Virtualizace
Z MiS
Nadřazené stránky: OSY4
Související stránky:
Úkoly k virtualizaci
Nástroje pro virtualizaci
Obsah |
Motto
- Virtuální hospoda?
- Konferenční hovor na Skype a basa lahváčů :-D
- Petr Mařen Juřena
O virtualizaci obecně
Slovíčko „virtuální“ v oblasti výpočetní techniky
- Viz: Virtual (computing). In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 22 November 2009 at 20:34, last modified on 22 November 2009 at 20:34 [cit. 2010-09-18]. Dostupné z WWW: <http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_%28computing%29>.
- programy, simulující činnost hardware
- virtualization
- simulace reálného života
- virtuální realita
- virtual world
- počítačová náhrada něčeho
- virtual community
- virtual library
- virtual conference
Virtualizace (Virtualization)
- Viz: en.wikipedia.org > Wiki > Virtualization <http://en.wikipedia.org/wiki/Virtualization>
Odstínění programu od HW či SW, na kterých je závislý.
- Již znáte z předchozího studia
- virtuální stroj Javy
- virtualizaci paměti (OSY 3)
- virtuální CD mechanika
- Lze
- Virtualizace HW
- SW je spouštěn v prostředí, díky kterému je nezávislý na konkrétním HW
- Virtualizace úložného prostoru.
- Virtualizace SW
- operační systém: wine (viz dále)
- Virtual Private Network
- Application virtualization.
„Historie virtualizace“
Jak moc byl v historii SW závislý na konkrétním HW?
Virtualizace je možná i díky růstu výkonu počítačů. Viz také Mooreův zákon.
Virtualizace OS (platform virtualization)
Přístupy k virtualizaci
- full virtualization (úplná virtualizace)
- paravirtualization (paravirtualizace)
- hardware-assisted virtualization (virtualizace s podporou HW)
Proč virtualizovat?
- spouštění programů pro různé operační systémy na jednom počítači
- spouštění zastaralého SW
- testování konfigurace
- úspora prostředků za HW a energii
- snazší správa
- efektivnější využití výkonu
- vývoj operačních systémů
- vývoj programů, které musí fungovat na různých platformách
HW požadavky
- Dostatek paměti pro hostitelský OS i pro virtuální OS
- V současnosti (2010) musí být obvykle operační paměť pro virtuální stroj vyhrazena trvale v celé velikosti, bez ohledu na aktuální využití.
- Dostatek místa na pevném disku
- Virtuální pevné disky lze omezit, aby zabíraly jen tolik místa, kolik je na nich aktuálně zapsáno dat.
- Pro některé přístupy vyžadují sadu instrukcí pro HW-podporu virtualizace:
- Intel VT-x
- AMD V
- Úkol: Najděte příklad tří typů procesorů s podporou virtualizace OS.
Typy nástrojů pro virtualizaci a jejich možnosti
Konkrétní příklady a více informací o jednotlivých nástrojích najdete v kapitole Nástroje pro virtualizaci.
Nástroje podle zaměření
- na virtualizaci serveru
- důraz na výkon, stabilitu a efektivitu
- správa běhu virtuálních strojů přes síť
- KVM, XEN, VMware ESXi
- na virtualizaci desktopových počítačů
- důraz na virtualizaci grafického rozhraní
- snaha, aby uživatel nejlépe vůbec nepoznal, který program běží na virtuálním stroji (seamless mode)
- VirtualBox, VMware Player, MS Virtual PC
- na virtualizaci API daného OS
- pouze překlad požadavků API
- problémy s aplikacemi, které obchází služby API či pracují přímo s HW (výkonově náročné aplikace, antiviry,...)
- Cygwin, Wine
Možnosti nástrojů
Vyzkoušejte si možnosti prakticky v kapitole Virtualizace ukoly!
- Migrace VM
- přenos běžícího (!) virtuálního stroje (VM) na jiný fyzický stroj
- pokud je VM například server a uživatelé k němu přistupují, neměli by vůbec zjistit, že k migraci došlo
- Sdílené složky
- z virtuálního stroje přistupujeme do složky fyzického stroje
- Uložení stavu virtuálního stroje
- uloží stav virtuálního stroje včetně prováděného výpočtu
- dočasně přerušíme činnost virtuálního stroje, můžeme vypnout fyzický stroj či ho restartovat
- příště při spuštění virtuálního stroje budeme pokračovat přesně v místě, kde byla činnost přerušena
- typické pro virtualizaci desktopu
- Snímky virtuálního stroje
- uložení kompletního stavu virtuálního stroje v daný moment (třeba před provedením rizikové operace)
- VM dále běží, soubory snímku se ale nemění, změny se zapisují do speciálního souboru.
- při úspěchu rizikové operace můžeme snímek zahodit, provedené změny se přidají do souborů snímku (může trvat dost dlouho)
- při neúspěchu rizikové operace můžeme obnovit snímek (soubor se změnami se zahodí, stroj zůstane přesně ve stavu, v jakém byl v okamžiku pořízení snímku
- snímky zpomalují činnost VM (při čtení dat se musí kontrolovat původní soubor snímku i soubor se změnami!)
- snímky jsou vhodné pouze pro krátkodobé uložení stavu
- Klonování VM
- vytvoření přesné kopie virtuálního stroje.
- obě kopie jsou již dále nezávislé, změny prováděné v originále se nijak nepromítnou do klonu a naopak
- klon již nelze zpětně spojit s originálem
- klonování trvá dlouho (musí se vytvořit kopie virtuálního stroje), po vytvoření klonu už ale jsou klon a originál nezávislé, nedochází ke zpomalení běhu.
- Přístup k síti
- virtualizační nástroj obvykle vystupuje jako router, virtuální stroje jsou v podsíti se soukromými IP adresami
- pokud potřebujeme, aby byly virtuální stroje servery (aby byly dostupné z ostatních fyzických počítačů), musíme toto chování změnit.
- Hypervizor
- obvykle označení nástroje pro virtualizaci, který běží přímo na fyzickém HW
- nevyžaduje hostitelský SW
- například VirtualBox není hypervizor, protože běží jako aplikace v hostitelském OS (na počítači nejprve musíme nainstalovat nějaký OS, do něj nainstalujeme VirtualBox jako aplikaci a ve VirtualBox-u spouštíme virtuální stroje)
- VMware ESXi je hypervizor, instaluje se místo operačního systému, nevyžaduje hostitelský OS