Virtualization

Το Virtualization είναι μια τεχνολογία λογισμικού που μετασχηματίζει γρήγορα το τοπίο του ΙΤ. Η σημερινή ισχυρή x86 πλατφόρμα υπολογιστών σχεδιάστηκε αρχικά για να τρέξει μόνο ένα ενιαίο λειτουργικό σύστημα και μια ενιαία εφαρμογή. Με το virtualization είναι εφικτό να τρέξουν στην ίδια φυσική μηχανή (server) πολλά λειτουργικά συστήματα και πολλαπλάσιες εφαρμογές συγχρόνως, με αποτέλεσμα να αυξάνεται τη χρήση και η ευλιξία του hardware. Το virtualization είναι μια τεχνολογία που μπορεί να ωφελήσει οποινδήποτε χρησιμοποιεί έναν υπολογιστή, από τους επαγγελματίες του ΙΤ, τις όποιες εμπορικές επιχειρήσεις και τις κυβερνητικές οργανώσεις.

Στην ουσία, το virtualization επιτρέπει να μετασχηματίσετε το υλικό (hardware) στο λογισμικό (software). Software όπως ο VMware ESX Server. Στην πράξη ο  VMware ESX Server μετασχηματίζει τους πόρους υλικού x86 όπως η CPU, η RAM, ο σκληρός δισκός και η κάρτα δικτύου για να δημιουργήσει μια πλήρως λειτουργική εικονική μηχανή που μπορεί να τρέξει το λειτουργικό σύστημα και τις αίτησεις της ακριβώς όπως ένας “πραγματικός” υπολογιστής. Οι πολλαπλάσιες εικονικές μηχανές μοιράζονται τους πόρους του hardware χωρίς να παρεμβάλλεται η μια με την άλλη, έτσι ώστε να μπορείτε ακίνδυνα να τρέξετε διάφορα λειτουργικά συστήματα και εφαρμογές συγχρόνως σε ένα ενιαίο υπολογιστή.

Το  virtualization είναι μια τεχνολογία που εφαρμόστηκς αρχικά πριν από 30 έτη από την ΙΒΜ ως τρόπος να χωριστούν λογικά οι κεντρικοί υπολογιστές (servers) σε χωριστές εικονικές μηχανές. Αυτά τα χωρίσματα επέτρεψαν στους κεντρικούς υπολογιστές το γνωστό σε όλους μας “multitasking”. Δεδομένου ότι οι κεντρικοί υπολογιστές ήταν ακριβοί την δεδομένη χρονική στιγμή, σχεδιάστηκε αυτή η λύση για να γίνει καλύτερη εκμέταλλευση της επένδυσης σε βάθος χρόνου. Στις αρχές του 1990 όμως με την τεχνολογία των  x86 επεξεργαστών και την πτώση των τιμών τόσο σε επίπεδο τερματικών αλλά και σε επίπεδο servers η τεχνολογία του  virtualization εγκαταλείφθηκε. Σήμερα όμως προέκυψε ξανά η ανάγκη να γίνει χρήση αυτής της τεχνολογίας. Οι κυριότεροι λόγοι είναι οι εξής:

Χαμηλή χρήση της υποδομής.
Ένας τυπικός  x86 server επιτυγχάνει μια μέση χρήση μόνο 10% ως 15% της συνολικής επεξεργαστικής ισχύς του, σύμφωνα με τη διεθνή εταιρία έρευνας αγοράς (IDC). Οι διάφορες οργανώσεις τρέχουν μια μόνο εφαρμογή ανά κεντρικό υπολογιστή για να αποφύγουν τον κίνδυνο προβλημάτων σε μια εφαρμογή. Επίσης θέλουν να αποφύγουν επιπτώσεις στη διαθεσιμότητα μιας άλλης εφαρμογής στον ίδιο κεντρικό υπολογιστή.

Αυξανόμενες φυσικές δαπάνες υποδομής.
Οι λειτουργικές δαπάνες για να υποστηρίξουν την αυξανόμενη φυσική υποδομή έχουν αυξηθεί σταθερά. Η περισσότερη υποδομή σε hardware πρέπει να παραμείνει πάντα σε κατάσταση λειτουργίας, με συνέπεια τις αυξαμήνες δαπάνες κατανάλωσης ρεύματος, ψύξης και εγκαταστάσεων, σχεδιασμό και χρήση computer rooms κ.α. Δυστυχώς τα παραπάνω συμβαδίζουν με τα ποσοστά χρησιμοποίησης όλου αυτού του εξοπλισμού που όπως αναφέρεται παραπάνω χρησιμοποιείται μόλις το 10% με 15% της ισχύος του.

Αυξανόμενες διοικητικές δαπάνες ΙΤ.
Δεδομένου ότι τα υπολογιστικά περιβάλλοντα γίνονται πιο σύνθετα, το επίπεδο των εξειδικευμένων επαγγελματιών και η εμπειρία που απαιτείται για το διοικητικό προσωπικό υποδομής αυξηθεί. Οι οργανώσεις ξοδεύουν δυσανάλογο χρόνο και πόρους για τη σύντηρηση κεντρικών υπολογιστών, και απαιτούν έτσι περισσότερο προσωπικό για να ολοκληρώσουν αυτές τις υποχρεώσεις.

Ανεπαρκής προστασία Failover και Distaster Recovery.
Οι οργανώσεις επηρεάζονται όλο και περισσότερο από το χρόνο διακοπής των κρίσιμων εφαρμογών κεντρικών υπολογιστών. Η απειλή των επιθέσεων ασφάλεις και των φυσικών καταστροφών, έχει ανηψώσει τη σημασία του προγραμματισμού επιχειρησιακής συνοχής και για τους υπολογιστές γραφείου και για τους κεντρικούς υπολογιστές.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι με την υιοθέτηση της virtual τεχνολογίας στους κεντρικούς υπολογιστές μια εγκαταστάσης, επιτυγχάνουμε μεγάλα κέρδη όσον αφορά τις δαπάνες σε εξοπλισμό, τις δαπάνες σε συμβόλαια συντήρησης, και τα κόστη σε πάγια έξοδα όπως παροχή ρεύματος, κλιματισμό και πολυδάπανα computer rooms. Επιπροσθέτως οι μελλοντικές ανάγκες για εγκατάσταση νέων servers και εφαρμογών γίνονται πολύ πιο απλές και φυσικά μείωνεται ο χρόνος που απαιτείται για το deployment. Τέλος όλα τα παραπάνω είναι πολύ ευκόλα διαχειρίσιμα και τα σενάρια disaster recovery υλοπιούνται με κλάσμα του κόστους της αρχικής μελέτης.

Παρακάτω περιγράφεται σε γενικές γραμμές αυτό που αποκαλούμε πλέον virtual infrastructure.

Τί είναι ένα “virtual machine” ή μια “εικονική μηχανή”
Μια εικονική μηχανή είναι ένα απομονωμένο τμήμα λογισμικού που μπορεί να τρέξει τα λειτουργικά συστήματα σαν ένας φυσικός υπολογιστής. Μια εικονική μηχανή συμπεριφέρεται ακριβώς όπως ένας φυσικός υπολογιστής και ένα μόνο αρχείο περίεχει όλο το “φυσικό hardware” ένος σύστηματος όπως την CPU, τον σκληρό δίσκο, την RAM και την κάρτα δικτύου (NIC). Ένα λειτουργικό σύστημα δεν μπορεί να αντιληφθεί τη διαφορά μεταξύ μαις εικονικής μηχανής και μιας φυσικής μηχανής, όπως επίσης ούτε οι διάφορες εφαρμογές ή οι άλλοι υπολογιστές σε ένα δίκτυο. Ακόμη και η εικονική μηχανή σκέφτεται ότι είναι ένας “πραγματικός” υπολογιστής. Εν τούτοις, μια εικονική μηχανή αποτελείται εξ ολοκλήρου από το λογισμικό και δεν περιέχει κανένα τμήμα υλικού. Κατά συνέπεις, οι εικονικές μηχανές προσφέρουν διάφορα ευδιάκριτα πλεονεκτήματα πέρα από το φυσικό υλικό.

Συμβατότητα
Ακριβώς όπως έναν φυσικό υπολογιστή, οι εικονικές μηχανές είναι απολύτως συμβατές με όλους τυποποιημένους x86 υπολογιστές, λειτουργικά συστήματα, εφαρμογές και οδηγούς συσκευών, έτσι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια εικονική μηχανή για να τρέξετε όλοτο ίδιο λογισμικό που τρέχατε σε έναν φυσικό  x86 υπολογιστή.

Απομόνωση
Ενώ οι εικονικές μηχανές μπορούν να μοιραστούν τους φυσικούς πόρους ένος ενιαίου υπολογιστή, παραμένουν εντελώς απομονωμένες η μια από την άλλη σαν ήταν χωριστές φυσικές μηχανές. Εάν, για παράδειγμα, υπάρχουν τέσσερις εικονικές μηχανές σε έναν ενιαίο φυσικό κεντρικό υπολογιστή και μια απο τις εικονικές μηχανές παρουσιάσει οποιοδήποτε πρόβλημα, οι άλλες τρεις εικονικές μηχανές παραμένουν διαθέσιμες. Η απομόνωση είναι ένας σημαντικός λόγος για τον οποίο η διαθεσιμότητα και η ασφάλεια των εφαρμογών που τρέχουν σε ένα εικονικό περιβάλλον είναι σαφώς ανώτερες από τις εφαρμογές που τρέχουν σε ένα παραδοσιακό σύστημα.

Φορητότητα
Οι εικονικές μηχανές είναι απίστευτα φορητές και εύκολες να διαχειριστούν. Παραδείγματος χάριν, μπορείτε να κινήσετε και να αντιγράψετε μια εικονική μηχανή από μια θέση σε μια άλλη ακριβώς όπως οποιαδήποτε άλλο αρχείο λογισμικού ή να σώσετε μια εικονική μηχανή σε οποιοδήποτε τυποποιημένο μέσο αποθήκευσης, από μια κάρτα μνήμης USB μέχρι και σε κάποιο SAN (storage area network).

Ανεξάρτητο hardware.
Οι εικονικές μηχανές είναι απολύτως ανεξάρτητες απο το φυσικό υλικό τους (hardware). Για παράδειγμα, μπορείτε να διαμορφώσετε μια εικονική μηχανή με τα εικονικά συστατικά (π.χ. CPU, κάρτα δικτύων, ελεγκτή SCSI) που να είναι απολύτως διαφορετικά από τα φυσικά συστατικά που είναι παρόντα στα εκάστοτε hardware. Οι εικονικές μηχανές στον ίδιο φυσικό κεντρικό υπολογιστή μπορεούν ακόμη και να τρέξουν διαφορετικά είδη λειτουργικών συστημάτων (Windows, Linux, κτλ) Όταν δε αυτό συνδυάζεται με τις ιδιότητες της φορητότητας και της συμβατότητας, η ανεξαρτησία υλικού σας δίνει την δυνατότητα να μεταφέρετε μια εικονική μηχανή από έναν τύπο  x86 υπολογιστή προς άλλο χωρίς καμία απολύτως αλλαγή στους οδηγούς συσκευών, το λειτουργικό σύστημα, ή τις εφαρμογές. Η ανεξαρτησία υλικού επίσης σημαίνει ότι μπορείτε να τρέξετε ένα ετερογενές μίγμα λειτουργικών συστημάτων και εφαρμογών σε έναν ενιαίο φυσικό υπολογιστή.