Wirtualizacja w chmurze obliczeniowej: wszystko, co musisz wiedzieć

Kiedy mówimy o przetwarzaniu w chmurze, zasadniczo mamy na myśli technologię wirtualizacji, z której możemy korzystać. Oferuje bardziej zróżnicowane wykorzystanie zasobów serwera i innych elementów, takich jak pamięć masowa, pamięć, moc obliczeniowa i inne komponenty. Wirtualizacja zmieniła sposób działania chmury obliczeniowej i uczyniła ją dynamiczną wirtualną przestrzenią, w której programiści mogą współdzielić zasoby pojedynczego sprzętu i komputera. To tak, jakby pracować na warstwie wirtualnej, wdrażając niezależne systemy operacyjne, różniące się od komputera nadrzędnego lub serwera.

Ta technologia umożliwiła programistom i specjalistom od sprzętu pracę w przestrzeni wirtualnej, zamiast pracy w fizycznej lokalizacji na jednej maszynie. Użytkownicy pracują na platformie chmurowej i sieci z podobnymi użytkownikami, którzy pracują nad jednym projektem lub współdzielą zasoby pojedynczej stacji roboczej. Ten blog oferuje dogłębne zapoznanie się z rozwijającą się dziedziną technologii wirtualizacji i wyjaśnia złożone koncepcje w sposób zrozumiały.

Czym jest wirtualizacja w chmurze obliczeniowej?

Kiedy mówimy o wirtualizacji w przetwarzaniu w chmurze, mamy na myśli technologię, w której użytkownicy mogą oddzielić system operacyjny od sprzętu. W ten sposób mogą obsługiwać więcej niż jeden system operacyjny (Linux, Windows) na sprzęcie jednej maszyny.

Wirtualizacja oznacza po prostu, że na sprzęcie znajduje się dodatkowa warstwa abstrakcji. Segmentuje komponenty pojedynczego komputera na wiele mniejszych segmentów wirtualnych. Użytkownicy mogą wtedy korzystać z pamięci komputera, pamięci masowej, urządzeń i procesorów. Wirtualizacja polega na nałożeniu sprzętu na platformę wirtualną oraz dystrybucji oprogramowania i systemów operacyjnych na tej platformie wirtualnej.

Terminologie skorelowane z wirtualizacją:

• Hypervisor: Jest to system operacyjny, który działa na rzeczywistym sprzęcie fizycznym na platformie wirtualnej. Jest częścią systemu operacyjnego sprzętu działającego na wirtualnej platformie chmurowej. Można go nazwać Dom0 lub Domena 0.
• Maszyna wirtualna: To jest jak wirtualny komputer, który działa pod systemem operacyjnym zwanym hiperwizorem.
• Kontener: są częścią tego samego systemu operacyjnego, co hiperwizor. Są to procesy, które uruchamiają identyfikatory procesów.
• Oprogramowanie do wirtualizacji: Jest to system operacyjny oprogramowania, który jest wdrażany w celu wirtualizacji dowolnego systemu komputerowego.
• Sieć wirtualna: Jest to logicznie oddzielona sieć wewnątrz serwera, którą można rozszerzyć na inne serwery.

Polecane dla Ciebie: 9 najlepszych języków przetwarzania w chmurze, których możesz się uczyć już teraz w 2022 roku.

Korzyści z wirtualizacji w chmurze obliczeniowej

Wirtualizacja to technologia, która może być nieskończenie korzystna w tworzeniu projektów oprogramowania. Menedżerowie IT i specjaliści od oprogramowania uwielbiają elastyczność, możliwości i skalowalność, jakie oferuje. Nawet platformowy model biznesowy może wykorzystywać nieskończoną moc przetwarzania w chmurze i technologii wirtualizacji. Rzut oka na wszystkie korzyści, jakie oferuje wirtualizacja, wystarczy, aby podkreślić jej sukces w przyszłości Cloud Computing.

Zmniejszone wydatki na IT

Koszty IT znacznie się zmniejszają dzięki technologii wirtualizacji. W środowisku innym niż wirtualne fizyczne komputery i zasoby mogą nie być wykorzystywane optymalnie. Może to skutkować złym zarządzaniem systemami komputerowymi i nieefektywnym wykorzystaniem dostępnych zasobów sprzętowych i programowych.

Ale kiedy przedsiębiorstwa korzystają z serwera wirtualnego i technologii Cloud Computing, wirtualizacja przekształca pojedynczy serwer w wiele serwerów, z których każdy ma swoje niezależne systemy operacyjne. Maszyny wirtualne mogą uruchamiać wiele aplikacji i nadal korzystać z zasobów jednego serwera. Wirtualizacja ma wyraźną zaletę polegającą na tym, że używany jest tylko jeden serwer fizyczny, co czyni ją bardzo opłacalną.

Krótsze przestoje i efektywne zarządzanie katastrofami

Fizyczny serwer może ulec awarii, a naprawienie błędu wymaga czasu. Może to zająć kilka dni i może spowodować marnotrawstwo zasobów, a projekt może utknąć w martwym punkcie. Ale podczas pracy na platformie wirtualnej, nawet jeśli w jakiś sposób wpłynie to na maszynę wirtualną (VM), można ją bardzo łatwo zreplikować i wdrożyć na innej maszynie. Odzyskiwanie jest szybkie, a skonfigurowanie serwera wirtualnego zajmuje tylko kilka minut. Zmniejsza to przestoje i utrzymuje ciągłość projektu. Jest to duża zaleta w porównaniu z serwerem fizycznym, którego uruchomienie może zająć kilka godzin lub dni.

Wzrost wydajności i produktywności

Ponieważ konserwacja jest ograniczona w zwirtualizowanym środowisku, oszczędza czas i zwiększa produktywność. Mniejsze są potrzeby utrzymywania fizycznej infrastruktury serwerowej i sprzętowej. Wszystkie maszyny wirtualne znajdują się w środowisku wirtualnym i można aktualizować lub instalować aktualizacje tych serwerów wirtualnych zamiast aktualizować każdy serwer. Mniej czasu oznacza bardziej efektywne wykorzystanie dostępnej siły roboczej i zasobów.

Niezależna kontrola

Ponieważ środowisko jest wirtualne, a całe systemy są podzielone na maszyny wirtualne, kontrola jest niezależna. Testowanie można również przeprowadzić bez wpływu na produkcję. Aktualizację oprogramowania można wykonać poprzez sklonowanie maszyny wirtualnej i wykonanie aktualizacji niezależnie na maszynie.

Ekologiczny

Utrzymanie zwirtualizowanego środowiska jest bardziej przyjazne dla środowiska niż fizyczna infrastruktura. Jest mniej serwerów i mniej maszyn. Oznacza to oszczędność energii i wydatków. Centrum danych zmniejsza ślad węglowy, ponieważ w zwirtualizowanym środowisku nie ma fizycznych komputerów.

Płynny transfer danych i maszyn

Wyraźną zaletą środowiska zwirtualizowanego jest brak fizycznych serwerów i dysków twardych. Oznacza to, że dane przepływają szybciej, bez potrzeby szukania fizycznych dysków twardych. Nie ma potrzeby przenoszenia serwerów fizycznych, a pamięć znajduje się również w serwerach zwirtualizowanych. Oszczędza energię, miejsce, magazynowanie i wydatki na infrastrukturę.

Bezpieczeństwo

VM (maszyna wirtualna) jest niezależna od całego systemu serwerowego. Więc nawet jeśli nastąpi złośliwy atak, wpłynie to tylko na maszynę wirtualną i nie będzie w stanie przeniknąć do infrastruktury. Cloud Computing jest wyposażony w opracowane protokoły i technologię szyfrowania. Kopie zapasowe tworzone są również w przestrzeni wirtualnej, więc nie ma niebezpieczeństwa wycieku danych.

Ochrona przed awarią

W środowisku zwirtualizowanym każda maszyna wirtualna jest swoim kontenerem. Nie zależy od infrastruktury dla swoich działań. Jeśli dana maszyna wirtualna jest testowana lub ma atak złośliwego oprogramowania, nie przeniknie ona do innych maszyn wirtualnych. Pozostałe maszyny wirtualne są chronione, ponieważ nie są od siebie zależne.

Charakterystyka wirtualizacji w chmurze obliczeniowej

Przetwarzanie w chmurze ma swoje własne cechy, które czynią go bardzo wyjątkowym. Kiedy więc mamy na myśli wirtualizację i przetwarzanie w chmurze, odnosimy się do określonego zestawu cech, które czynią je wyjątkowymi.

Dystrybucja zasobów

Kiedy mówimy o platformie przetwarzania w chmurze, mamy na myśli, że zasoby są rozproszone, a nie skoncentrowane na jednej maszynie. Każdy komputer można przekształcić w komputer hosta, a wtedy będzie on miał moc kontrolowania użytkowników. Liczba użytkowników może być ograniczona i ma kontrolę nad całym systemem.

Izolacja

W zwirtualizowanym środowisku każda maszyna wirtualna jest samowystarczalna. Można go odizolować od innych maszyn wirtualnych i jest to najbardziej korzystne dla gości, którzy mogą korzystać z tych odizolowanych maszyn wirtualnych. Chroni środowisko, a goście nie mają dostępu do poufnych informacji, a mimo to mogą łączyć się z innymi.

Dostępność

Jedną z wielkich cech środowiska zwirtualizowanego jest to, że użytkownicy mogą uzyskiwać dostęp do funkcji, których nie mają na fizycznej maszynie. Poprawia czas sprawności i zwiększa dostępność. Zmniejsza również przestoje i zwiększa wydajność, produktywność i bezpieczeństwo.

Zbiór

Agregacja wykorzystuje oprogramowanie do zarządzania klastrami w celu łączenia podobnych jednorodnych komputerów w celu utworzenia centrum zasobów.

Autentyczność i bezpieczeństwo

W zwirtualizowanym środowisku serwerowym, takim jak Cloud Computing, systemy i serwery zapewniają ciągłość działania. Usługi nie są zakłócane, jak to często bywa w fizycznym środowisku serwerowym. Utrzymywany jest czas pracy systemów i następuje automatyczne równoważenie obciążenia.

Może Cię zainteresować: Co powinieneś wiedzieć o problemach z bezpieczeństwem chmury AWS.

Zalety wirtualizacji

Wirtualizacja oferuje kilka wyraźnych korzyści, takich jak:

• Użytkownicy mogą uzyskiwać dostęp do danych z pamięci wirtualnej i nie muszą martwić się o pamięć fizyczną.
• Użytkownicy mogą pracować nad swoimi projektami i przeprowadzać testy ze świadomością, że maszyny są zabezpieczone za pomocą wysoce rozwiniętych funkcji bezpieczeństwa.
• Koszty utrzymania serwerów wirtualnych są mniejsze, a także ogranicza replikację danych.
• Zasoby są wdrażane szybko i łatwo.

Wady wirtualizacji

Wirtualizacja ma jednak również swoje wady. Jak na przykład:

• Faktyczne wdrożenie technologii wirtualizacji jest dość drogie.
• Wirtualizacja wiąże się również z problemami ze skalowalnością.
• Istnieją problemy dotyczące dostępności, a użytkownicy muszą polegać na dostępności stron trzecich.
• Jeśli użytkownicy nie przestrzegają odpowiednich protokołów procedur, dostęp do wrażliwych danych mogą uzyskać również użytkownicy.

Rodzaje wirtualizacji

Wirtualizacja to centralna koncepcja, która działa w technologii przetwarzania w chmurze. Wirtualizacja może mieć bardzo różne typy. Kiedy mówimy o wirtualizacji, mamy na myśli nie tylko jeden rodzaj wirtualizacji, ale wiele, w zależności od systemów operacyjnych, pojemności pamięci itp.

1. Wirtualizacja sprzętu

W tego rodzaju wirtualizacji do zarządzania dostępnymi zasobami wykorzystywany jest hiperwizor. Hiperwizor zarządza i obsługuje zasoby fizyczne w wyrafinowany sposób.

Rodzaje wirtualizacji sprzętu:

• Pełna wirtualizacja: W tego typu wirtualizacji sprzętu maszyna wirtualna w pełni stymuluje istniejący sprzęt. Nie ma potrzeby żadnych modyfikacji.
• Wirtualizacja emulacji: maszyna wirtualna dokładnie naśladuje sprzęt, ale jest całkowicie niezależna. Modyfikowanie systemów operacyjnych nie jest konieczne.
• Para-wirtualizacja : W tego typu wirtualizacji maszyny wirtualne mają interfejs podobny do sprzętu hosta. Wydajność maszyny wirtualnej jest maksymalizowana po dostosowaniu systemu operacyjnego gościa.

Zalety wirtualizacji sprzętu:

• Jest bardzo wydajny w wykorzystaniu zasobów.
• Czas sprawności znacznie się wydłuża.
• Jest to bardzo opłacalne i ekonomiczne.
• Redundancja sprzętu i oprogramowania.

2. Wirtualizacja systemu operacyjnego

Tutaj host ma system operacyjny maszyny wirtualnej. Ten typ wirtualizacji jest zwykle przeprowadzany w celu przetestowania aplikacji i sprawdzenia, jak działają w systemie operacyjnym.

Rodzaje wirtualizacji systemu operacyjnego:

• Wirtualizacja systemu operacyjnego Linux: W tym miejscu pobierane jest oprogramowanie o nazwie oprogramowanie stacji roboczej VMware, które jest następnie używane do instalacji systemu operacyjnego Linux.
• Optymalizacja systemu operacyjnego Windows: Aby zoptymalizować ten system operacyjny, należy najpierw pobrać oprogramowanie stacji roboczej VMware, a następnie zainstalować system operacyjny Windows.

Typy dysków w wirtualizacji systemu operacyjnego:

• Dysk prywatny: Ten typ wirtualizacji jest używany przez firmę lub osobę fizyczną. Informacje przechowywane na dysku zależą od jego pojemności.
• Dysk współdzielony: W tym przypadku wiele firm lub wiele osób współdzieli dysk jednocześnie. Zmiany dokonane w danych na dysku nie mają wpływu na innych użytkowników.

Korzyści z wirtualizacji systemu operacyjnego:

• Dane są używane w pamięci wirtualnej, więc nie ma potrzeby konserwacji.
• Dane są przechowywane na serwerze wirtualnym i nie ma potrzeby łączenia się z serwerem. Jest to ekonomiczne i oszczędzające czas.
• Wykorzystuje maszyny wirtualne, dzięki czemu jest energooszczędny.
• Chroni dane przed nieautoryzowanym dostępem.
• Funkcje oprogramowania są wdrażane szybko, a dane są również szybko przesyłane do klientów.

Polecane dla Ciebie: dlaczego musisz przejść na platformy oparte na chmurze?

3. Wirtualizacja serwerów

Wirtualizacja serwerów ma miejsce w przetwarzaniu w chmurze, gdy jeden serwer jest podzielony na wiele serwerów wirtualnych. Te serwery wirtualne są nazywane prywatnymi serwerami wirtualnymi. Maskuje zasoby serwera. Minimalizuje również koszty i zwiększa wykorzystanie zasobów.

Rodzaje wirtualizacji serwerów:

• Hypervisor: Hypervisor jest jak warstwa oddzielająca system operacyjny od sprzętu. Hypervisor obsługuje zapytania, żądania sprzętowe i wysyłki.
• Pełna wirtualizacja: tutaj, w tej wirtualizacji, sprzęt jest emulowany. Praca maszyny służy do realizacji funkcji wejścia-wyjścia oraz zmiany stanu systemu.
• Parawirtualizacja: Tutaj, w przypadku parawirtualizacji, hiperwizor nie potrzebuje dużej mocy obliczeniowej do zarządzania systemem operacyjnym.
• Wirtualizacja systemu operacyjnego: W tego typu wirtualizacji system operacyjny jest podzielony na kilka niezależnych obszarów roboczych z ich środowiskami wirtualnymi.

Zalety wirtualizacji serwerów:

• Gdy pojedynczy serwer jest podzielony na kilka serwerów wirtualnych, staje się to bardzo ekonomiczne.
• Użytkownicy uzyskują dostęp do funkcji i są one wdrażane tak szybko, jak to możliwe.
• Użytkownicy mogą przechowywać swoje poufne dane, dlatego ten rodzaj wirtualizacji jest bardzo bezpieczny.
• Każdy serwer można zrestartować bez uruchamiania innych serwerów.

4. Wirtualizacja pamięci masowej

W tym przypadku pamięć masowa z kilku serwerów fizycznych znajduje się w jednej pamięci masowej.

Rodzaje wirtualizacji pamięci masowej:

• Wirtualizacja pamięci masowej oparta na blokach: w tym przypadku pamięć logiczna jest wyodrębniana z pamięci fizycznej. Dzięki temu oprogramowanie do zarządzania wirtualizacją może dowiedzieć się o pojemności urządzenia.
• Wirtualizacja pamięci masowej oparta na plikach: jest używana w sieciowych systemach pamięci masowej i używana do określonego celu.

Zalety wirtualizacji pamięci masowej:

• Dane są bezpiecznie przechowywane z dala od dostępu hosta.
• Dane można łatwo odzyskać.
• Operacje stają się bardziej wydajne dzięki ekstrakcji pamięci masowej.

Powody, dla których warto wdrożyć wirtualizację pamięci masowej:

• Wdrażaj i zarządzaj zagadnieniami związanymi z pamięcią masową.
• Jest mniej przestojów.
• Pamięć jest wykorzystywana w lepszy sposób.

Zagrożenia związane z wirtualizacją pamięci masowej:

• Awaria: może wystąpić utrata danych i przestoje. Ochrona danych na maszynie wirtualnej powinna mieć najwyższy priorytet.
• Problemy z nazewnictwem: Zbyt wiele systemów wirtualnych spowodowało problem z nazewnictwem, w którym trudno jest zidentyfikować ważne i mniej ważne maszyny wirtualne.

5. Wirtualizacja pulpitu

Tutaj użytkownicy mogą przeglądać pulpit z podłączonego urządzenia. Oddziela pulpit od fizycznego urządzenia, aby klienci mieli do niego dostęp.

Rodzaje wirtualizacji komputerów stacjonarnych:

• Infrastruktura pulpitu wirtualnego: W tym przypadku pulpit wirtualny naśladuje konwencjonalne środowisko pulpitu. Sesje wirtualne działają na maszynach wirtualnych w centrum danych w chmurze.
• Usługi pulpitu zdalnego: Dzieje się tak, gdy zwirtualizowanych jest tylko kilka aplikacji.
• Desktop as a Service (DaaS): W tym typie usługodawcy mogą oferować wirtualizację pulpitu jako usługę.

Korzyści z wirtualizacji komputerów stacjonarnych:

• Zwiększone bezpieczeństwo: systemy bezpieczeństwa monitorują każdą maszynę wirtualną. Maszyny wirtualne są od siebie odizolowane. Wszelkie zmiany lub modyfikacje tych maszyn wirtualnych mogą sygnalizować obecność złośliwego oprogramowania.
• Skrócony czas przestojów: maszyny wirtualne można przenosić bez wiedzy użytkowników.
• Niskie koszty: Niższe licencje na oprogramowanie oznaczają niższe koszty.

6. Wirtualizacja sieci

Tutaj, w tego typu wirtualizacji, można uruchomić i utrzymywać wiele sieci wirtualnych. Każda sieć wirtualna może mieć swój plan danych i kontrolki. Może istnieć na szczycie sieci fizycznej.

Narzędzia do wirtualizacji sieci:

• System operacyjny przełącznika fizycznego: gdy system operacyjny obsługuje wirtualizację sieci.
• Hypervisor: Jest to oprogramowanie uruchamiane na maszynach wirtualnych.

Rodzaje wirtualizacji sieci:

• Sieć zdefiniowana programowo: sprzęt jest zwirtualizowany, a ruch sieciowy kierowany.
• Wirtualizacja funkcji sieciowych: W tym przypadku urządzenia sprzętowe są zwirtualizowane, takie jak zapory sieciowe. Ich instalacja, monitorowanie i administrowanie stają się bardzo łatwe.

Zalety wirtualizacji sieci:

• Skraca czas udostępniania sieci.
• Poprawia bezpieczeństwo sieci.
• Zagrożenie i wina są izolowane.

Proces wirtualizacji w środowisku przetwarzania w chmurze

W chmurze obliczeniowej wirtualizacja odbywa się poprzez przypisanie nazwy serwerowi fizycznemu. Wskaźniki są następnie kierowane do tego fizycznego serwera. Zwykle odbywa się to na żądanie. W wirtualizacji wykonywanie programów odbywa się bardzo łatwo. W wirtualizacji segmentacja dotyczy pamięci, pamięci masowej i sieci. Wirtualizacja ma miejsce, gdy używana jest maszyna hosta i maszyna gościa. Maszyna hosta to taka, na której tworzona jest maszyna wirtualna, a utworzona maszyna wirtualna jest używana jako maszyna gościa.

Może ci się również spodobać: Przetwarzanie w chmurze: 11 świetnych wskazówek, które pozwolą ci teraz pokonać współczesny wyścig.

Podsumowanie

Wirtualizacja jest dziś bardzo pożądana, a osoby posiadające umiejętności przetwarzania w chmurze znajdą lukratywną pracę. W przyszłości coraz więcej serwerów wirtualnych będzie wykorzystywanych do przechowywania danych. Dlatego specjaliści IT, testerzy oprogramowania, administratorzy systemów, twórcy oprogramowania i specjaliści od sprzętu sieciowego mogą spodziewać się szybkiego wzrostu technologii przetwarzania w chmurze i wirtualizacji.