Virtualização em computação em nuvem: tudo o que você precisa saber

Quando falamos de Cloud Computing o que queremos dizer essencialmente é a tecnologia de virtualização que podemos usar. Ele oferece uso mais diversificado dos recursos do servidor e outros elementos como armazenamento, memória, poder de processamento e outros componentes. A virtualização mudou a forma como a computação em nuvem funciona e a transformou em um espaço virtual dinâmico onde os desenvolvedores podem compartilhar os recursos de um único hardware e computador. É como trabalhar em uma camada virtual, implantando sistemas operacionais independentes que são diferentes do computador ou servidor pai.

Essa tecnologia possibilitou que desenvolvedores de software e profissionais de hardware trabalhassem em um espaço virtual, em vez de trabalhar em um local físico em uma única máquina. Os usuários trabalham em uma plataforma de nuvem e em rede com usuários semelhantes que estão trabalhando em um único projeto ou compartilhando recursos de uma única estação de trabalho. Este blog oferece um aprofundamento no crescente campo da tecnologia de virtualização e torna claros os conceitos complexos.

O que é virtualização em computação em nuvem?

Quando falamos de virtualização em computação em nuvem, queremos dizer uma tecnologia onde os usuários podem manter o sistema operacional separado do hardware. Dessa forma, podem rodar mais de um sistema operacional (Linux, Windows) utilizando o hardware de uma única máquina.

A virtualização significa simplesmente que há uma camada extra de abstração sobre o hardware. Ele segmenta os componentes de um único computador em muitos segmentos virtuais menores. Os usuários podem usar a memória, o armazenamento, os dispositivos e os processadores do computador. A virtualização está sobrepondo o hardware com uma plataforma virtual e distribuindo software e sistemas operacionais através desta plataforma virtual.

Terminologias correlacionadas com a Virtualização:

• Hypervisor: É um sistema operacional que funciona em hardware físico real em uma plataforma virtual. Faz parte do sistema operacional do hardware rodando em uma plataforma de nuvem virtual. Pode ser denominado Dom0 ou Domínio 0.
• Máquina Virtual: É como um computador virtual que opera sob um sistema operacional chamado hypervisor.
• Container: Fazem parte do mesmo sistema operacional do hypervisor. São aqueles processos que rodam para processar identificadores.
• Software de virtualização: É um sistema operacional de software implantado para virtualizar qualquer sistema de computador.
• Rede Virtual: É a rede separada logicamente dentro do servidor que pode ser expandida para outros servidores.

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Benefícios da virtualização na computação em nuvem

A virtualização é uma tecnologia que pode ser infinitamente benéfica no desenvolvimento de projetos de software. Gerentes de TI e profissionais de software adoram a flexibilidade, capacidade e escalabilidade que ele oferece. Mesmo um modelo de negócios de plataforma pode usar o poder infinito da tecnologia de computação em nuvem e virtualização. Uma olhada em todos os benefícios que a Virtualização oferece é suficiente para enfatizar seu sucesso no futuro da Computação em Nuvem.

Despesas de TI reduzidas

Os custos de TI reduzem muito devido à tecnologia de virtualização. Em um ambiente não virtual, os computadores e recursos físicos podem não ser utilizados da melhor maneira possível. Isso pode resultar em gerenciamento insatisfatório de sistemas de computador e uso ineficiente de recursos de hardware e software disponíveis.

Mas quando as empresas utilizam um servidor virtual e a tecnologia Cloud Computing, a Virtualização transforma um único servidor em vários servidores, cada um com seus sistemas operacionais independentes. As máquinas virtuais podem executar vários aplicativos e ainda usar os recursos de um único servidor. A virtualização oferece uma vantagem distinta em que apenas um único servidor físico é usado, tornando-o muito econômico.

Redução do tempo de inatividade e gerenciamento eficiente de desastres

Um servidor físico pode falhar e leva tempo para corrigir o erro. Pode levar dias para fazer isso e pode resultar em desperdício de recursos e o projeto pode ficar parado. Mas ao trabalhar em uma plataforma virtual, mesmo que a máquina virtual (VM) seja afetada de alguma forma, ela pode ser facilmente replicada e implantada em outra máquina. A recuperação é rápida e leva apenas alguns minutos para configurar um servidor virtual. Reduz o tempo de inatividade e a continuidade do projeto é mantida. Este é um grande benefício em relação a um servidor físico que pode levar horas ou dias para começar a operar.

Aumento de eficiência e produtividade

Como a manutenção é reduzida em um ambiente virtualizado, isso economiza tempo e aumenta a produtividade. Há menos necessidade de manter um servidor físico e uma infraestrutura de hardware. Todas as VMs estão no ambiente virtual e você pode atualizar ou instalar atualizações nesses servidores virtuais em vez de atualizar todos os servidores. Menos tempo significa uso mais eficiente da mão de obra e dos recursos disponíveis.

controle independente

Como o ambiente é virtual e todos os sistemas são segmentados em Máquinas Virtuais, o controle é independente. O teste também pode ser feito sem afetar a produção. A atualização do software pode ser feita clonando uma máquina virtual e fazendo a atualização de forma independente na máquina.

ecologicamente correto

Manter um ambiente virtualizado é mais ecológico do que uma infraestrutura física. Há menos servidores e menos máquinas. Isso significa que economiza energia e despesas. Datacenter reduz a pegada de carbono, pois não há computadores físicos envolvidos em um ambiente virtualizado.

Transferência suave de dados e máquinas

Um benefício distinto de um ambiente virtualizado é que não há servidores físicos e discos rígidos. Isso significa que os dados se movem mais rapidamente sem a necessidade de procurar discos rígidos físicos. Não há necessidade de mover servidores físicos e a memória também está em servidores virtualizados. Economiza energia, espaço, armazenamento e gastos com infraestrutura.

Segurança

Uma VM (Virtual Machine) é independente de todo o sistema do servidor. Portanto, mesmo que haja um ataque malicioso, ele afetará apenas a VM e não conseguirá penetrar na infraestrutura. Cloud Computing vem com protocolos desenvolvidos e tecnologia de criptografia. Os backups também são criados em um espaço virtual, portanto, não há perigo de vazamento de dados.

Proteção contra falha

Em um ambiente virtualizado, cada VM é seu contêiner. Não depende de infraestrutura para suas operações. Se uma determinada VM estiver sendo testada ou se tiver um ataque de malware, ela não se infiltrará nas outras VMs. As outras VMs são protegidas, pois não dependem umas das outras.

Características da Virtualização em Cloud Computing

A computação em nuvem tem características muito próprias que a tornam muito distinta. Então, quando falamos de virtualização e computação em nuvem, nos referimos a um conjunto particular de características que o tornam especial.

Distribuição de recursos

Quando nos referimos a uma plataforma de computação em nuvem, queremos dizer que os recursos são distribuídos e não concentrados em uma única máquina. Qualquer computador pode ser transformado em um computador host e então terá o poder de controlar os usuários. O número de usuários pode ser restrito, e tem controle sobre todo o sistema.

Isolamento

Em um ambiente virtualizado, cada máquina virtual é independente. Ele pode ser isolado de outras máquinas virtuais e é mais benéfico para convidados que podem usar essas máquinas virtuais isoladas. Ele protege o meio ambiente e os hóspedes também não têm acesso a informações sigilosas e ainda podem se conectar a outras pessoas.

Disponibilidade

Uma grande característica de um ambiente virtualizado é que os usuários podem acessar recursos que não obtêm em uma máquina física. Melhora o tempo de atividade e aumenta a disponibilidade. Também reduz o tempo de inatividade e aumenta a eficiência, produtividade e segurança.

Agregação

A agregação usa software de gerenciamento de cluster para unir computadores homogêneos semelhantes para que eles formem um centro de recursos.

Autenticidade e segurança

Em um ambiente de servidor virtualizado, como em Cloud Computing, sistemas e servidores oferecem continuidade de desempenho. Os serviços não são interrompidos, como costuma acontecer em um ambiente de servidor físico. O tempo de atividade dos sistemas é mantido e há balanceamento de carga automático.

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Vantagens da Virtualização

A virtualização oferece algumas vantagens distintas, como:

• Os usuários podem acessar dados da memória virtual e não precisam se preocupar com a memória física.
• Os usuários podem trabalhar em seus projetos e fazer testes sabendo que as máquinas são protegidas por recursos de segurança altamente desenvolvidos.
• Os custos de manutenção de servidores virtuais são menores e também reduz a replicação de dados.
• Os recursos são implantados com rapidez e facilidade.

Desvantagens da Virtualização

No entanto, a virtualização também tem suas desvantagens. Como:

• A implementação real da tecnologia de virtualização é bastante cara.
• A virtualização também vem com problemas de escalabilidade.
• Existem problemas relativos à disponibilidade e os usuários precisam confiar na disponibilidade de terceiros.
• Se os usuários não mantiverem protocolos de procedimento adequados, os dados confidenciais também poderão ser acessados ​​pelos usuários.

Tipos de Virtualizações

A virtualização é o conceito central que funciona na tecnologia de computação em nuvem. A virtualização pode ser de tipos muito diferentes. Quando falamos de virtualização, queremos dizer não apenas um único tipo de virtualização, mas muitos, dependendo dos sistemas operacionais, capacidade de armazenamento, etc.

1. Virtualização de hardware

Nesse tipo de virtualização, um hipervisor é utilizado para gerenciar os recursos disponíveis. Um hipervisor gerencia e manipula os recursos físicos de maneira sofisticada.

Tipos de virtualização de hardware:

• Virtualização Completa: Neste tipo de virtualização de hardware, a Máquina Virtual estimula totalmente o hardware existente. Não há necessidade de quaisquer modificações.
• Virtualização de emulação: a máquina virtual imita exatamente o hardware, mas é completamente independente. Não é necessário modificar os sistemas operacionais.
• Para-Virtualização : Neste tipo de virtualização, as máquinas virtuais possuem uma interface semelhante ao hardware do host. O desempenho da máquina virtual é maximizado quando o sistema operacional convidado é personalizado.

Vantagens da virtualização de hardware:

• É muito eficiente na utilização dos recursos.
• O tempo de atividade aumenta significativamente.
• É muito rentável e econômico.
• Redundância de hardware e software.

2. Virtualização do sistema operacional

Aqui, a máquina host possui o sistema operacional da máquina virtual. Esse tipo de virtualização geralmente é feito para testar os aplicativos e ver como eles funcionam no sistema operacional.

Tipos de virtualização de sistema operacional:

• Virtualização do Sistema Operacional Linux: Aqui o software chamado software de estação de trabalho VMware é baixado, que então é usado para instalar o sistema operacional Linux.
• Otimização do sistema operacional Windows: Para otimizar este sistema operacional, primeiro você precisa baixar o software da estação de trabalho VMware e, em seguida, instalar o sistema operacional Windows.

Tipos de discos na virtualização do sistema operacional:

• Disco privado: Este tipo de virtualização é utilizado por uma empresa ou pessoa física. As informações armazenadas no disco dependem de sua capacidade.
• Disco compartilhado: aqui, várias empresas ou muitos indivíduos compartilham o disco ao mesmo tempo. As alterações feitas nos dados do disco não afetam outros usuários.

Benefícios da virtualização do sistema operacional:

• Os dados são usados ​​na memória virtual, portanto, não há necessidade de manutenção.
• Os dados são armazenados em um servidor virtual e não há necessidade de conexão com o servidor. É econômico e economiza tempo.
• Ele usa máquinas virtuais e, portanto, é energeticamente eficiente.
• Ele protege os dados contra acesso não autorizado.
• Os recursos de software são implantados rapidamente e os dados também são transferidos para os clientes com rapidez.

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3. Virtualização de Servidores

A virtualização de servidores acontece na computação em nuvem quando um servidor é dividido em vários servidores virtuais. Esses servidores virtuais são chamados de servidores virtuais privados. Ele mascara os recursos do servidor. Também minimiza custos e aumenta a utilização de recursos.

Tipos de virtualização de servidores:

• Hipervisor: Um hipervisor é como uma camada que divide o sistema operacional do hardware. O hipervisor lida com consultas, solicitações de hardware e despachos.
• Virtualização Completa: Aqui nesta virtualização, o hardware é emulado. A operação da máquina é usada para executar a função de entrada-saída e alterar o status do sistema.
• Paravirtualização: Aqui no caso da paravirtualização, o hipervisor não precisa de muito poder de processamento para gerenciar o sistema operacional.
• Virtualização do Sistema Operacional: Neste tipo de virtualização, o sistema operacional é particionado em vários espaços de trabalho independentes com seus ambientes virtuais.

Vantagens da Virtualização de Servidores:

• Quando um único servidor é dividido em vários servidores virtuais, torna-se muito econômico.
• Os usuários obtêm acesso aos recursos e eles são implantados o mais rápido possível.
• Os usuários podem armazenar seus dados confidenciais e, portanto, esse tipo de virtualização é muito seguro.
• Cada servidor pode ser reiniciado sem iniciar outros servidores.

4. Virtualização de armazenamento

Aqui, o armazenamento de vários servidores físicos entra em um único armazenamento.

Tipos de virtualização de armazenamento:

• Virtualização de armazenamento baseada em blocos: aqui, o armazenamento lógico é extraído da memória física. Ele permite que o software de gerenciamento de virtualização aprenda sobre a capacidade do dispositivo.
• Virtualização de armazenamento baseada em arquivo: é usada para sistemas de armazenamento baseados em rede e usada para uma finalidade específica.

Vantagens da virtualização de armazenamento:

• Os dados são armazenados com segurança longe do acesso do host.
• Os dados são facilmente recuperados.
• As operações tornam-se mais eficientes devido à extração de armazenamento.

Razões para implementar a virtualização de armazenamento:

• Implemente e gerencie problemas relacionados ao armazenamento.
• Há menos tempo de inatividade.
• O armazenamento é utilizado de uma maneira melhor.

Riscos da virtualização de armazenamento:

• Falha: pode ocorrer perda de dados e tempo de inatividade. A proteção de dados em uma máquina virtual deve ter prioridade máxima.
• Problemas de nomenclatura: muitos sistemas virtuais deram origem a um problema de nomenclatura em que é difícil identificar máquinas virtuais importantes e não tão importantes.

5. Virtualização de desktop

Aqui, os usuários podem visualizar uma área de trabalho de um dispositivo conectado. Ele divide a área de trabalho de seu dispositivo físico para que os clientes possam acessá-lo.

Tipos de virtualização de desktop:

• Infraestrutura de área de trabalho virtual: aqui, a área de trabalho virtual imita o ambiente de área de trabalho convencional. As sessões virtuais operam em máquinas virtuais em um data center em nuvem.
• Serviços de Área de Trabalho Remota: Isso acontece quando apenas alguns aplicativos são virtualizados.
• Desktop as a Service (DaaS): Neste tipo, os provedores de serviço podem oferecer a virtualização do desktop como serviço.

Benefícios da Virtualização de Área de Trabalho:

• Maior segurança: Os sistemas de segurança monitoram cada máquina virtual. As máquinas virtuais são isoladas umas das outras. Qualquer mudança ou alteração nessas máquinas virtuais pode sinalizar a presença de software malicioso.
• Tempo de inatividade reduzido: as máquinas virtuais podem ser movidas sem que os usuários percebam.
• Custos baixos: licenciamento de software mais baixo significa custos mais baixos.

6. Virtualização de rede

Aqui neste tipo de virtualização, muitas redes virtuais podem ser executadas e mantidas. Cada rede virtual pode estar com seu plano de dados e seus controles. Pode existir em cima de uma rede física.

Ferramentas para virtualização de rede:

• Sistema operacional do comutador físico: quando o sistema operacional oferece suporte à virtualização de rede.
• Hipervisor: É um software executado em máquinas virtuais.

Tipos de virtualização de rede:

• Rede definida por software: o hardware é virtualizado e o tráfego de rede é roteado.
• Virtualização da função de rede: aqui, os dispositivos de hardware são virtualizados, como firewalls. Torna-se muito fácil instalá-los, monitorá-los e administrá-los.

Vantagens da virtualização de rede:

• Reduz o tempo de provisionamento da rede.
• Melhora a segurança da rede.
• Ameaça e falha são isoladas.

Processo de virtualização em um ambiente de computação em nuvem

Na computação em nuvem, a virtualização é feita atribuindo um nome ao servidor físico. Os ponteiros são então direcionados para esse servidor físico. Isso geralmente é feito sob demanda. Na virtualização, a execução dos programas é feita com muita facilidade. Na virtualização, a segmentação é feita para memória, armazenamento e redes. A virtualização acontece quando uma máquina host e uma máquina convidada são usadas. A máquina host é aquela na qual a máquina virtual é criada e a máquina virtual criada é usada como uma máquina convidada.

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Embrulhando-o

A virtualização está em demanda hoje, e aqueles com habilidades de computação em nuvem encontrarão empregos lucrativos. No futuro, mais e mais servidores virtuais serão usados ​​para armazenar dados. Portanto, profissionais de TI, testadores de software, administradores de sistema, desenvolvedores de software e profissionais de redes de hardware podem esperar que a computação em nuvem e as tecnologias de virtualização cresçam rapidamente.