется к возможностям запуска старых приложений на новом оборудовании, созданию логических серверов тестирования и разработки и возможности создания резервной копии виртуальной машины путем копирования ее образа.

BYTE: В чем вам видятся «подводные камни» на пути внедрения технологий виртуализации на предприятиях SMB-сектора? Каковы наиболее эффективные пути преодоления этих трудностей?

Максим Ковалев: Как показывает опыт работы компании INLINE Technologies в SMB-секторе, основные трудности на пути внедрения технологий виртуализации в данном секторе – это вопросы цены и относительная новизна технологий виртуализации для линейки оборудования класса рабочих групп. Исторически технологии виртуализации вычислительных ресурсов как размещение нескольких логических серверов в рамках одного физического развивались на оборудовании класса предприятия и вычислительного центра. На таком оборудовании дополнительные финансовые затраты на внедрение технологий виртуализации восполнялись экономическим эффектом от их внедрения: одно лишь повышение эффективности использования дорогих процессорных ресурсов заметно сокращает общую стоимость владения. Производители серверов класса предприятия и вычислительного центра используют аппаратные средства виртуализации в своих серверах, и часто возможность использования таких средств бесплатна для пользователя.

В SMB-секторе применяются в основном программные средства виртуализации, которые требуют лицензирования и, следовательно, дополнительных расходов. Иногда ПО виртуализации является вполне сравнимым по стоимости с новым сервером класса рабочих групп, что с большой вероятностью склонит заказчика к покупке нового сервера. Относительная новизна такого ПО обусловливает небольшое количество специалистов, знакомых с этим ПО, что для малой и средней компании может привести к проблеме поиска системных администраторов. Не слишком большая распространенность технологии виртуализации в SMB-секторе ведет к малому количеству историй успеха, т. е эта технология пока сама себя не продвигает.

Ответ производителей технических и программных средств на трудности при внедрении технологий виртуализации в SMB-секторе в настоящее время уже виден. В первую очередь следует отметить существенное снижение цены на ПО виртуализации: Microsoft снизила цены на Virtual Server примерно в 5 раз, в ответ на это компания VMware объявила, что ее новый продукт VMware Server будет распространяться бесплатно. Операционная система Solaris 10 x86, в которой реализована фирменная технология виртуализации – Solaris Zoning, тоже распространяется бесплатно. Компания Intel, процессоры которой установлены в большинстве серверов, используемых в SMB-секторе, начала производство процессоров с технологией Intel Virtualization Technology, позволяющей значительно повысить эффективность работы программных средств виртуализации.

Другая особенность, которая, по опыту нашей компании, должна сыграть существенную роль в распространении технологий виртуализации в SMB-секторе – возрастающая сложность программных продуктов, реализующих бизнес-сервисы, и возрастающая производительность серверов при сохранении цены на них. С одной стороны, производители программных продуктов не могут протестировать все возможные варианты совместной работы их продуктов с другими продуктами в рамках одной ОС. С другой – производительность современных серверов достаточна для обеспечения работы нескольких программных продуктов в рамках одного физического сервера. Раньше из-за проблем совместной работы различных программных продуктов в одной ОС и высокой цены ПО виртуализации заказчики были вынуждены покупать дополнительный сервер, сейчас есть возможность провести консолидацию вычислительных ресурсов с сохранением обособленной операционной среды для каждого продукта практически без затрат.