Тип виртуальной машины вм размещаемый между операционной системой и аппаратным обеспечением

Обновлено: 28.04.2024

Что такое виртуальная машина и как она работает

Виртуальная машина (VM, ВМ) — это виртуальная копия реального оборудования, приложение, которое функционирует как физический компьютер или сервер. Ее еще называют виртуальным сервером.

С точки зрения пользователя виртуальная машина выглядит как настоящее оборудование — как будто вы используете программы или приложения, установленные на вашем компьютере, вот только этот компьютер не реальный, а виртуальный.

ВМ не зависит от реального оборудования и может использовать только те ресурсы, которые были в нее добавлены. Например, воспроизводит внутри себя код установленной на ней операционной системы.

Кстати, эта ОС может отличаться от той операционной системы, которая установлена на компьютере. То есть на компьютере с Windows может быть запущена ВМ с Linux, а на нее установлены нужные приложения, работающие с этой операционной системой, но не подходящие для Windows.

Просто так виртуальная машина работать не будет, между ней и физическим оборудованием должна быть прослойка — специализированная программа под названием гипервизор. Она как бы копирует (эмулирует) процессорное время, память, жесткий диск, сеть и другие аппаратные ресурсы физического устройства, позволяя виртуальным машинам совместно ими пользоваться.

Зачем нужны виртуальные машины

С помощью них можно эффективнее использовать физическое оборудование — значит, для решения поставленных задач его нужно меньше. Также при использовании виртуальной машины снижается потребность в электроэнергии и охлаждении.

Кроме того, преимуществами виртуальных машин пользуются, чтобы упростить резервное копирование, аварийное восстановление инфраструктуры, новые развертывания приложений и базовые задачи системного администрирования — новую ВМ с нужной ОС и кодом легко развернуть из виртуального образа.

Виртуальные машины легко перемещать между физическими серверами, например, когда надо заменить оборудование на новое или перераспределить нагрузку между серверами. Это упрощает управление кластером, то есть группой из нескольких серверов. Также ВМ можно копировать для оптимизации использования аппаратных ресурсов.

Разные виртуальные машины на одном физическом сервере обычно потребляют разное количество ресурсов, то есть одна из них может использовать всё доступное физическое хранилище, а другая хранить мало файлов, поэтому требуется балансировка распределения доступных ресурсов между ВМ.

Если вы хотите лучше разобраться в том, что такое виртуализация и как она работает — мы написали об этом в отдельной статье.

Как используют виртуальные машины

Для чего еще нужны виртуальные машины? Есть много вариантов их использования. Часто их развертывают, если для одновременно работающих приложений требуются разные операционные системы и вычислительная мощность.

Например, когда компания хочет одновременно протестировать несколько веб-серверов и небольших баз данных. Или хочет запустить на одном и том же оборудовании, например, игровой сервер с мощной графикой и базу данных для обслуживания клиентов.

Вот еще несколько вариантов использования виртуальных машин:

защита информации и ограничение возможностей программ (песочница);
исследование производительности программного обеспечения;
эмуляция на оборудовании различных архитектур (например игровой приставки);
оптимизация использования ресурсов физических серверов;
тестирование и отладка системного программного обеспечения;
проверка программ на наличие вредоносного ПО.

Данные на территории РФ, в независимых ЦОДах уровня TIER III
Облако аттестовано в соответствии с 152-ФЗ и подходит для размещения ИСПДн

Виртуальные машины и контейнеры: в чем разница?

Контейнеризация — другой вид виртуализации, контейнеры виртуализируют только операционную систему, а не все базовое оборудование. При этом одно и то же ядро операционной системы, то есть ее центральный модуль, может обслуживать не одно, а несколько изолированных экземпляров пространства пользователя — областей ОС, предназначенных для приложений и данных конкретного пользователя. Эти области и называют контейнерами.

Эти контейнеры содержат код, системные инструменты, среду выполнения, системные библиотеки и параметры, необходимые для запуска приложений. Их часто используют, когда требуется работа нескольких приложений на одной и той же операционной системе. Контейнеры полностью изолированы, программы из разных контейнеров не могут воздействовать друг на друга.

Контейнеры применяют в распределенных приложениях на инфраструктуре частного или публичного облака, а также для упаковки устаревших приложений, чтобы упростить их развертывание, в том числе при переносе на другой сервер.

В отличие от виртуальных машин, все контейнеры используют одно и то же ядро операционной системы, которая установлена на сервере. В этом и недостаток, и преимущество контейнеризации:

недостаток — потому что вам недоступен широкий спектр операционных систем и вы не можете обновить ОС в отдельном контейнере;
преимущество — потому что отсутствуют накладные расходы на множество отдельных ядер и эмуляцию виртуального оборудования. Соответственно, контейнеры потребляют меньше вычислительных ресурсов.

Одним из ведущих разработчиков контейнеров в настоящее время является Docker, который впервые появился на рынке в 2013 году как контейнерная платформа на базе Linux.

Облачные вычисления и виртуальные машины

Виртуальными машинами можно пользоваться не только на своем оборудовании. Их можно брать в аренду у облачных провайдеров — они сами покупают оборудование, настраивают системы виртуализации, а потом выделяют своим клиентам нужное количество виртуальных серверов. В облаке можно развернуть не только одну-две виртуальных машины, но и целую IT-инфраструктуру с множеством таких ВМ, связями между ними и сложными настройками.

Облачные вычисления добавляют к виртуализации дополнительные технологии, например, сервис самостоятельного администрирования и автоматический биллинг — подсчет стоимости потраченных ресурсов. Так, в облачном дата-центре инженеры могут создавать новые виртуальные машины в зависимости от потребностей пользователей или нового проекта. А обычный пользователь в облачной среде выбирает ресурсы из каталога в личном кабинете и создает виртуальные машины, не взаимодействуя с реальным физическим оборудованием.

Для многих бизнес-задач использовать виртуальные серверы в облаке проще и выгоднее, чем покупать и настраивать собственное оборудование. Облачная инфраструктура дает широкие возможности для разработки программного обеспечения, подходит как для стартапов и небольшого бизнеса, так и для развертывания IT-систем крупных проектов.

Аннотация: В рамках данной лекции будут рассмотрены следующие вопросы: Концепция виртуализации ИТ - инфраструктуры. Преимущества и недостатки виртуальных машин. Типы виртуализации элементов ИТ - инфраструктуры. Виртуализация серверов. Сценарии применений решений виртуализации. Преимущества виртуализации для бизнеса. Список материалов для самостоятельного изучения.

Концепция виртуализации ИТ - инфраструктуры

Интерес к виртуализации возникший в последнее время, объясняется довольно просто - произошла смена парадигмы, один сервер больше не означает "одно приложение ". На смену устоявшимся представлениям пришла идея множества приложений на одном физическом сервере, функционирующие в режиме SMP (симметричного мультипроцессинга). Во многом это стало возможным благодаря увеличению вычислительных мощностей при отставании роста нагрузки приложений.

SMP предполагает, что вычислительные ресурсы организуются в пулы. Ресурсы можно добавлять в пулы, выводить из них и делить между несколькими приложениями, консолидируя множество приложений на одном сервере.

Далее, в текущей лекции, будет приведено описание различных типов виртуализации. Отметим, что, как правило, под виртуализацией понимают преобразование аппаратного обеспечения в программное. Т.е. несколько виртуальных машин используют общие аппаратные ресурсы. Общий подход к виртуализации заключается в установке программного слоя либо в операционную систему, либо в аппаратное обеспечение компьютера. Установленный программный слой используется для создания виртуальных машин, распределения аппаратных ресурсов и т.д.

В свою очередь , виртуальная машина является частью более масштабного решения - виртуальной инфраструктуры, представляющей собой динамическое распределение физических ресурсов , в зависимости от потребностей пользователей . Если виртуальная машина использует ресурсы конкретного компьютера, на котором функционирует, то виртуальная инфраструктура использует физические ресурсы всей ИТ-среды.

Преимущества использования виртуальных машин

Какими бы техническими "изюминками" не обладало решение, его эффективность и целесообразность использования определяются обеспечиваемым им функционалом и преимуществами, по сравнению с иными способами решения тех же задач. Рассмотрим основные преимущества виртуализации:

виртуальная машина работает под управлением гостевых операционных систем и содержит все стандартные компоненты компьютера, а значит виртуальная машина полностью совместима со стандартными операционными системами, программным обеспечением и т.д.;
в рамках виртуальной машины можно работать с устаревшими программными решениями и операционными системами;
возможность создать защищенные пользовательские окружения для работы с сетью, в этом случае вирусные атаки могут нанести вред операционной системе, а не виртуальной машине;
несколько виртуальных машин, развернутых на физических ресурсах одного компьютера, изолированы друг от друга, таким образом, сбой одной из виртуальных машин не повлияет на доступность и работоспособность сервисов и приложений других;
поскольку каждая виртуальная машина представляет собой программный контейнер, то она может быть перенесена или скопирована, как и любой иной файл;
виртуальные машины не зависят от аппаратного обеспечения, на котором функционируют в том смысле, что в качестве значений параметров виртуальной машины, таких как оперативная память, процессор и т.п., можно указать значения и типы, отличающиеся от реальной физической конфигурации компьютера;
виртуальные машины идеально подходят для процессов обучения и переподготовки, поскольку позволяют развернуть требуемую платформу вне зависимости от параметров и программного обеспечения хоста (физического компьютера, на котором функционирует виртуальная машина);
возможность сохранения состояния виртуальной машины позволяет быстро вернуться к точке до внесения изменений в систему;
в рамках одной гостевой операционной системы может быть развернуто несколько виртуальных машин, объединенных в сеть и взаимодействующих между собой;
виртуальные машины могут создавать представления устройств, которых физически нет (эмуляция устройств).

Недостатки использования виртуальных машин

Несмотря на то, что большая часть недостатков виртуальных машин разрешима, нельзя не упомянуть о них:

обеспечение единовременной работы нескольких виртуальных машин потребует достаточного количества аппаратных мощностей;
в зависимости от используемого решения, операционная система виртуальной машины может работать медленнее, чем на "чистом" аналогичном аппаратном обеспечении;
различные платформы виртуализации не поддерживают виртуализацию всего аппаратного обеспечения и интерфейсов.

Типы виртуализации.

Рассмотрим основные типы виртуализации различных компонент ИТ - инфраструктуры.

Является наиболее распространенной в данный момент формой виртуализации. Виртуальная операционная система (виртуальная машина) представляет собой, как правило, совмещение нескольких операционных систем, функционирующих на одной аппаратной основе. Каждая из виртуальных машин управляется отдельно при помощи VMM ( Virtual Machine Manager). Лидерами в области поставок решений для виртуализации информационных систем являются Microsoft, AMD , Intel и VMware.

Под данным процессом виртуализации понимают процесс интеллектуальной балансировки нагрузки . Балансировщик нагрузки управляет несколькими веб - серверами и приложениями, как единой системой, пользователь, при этом, "видит" только один сервер, который, фактически, предоставляет функционал нескольких серверов.

Под виртуализацией приложений следует понимать использование программных решений в рамках изолированной виртуальной среды (более подробно виртуализация приложений будет рассмотрена в последующих лекциях).

Представляет собой объединение аппаратных и программных ресурсов в единую виртуальную сеть. Выделяют внутреннюю виртуализацию сети - создающую виртуальную сеть между виртуальными машинами одной системы, и внешнюю - объединяющую несколько сетей в одну виртуальную.

В данном случае виртуализация заключается в разбиении компонент аппаратного обеспечения на сегменты, управляемые отдельно друг от друга. В некоторых случаях, виртуализация операционных систем невозможна без виртуализации аппаратного обеспечения.

В свою очередь делится на два типа: виртуализацию блоков и виртуализацию файлов.

Виртуализация файлов, как правило используется в системах хранения, при этом ведутся записи о том, какие файлы и каталоги находятся на определенных носителях. Виртуализация файлов отделяет статичный указатель нахождения виртуального файла ( C:\ , к примеру) от его физического местоположения. Т.е. при запросе пользователем файла C:\file.doc решение виртуализации файлов отправит запрос к месту реального размещения файла.

Виртуализация блоков. Используется в сетях распределенного хранения данных. Сервера - хранилища данных используют RAID - технологию. iSCSI интерфейс также использует блочную виртуализацию, позволяя операционной системе распределить виртуальное блочное устройство . Более подробную информацию о виртуализации систем хранения см. в п.№4 списка источников для самостоятельного изучения.

По своей сути, виртуализация сервисов является объединением всех вышеуказанных типов виртуализации. Решение виртуализации сервисов позволяет работать с приложением вне зависимости от физического расположения его частей, объединяя и управляя их взаимодействием.

Приведенная выше типология рассматривает виртуализацию, в зависимости от части ИТ - инфраструктуры, в которой она применяется. Подходы к созданию интерфейсов между виртуальными машинами и системами виртуализации ресурсов также можно разделить на следующие типы:

Полная виртуализация - технология, которая обеспечивает полную симуляцию базового оборудования, гостевая операционная система остается в нетронутом виде.
Аппаратная виртуализация - технология, позволяющая запускать на одном компьютере (хосте) несколько экземпляров операционных систем (гостевых операционных систем). При этом гостевые ОС независимы друг от друга и от аппаратной платформы.

Аппаратная виртуализация представляет собой набор инструкций, облегчающих выполнение операций на аппаратном уровне, которое до этого могли выполняться только программно, при этом затрачиваются дополнительные программные ресурсы.

Виртуализация серверов. Сравнительное описание подходов.

Существует два основных подхода к виртуализации серверов: на одном сервере (на базе хоста), либо виртуализация операционной системы. Особенности подходов приведены ниже.

Виртуализация на базе хоста, или полная виртуализация , обладает следующими особенностями:

возможность консолидации унаследованных серверов.
не поддерживается изоляция аппаратных средств.
при интенсивных вычислительных операциях производительность заметно падает.

Виртуализация на базе хоста, или паравиртуализация, обладает следующими особенностями :

ограниченная поддержка ОС.
не поддерживает поддержку унаследованных ОС.

Особенности виртуализации на базе хоста, или аппаратной виртуализации :

реализация требует аппаратного обеспечения, поддерживающего Intel VT или AMD -V.
сетевые и дисковые операции ввода\вывода осуществляются, практически, с эффективностью, обеспечиваемой исходным оборудованием.

Виртуализация операционной системы:

применяется на серверах, требующих полной изоляции и высокой степени консолидации .
преимущества различных решений виртуализации для бизнеса.
параллельная работа нескольких ОС на одном сервере не поддерживается.
имеется мало инструментальных средств корпоративного управления, в отличие от решений на базе виртуализации хоста.

Сценарии применения решений виртуализации

Рассмотрим типовые решения использования серверной виртуализации:

Консолидация. Виртуализация позволяет снизить количество физических серверов, а соответственно, и издержки на их техническое обслуживание. Кроме того, это ведет к упрощению ИТ - инфраструктуры, а значит к ее большей управляемости и гибкости.
Тестирование и разработка. Как уже отмечалось ранее, использование решений виртуализации позволяет ИТ - администраторам в короткие сроки разворачивать макет ИТ - инфраструктуры для целей тестирования. При чем это не потребует приобретения дополнительного оборудования, или перестройки уже имеющейся и функционирующей на предприятии ИТ - инфраструктуры.
Центр обработки данных. Виртуализация серверов позволяет обеспечить высокую степень адаптивности ИТ - инфраструктуры к меняющимся требованиям бизнеса. Благодаря возможности переноса виртуальных машин с одного сервера на другой, можно осуществлять динамическую балансировку нагрузки
Обеспечение отказоустойчивости сервисов. В случае сбоя физического сервера, обеспечивающего доступность и работоспособность сервисов посредством виртуальных машин, эти машины могут быть оперативно перенесены на базу другого физического сервера. Таким образом, время простоя сервисов из - за неисправностей, и по иным причинам, минимально.

Виртуализация рабочих станций

Виртуализация рабочих станций подразумевает выделение различных вычислительных уровней и хранение их в центрах обработки данных, таким образом, пользователи могут получить доступ к приложениям и данным по сети при минимальных рисках потери.

Сценариев использования виртуализации рабочих станций множество, все зависит исключительно от потребностей бизнеса. Если обобщить возможные варианты использования виртуализации рабочих станций, то можно выделить следующие цели:

Обеспечение мобильности сотрудников. Виртуализация может обеспечить работу с приложениями без их установки, предоставляя доступ к данным как интерактивном, так и в автономном режимах.
Обеспечение доступности приложений. Сотрудники фирмы могут использовать необходимые сервисы и приложения при наличии одного только подключения к Интернету. Отсутствует необходимость в привязке сотрудника к одному конкретному рабочему месту, для обеспечения выполняемых им функций.
Защита интеллектуальной собственности . В случае, когда необходимо предоставить сотрудникам, партнерам или заказчикам конфиденциальную информацию, то для обеспечения ее сохранности, и управляемого доступа к ней, может быть использована инфраструктура виртуальных рабочих столов.

Преимущества решений виртуализации для бизнеса

Учитывая все вышесказанное можно выделить ряд положительных, с точки зрения бизнеса, моментов, обеспечиваемых использованием решений виртуализации:

обеспечение SMP - совместного использования пула ресурсов несколькими приложениями одновременно.
живая миграция - приложение может быть перенесено с одной группы ресурсов на другую без приостановления его функционирования.
оперативное развертывание дополнительных рабочих станций и серверов для тестирования, отладки и обновления имеющихся решений.
возможность добавлять и изымать ИТ - ресурсы из пула без необходимости остановки работ.
повышение устойчивости приложений.
балансировка используемых ресурсов.
сокращение энергопотребления за счет оптимизации, используемых ресурсов

Термины

SMP - симметричное мультипроцессирование - архитектура многопроцессорных компьютеров, в которой несколько одинаковых процессоров подключаются к общей памяти. SMP позволяет процессору работать с данными вне зависимости от места их расположения, при наличии соответствующего программного обеспечения задачи могут перемещаться между процессорами для обеспечения оптимального распределения нагрузки.

Консолидация приложений - процесс размещения нескольких приложений на одном физическом сервере (хосте).

Гостевая операционная система - операционная система виртуальной машины. На одном физическом хосте может быть одна хостовая операционная система и несколько гостевых.

VMM ( Virtual Machine Manager ) - тип приложений, разработанный для управления виртуальными машинами.

Полная виртуализация - технология полного симулирования базового оборудования.

Паравиртуализация - техника виртуализации, при которой гостевые операционные системы подготавливаются для работы в виртуальной среде путем внесения модификаций в их ядро .

Аппаратная виртуализация - технология, позволяющая запускать на одном компьютере (хосте) несколько виртуальных машин.

Балансировка нагрузки - распределение выполнения вычислительных задач между несколькими серверами с целью оптимизации использования ресурсов и сокращения времени исполнения.

Тонкий клиент - программное обеспечение в сетях с клиент - серверной архитектурой, используется для взаимодействия с сервером, как правило, не несет никакой вычислительной нагрузки.

Краткие итоги

Технология виртуализации является естественным ответом на всевозрастающее многообразие программных решений, их усложнение и, как следствие, постоянно меняющихся требований к аппаратной части и ИТ - инфраструктуре в целом.

В настоящее время, под виртуализацией, как правило, понимают процесс использования нескольких виртуальных машин, в зависимости от круга решаемых задач и потребностей бизнеса. Но это лишь малая часть потенциала технологий виртуализации. Уже кажется вполне реальным подход к формированию виртуальной ИТ - инфраструктуры.

Сложно усмотреть существенные недостатки в подобном подходе, который помимо гибкости, масштабируемости и надежности также обещает простоту в управлении и сокращение издержек. Пожалуй, единственным сдерживающим фактором может быть недостаток квалифицированного персонала для формирования и сопровождения подобной инфраструктуры.

Отметим, что без развития технологий виртуализации не был бы возможен и переход к "облакам", что будет описано позже, в рамках данного курса.

Мы рассмотрели в рамках текущей лекции концепцию виртуализации, ее типы, преимущества и недостатки различных подходов, а также многообразие сценариев использования решений виртуализации. Важным представляется следующий вывод : виртуализация сегодня, это уже не просто интересная тема и альтернативная возможность организации работы; виртуализация - уже совершенный "шаг", переход от классической инфраструктуры к виртуализированной уже осуществлен с концептуальной и технологической точек зрения и большего преимущества смогут добиться те, кто раньше остальных осуществит переход фактический.

Виртуальная машина (ВМ) — это программа, работающая на оборудовании хоста, которая предоставляет изолированную среду с собственной гостевой операционной системой и приложениями, отделенными от ОС хоста и других ВМ этой хост-системы.

Виртуальные машины работают как физическое оборудование

С точки зрения конечного пользователя, ВМ обеспечивает практически такие же функциональные возможности, что и среда одного компьютера. Файлы и приложения виртуальной машины можно загружать, хранить, обновлять и использовать так же, как на физическом компьютере (без ОС), не оказывая никакого влияния на хост-систему и другие ВМ. Физические системы хост-системы, такие как ЦП, графический процессор, память и СХД, выделяются для ВМ на уровне программного обеспечения, который называется гипервизором. Виртуальное оборудование, предоставляемое гипервизором, сопоставляется с физическим оборудованием на хост-системе (например, виртуальный жесткий диск ВМ хранится как файл на жестком диске хоста).

Причина разделения ВМ и оборудования

Виртуальные машины предлагают несколько вариантов практического применения. Поскольку виртуальные машины отделяют виртуальную операционную среду от физического оборудования, они очень полезны при тестировании потенциально вредоносных приложений. Прежде чем развертывать обновление ОС, ИТ-специалисты могут протестировать ОС на виртуальной машине, чтобы убедиться в том, что критически важные бизнес-приложения с этим обновлением будут работать. Виртуальные машины могут также использоваться разработчиками для тестирования новых приложений или обновлений в самых разных ОС самых разных версий. Если потребуется запустить приложение, для которого требуется устаревшая ОС, его можно запустить на виртуальной машине.

Типы виртуальных машин

Говоря в целом, имеется два типа виртуальных машин: виртуальные машины процессов и системные виртуальные машины.

Виртуальная машина процесса, также известная как виртуальная машина приложения или управляемая среда выполнения (MRE), представляет собой виртуальную платформу для одного процесса, который запускается на хост-машине как приложение. Как только процесс заканчивается, виртуальная машина уничтожается.

Системная виртуальная машина — это комплексная система, работающая как система без ОС. Каждая системная виртуальная машина может иметь собственную ОС с несколькими приложениями. Для системы этого типа требуется использовать гипервизор, открывающий доступ к аппаратным ресурсам хост-машины.

Почему следует использовать виртуальные машины?

Преимущества виртуальных машин:

Портативность. Виртуальные машины можно легко перемещать с одного сервера на другой или даже с оборудования в локальной среде в облачную среду.
Меньше занимаемого места. Поскольку виртуальные машины позволяют использовать аппаратные ресурсы более эффективно, для выполнения рабочих задач потребуется меньшее число хост-машин, чем если бы они выполнялись в физической среде, что позволяет экономить пространство, энергию и затраты.
Ускоренное выделение ресурсов. Существующая виртуальная машина может легко дублироваться, когда требуется новый экземпляр, то есть, не нужно создавать все с нуля.
Безопасность. Виртуальные машины предлагают безопасную изолированную среду, благодаря чему вредоносное ПО или другие угрозы для конкретной ВМ не распространяются на хост-систему или другие ВМ.

Однако у использования виртуальных машин имеются как плюсы, так и минусы. Для администрирования и управления средой ВМ ИТ-специалистам требуется определенный опыт и знания. А наличие уровня гипервизора и нескольких ОС на одной хост-системе требует затрат на поддержание производительности. Пользователи, которым требуется высокая производительность, могут сомневаться, следует ли им использовать ВМ, поскольку любая среда ВМ характеризуется задержками в работе и проблемами доступности ресурсов.

Виртуальные рабочие места и виртуальные машины

Существует два основных способа использования виртуализации в организациях. Компании могут использовать сочетание этих двух способов в своей сети, в зависимости от своих потребностей.

Первый способ — это виртуальные рабочие места. Данная технология создает виртуальную рабочую станцию, предлагающую стандартные, общедоступные функции для всех виртуальных рабочих мест в центральной сети. Пользователи могут легко получать доступ к виртуальному рабочему месту через Интернет и работать с одинаковой эффективностью с любых устройств. Интерфейс рабочего места ограничен, и пользователи имеют доступ только к определенным приложениям. Эти рабочие станции не используют ресурсы виртуального оборудования, такого как ЦП, память или СХД, и когда пользователь выходит из системы, они становятся неактивными.

С другой стороны, виртуальные машины позволяют задавать настройки под определенные аппаратные ресурсы. По сравнению с виртуальными рабочими местами, на виртуальных машинах доступен более широкий выбор приложений. Виртуальные машины также изолированы от остальных виртуальных машин в сети, и они остаются в системе даже после того, как пользователь осуществит выход. Обычно они предлагают те же возможности, что и настольный ПК, но при этом не требуется техническое обслуживание оборудования.

Сценарии использования виртуальных машин

Тестирование программного обеспечения, ОС и приложений. Несмотря на то, что именно разработчикам ПО требуется тестировать свои приложения в различных средах, они не единственные, кому это нужно. Любая организация, планирующая развертывание критически важное обновление, может захотеть протестировать это обновление на экземпляре ВМ и выявить несовместимости до развертывания в масштабе всей организации. Выполнение таких тестов на базе ВМ гораздо проще и экономичнее, чем их выполнение на нескольких отдельных физических машинах.

Запуск устаревшего ПО. Компании могут использовать пользовательские или специализированные приложения, не способные работать в современной ОС, но очень нужные этим компаниям. Пользователи, которым требуются эти приложения, могут запускать их на ОС старых версий, используя ВМ.

Запуск ПО, предназначенного для другой ОС. Некоторые приложения доступны только для конкретной платформы. Кроме того, определенные пользователи могут иметь определенные потребности, что заставляет их использовать оборудование, отличное от остального оборудования в организации, но при этом им все равно требуется доступ к приложениям компании. В этих случаях для запуска программного обеспечения, предназначенного для ОС, отличной от ОС на хост-компьютере, можно использовать виртуальную машину.

Запуск приложений SaaS. Программное обеспечение как услуга (SaaS) — это предоставление пользователям ресурсов ПО через облако. Вместо покупки и установки приложения на компьютере, пользователи SaaS оформляют подписку на приложение и осуществляют к нему доступ через Интернет. ВМ в облаке обычно используются и для вычислений для приложений SaaS, и для доставки этих приложений пользователям.

Хранение и резервное копирование данных. Облачные сервисы ВМ очень часто используются для хранения файлов, поскольку данные доступны через Интернет из любого местоположения. Кроме того, ВМ в облаке предлагают оптимизацию резервирования, меньше требуют обслуживания и более легко масштабируются по сравнению с серверами в локальных средах.

Услуги хостинга. Услуги хостинга, такие как управление доступом и электронная почта, предоставляемые на базе облачных ВМ, обычно быстрее и экономичнее, чем в случае предоставления в локальном ЦОД. Запуск этих услуг в облачных ВМ также сокращает потребности в техническом обслуживании и упрощает поставщиками облачных услуг задачи обеспечения безопасности.

Решения виртуальных машин HPE

Наши серверы поддерживают глубокую интеграцию с операционными системами и программным обеспечением виртуализации от партнеров. Мы также тесно сотрудничаем с нашими партнерами по вопросам оптимизации, сертификации и поддержки предлагаемых ими продуктов для различных серверных сред HPE. Наш партнерский портфель ПО включает полный набор программных решений и решений виртуализации для гибридных и мультиоблачных сред, разработанных в сотрудничестве с такими партнерами в сфере ПО, как Microsoft, VMware, Red Hat и SUSE.

HPE Infosight обеспечивает автономное управление на основе технологий ИИ, гарантирующее бесперебойную работу, максимальную производительность и гибкость сред ВМ. Это решение собирает данные от более чем 100 000 систем, рассредоточенных по всему миру, и в нем используется машинное обучение на базе облака, которое оптимизирует производительность виртуальных машин, поскольку позволяет диагностировать основные причины проблем и дает рекомендации по их устранению путем моделирования с учетом приложений и ресурсов. Эта автономная операция на базе ИИ повышает степень видимости и исключает ошибки за счет аналитики, ориентированной на ВМ и данные.

Решения хранения данных HPE для виртуальных машин позволяют повысить производительность и доступность, одновременно сократив расходы, за счет переноса критически важных рабочих задач в виртуальную среду. HPE Nimble Storage предоставляет гибкую, постоянно включенную и быструю платформу для хранения данных, поддерживающую работу ВМ и выходящую за рамки гибридного облака. Обеспечьте постоянную доступность и высокую скорость работы приложений, используя средства прогнозной аналитики HPE InfoSight, и получите полное представление о состоянии всех ресурсов от СХД до виртуальных машин и практические рекомендации по оптимизации процессов в режиме реального времени.

HPE GreenLake предлагает решение на основе модели потребления для локальной инфраструктуры ВМ. HPE остается владельцем оборудования и устанавливает его в вашем локальном или совместно размещенном ЦОД, удаленном офисе или филиале или на периферии, при этом никакие предварительные капитальные затраты не требуются. Вы можете выбрать среду Nutanix с разными вариантами гипервизоров или решение на базе HPE SimpliVity — встроенный резервный запас ресурсов означает, что вы будете в любой момент готовы расширить бизнес и реализовать новые бизнес-возможности.

В статье мы расскажем, что называется виртуальной машиной и для чего она предназначена, разберём преимущества и недостатки использования виртуальных машин, кратко рассмотрим 4 виртуальные машины и установим VirtualBox.

Виртуальный дата-центр VMware

Гибкое решение для создания собственного виртуального дата-центра.

Что такое виртуальная машина и зачем она нужна

Виртуальная машина (ВМ или VM) — это виртуальный компьютер, который использует выделенные ресурсы реального компьютера (процессор, диск, адаптер). Эти ресурсы хранятся в облаке и позволяют ВМ работать автономно. Простыми словами, виртуальная машина позволяет создать на одном компьютере ещё один компьютер, который будет использовать его ресурсы, но работать изолированно.

ВМ может работать в отдельном окне как программа или запускаться через панель управления.

Виртуализация, и виртуальная машина в частности, расширяет возможности IT-инфраструктуры. Она будет полезна разработчикам программных продуктов, веб-дизайнерам, а также тем, кто планирует перейти на новую ОС, но не уверен в выборе.

Для чего нужна виртуальная машина:

чтобы разворачивать две и более независимые операционные системы на одном физическом устройстве. Например, на вашем компьютере установлена операционная система Windows 7, а на виртуальную машину вы установили Windows XP/8/10 или Linux;
для экспериментов с программным обеспечением (например, кодом, предназначенным для запуска в различных ОС), не подвергая риску стабильность компьютера;
чтобы устанавливать и тестировать различные программы и утилиты, не занимая место на основном ПК;
чтобы запускать программы, которые не поддерживает основная ОС, или подключать оборудование, несовместимое с ней. Например, применять Windows-программы на Mac или Linux;
для безопасного запуска приложения (программы), которое вызывает недоверие или подозрение на вирусы;
чтобы эмулировать компьютерные сети и сложные среды, не настраивая виртуальную машину каждый раз. Можно сохранить настройки и продолжить с того этапа, где остановились;
для создания резервных копий ОС.

Если сравнивать функции виртуальной машины с работой на обычном ПК, то можно выделить как преимущества, так и недостатки.

Преимущества виртуальной машины

Можно выключить ПК или перейти к другой задаче с сохранением текущего состояния машины. Если вы решите продолжить работу, ВМ загрузится в том состоянии, в котором находилась в момент выключения.
На VM можно делать снапшоты, которые позволяют откатываться до предыдущих конфигураций. Это удобно, если при тестировании нестабильного софта произошла критическая ошибка. По сравнению с основной системой, для ВМ выделяется меньше места на дисковом пространстве и откат до раннего состояния происходит быстрее.
Машину можно сохранять или дублировать как изолированную среду. Её можно будет запустить позднее или скопировать на другой ПК. Заданные конфигурации сохранятся.
ВМ вместе со всеми данными легко переносится с одного ПК на другой. Портативный софт для виртуальной машины сохраняет информацию одним файлом (в виде образа системы) на физическом компьютере. Для переноса достаточно переместить этот файл.
ВМ не занимает место постоянной памяти, а оперирует выделенной временной памятью. Все действия фиксируются в виде лога, который очищается при завершении каждого сеанса.
Для переподключения на другую ОС не нужно перезагружать компьютер.
На одном устройстве можно хранить несколько виртуальных машин с несколькими ОС в разных состояниях.

Недостатки использования VM

Чтобы одновременно запускать на ВМ несколько операционных систем, нужно иметь соответствующие аппаратные ресурсы.
ОС в виртуальных машинах могут работать медленнее. Несмотря на то что показатели производительности виртуальных ОС стремятся к показателям физических ОС, на данный момент развития они всё-таки не равны.
Виртуальная платформа поддерживает не весь функционал аппаратного обеспечения. VMware уже поддерживает USB 3.0, контроллеры портов COM и LPT и приводы CD-ROM, но с виртуализацией видеоадаптеров и поддержкой функций аппаратного ускорения трехмерной графики могут быть сложности.

Ниже мы расскажем про самые популярные и простые в использовании виртуальные машины и разберём их недостатки и преимущества.

Какие бывают виртуальные машины

К самым популярным виртуальным машинам относятся:

VirtualBox,
Microsoft Hyper-V,
VMware Workstation Player,
Parallels Desktop.

Microsoft Hyper-V ― это VM от Майкрософт.

Плюсы	Минусы
Привычный интерфейс для пользователей Microsoft	Не запускается с версий ниже Windows 10
Сразу установлена на Windows 10 (Pro, Enterprise, и Education)	Нельзя установить на MacOS
Поддерживает различные старые версии Windows	Интерфейс уступает VMWare и VirtualBox

VMware Workstation ― платная мощная виртуальная машина для профессионального использования. Работает в основном с Windows и Linux. Имеет бесплатную версию VMware Player, но она значительно ограничена функционалом.

Плюсы	Минусы
Установка систем по шаблону	Платная VM
Удобный интерфейс	Нельзя записать видео с экрана виртуальной машины
Высокая стабильность и надёжность
Детальная настройка оборудования. Можно отдельно настроить ID процессора, количество видеопамяти и др.
Поддержка 3D-графики и DirectX 10
Поддерживает EFI

Parallels Desktop ― это ВМ, которая позволяет использовать программы разных операционных систем на Mac.

Плюсы	Минусы
Работает без перегрузок	Платная программа
Поддерживает различные операционные системы (Windows, Linux, разные версии MacOS и другие ОС)	Работает только на MacOS

VirtualBox ― cамая популярная программа виртуализации с открытым исходным кодом. С её помощью можно запускать любые операционные системы, например Windows, Linux, Mac, Android. Программа имеет русифицированный интерфейс и проста в применении.

Плюсы	Минусы
Бесплатная VM	Нельзя выделить машине больше, чем 256 МБ видеопамяти. Для современных систем этого мало
Имеет русскоязычную версию	Не поддерживается DirectX для 3D-графики
Интуитивно понятный интерфейс, подходит новичкам
Можно управлять через GUI (графический пользовательский интерфейс) и командную строку
Есть комплект SDK
Можно подключать USB-устройства к виртуальным компьютерам, чтобы работать с ними напрямую
Поддерживает протокол RDP (протокол удалённого доступа)

Все машины имеют свои сильные и слабые стороны. Нельзя рекомендовать только одну. Для примера мы рассмотрим, как создать виртуальную машину Oracle VirtualBox.

Как создать виртуальную машину Oracle VirtualBox

Откройте панель управления Oracle и нажмите Создать:

Введите название виртуальной машины (например, Ubuntu-1). Кликните Далее:

Чтобы выделить объём памяти для машины, сдвиньте ползунок вправо. Мы рекомендуем указать объём 4 ГБ, но если на вашем компьютере недостаточно оперативной памяти, выбирайте максимум 2-3 ГБ. Нажмите Далее:

Укажите объём жёсткого диска 20 ГБ. Кликните Создать:

Готово, вы создали VM Oracle. Теперь переходите к установке операционной системы.

Как установить операционную систему в Oracle VirtualBox

Рассмотрим, как установить операционную систему на примере Ubuntu 20.04.

После загрузки кликните Ок:

На главной странице нажмите Запустить:

Подождите, пока загрузится машина:

В приветственном окне выберите нужный язык:

Нажмите установить Ubuntu:

Затем кликните Продолжить:

Назначьте нужный регион и нажмите Продолжить:

Зарегистрируйтесь. Задайте имя и пароль, остальные поля будут заполнены автоматически. Нажмите Продолжить:

Дождитесь окончания установки и кликните Перезагрузить:

Дождитесь перезагрузки и нажмите Enter:

Выберите учётную запись, которую вы создали на шаге 15:

Введите пароль, который вы задали при создании учётной записи:

Примите предлагаемые настройки или нажмите Далее в правом верхнем углу экрана:

Готово, вы установили ОС Ubuntu 20.04 и можете приступать к работе:

Теперь вы знаете, зачем нужна виртуальная машина и как запустить её с помощью программы VirtualBox.

Виртуальный дата-центр VMware

Для чего используют виртуальный дата-центр?

Эта услуга подходит для применения как частными лицами, так и крупными организациями и корпорациями. Возможности виртуализации в совокупности с облачными вычислениями обладают такими преимуществами как масштабируемость, экономичность и доступность ресурсов в любое время. Можно создавать и развёртывать несколько ВМ одновременно. К примеру, вы можете создать один виртуальный контейнер vApp с машинами для тестовой среды, а другой — для продуктивной. При этом у вас будет возможность изолировать их с помощью разных сетей. Подробнее об услуге читайте в статье: Как начать работу с VMware.

Читайте также: