Co to jest wirtualizacja

Zadajmy sobie pytanie czym jest wirtualizacja w świecie IT oraz do czego ją możemy wykorzystać. Jakie zalety i korzyści to nam przynosi. Co należy wiedzieć decydując się na wirtualizację serwerów. Na te i inne pytania odpowiem w poniższym artykule - zapraszam

Co to jest wirtualizacja oraz maszyna wirtualna

Oczywiście najprostszą odpowiedzią może być wpisanie w Google lub zadanie pytania tego w ChatGPT i uzyskamy szybko informację. Ale skoro trafiłeś na ten artykuł pozwolę sobie wyjaśnić ci czym jest wirtualizacja na bazie prostego przykładu.

Wyobraźmy sobie budynek mieszkalno usługowy może on być podobny do prezentowanego poniżej przykładu.

W budynku takim może mieszkać wiele rodzin, mogą być też lokale usługowe.

Prywatne pomieszczenia wydzielone nazywamy lokalami, tak jak wspomniałem mogą one być mieszkalne lub usługowe. Mogą też być piwnice lub garaże, miejsca parkingowe.

Do budynku podłączone są różne media jak prąd, woda, kanalizacja, dostawcy internetu, telewizji.

Dostępne też są wspólne ciągi komunikacyjne takie jak klatka schodowa, pralnia, wózkownia, droga dojazdowa do garaży.

Teraz nasz budynek mieszkalny zamieńmy na komputer. W środku mamy nasz CPU, RAM, DYSK, kartę sieciową, karte graficzną - to są nasze wspólne media.

Możemy je podzielić na mieszkania - czyli nasze maszyny wirtualne i ograniczyć lub przydzielić im zasoby w postaci liczników czy indywidualnych umów z naszym operatorem internetowym, gazowym, itp.

Wirtualizacja a wykorzystanie zasobów

Deweloper gdyby miał większą działkę mógłby wybudować dla każdej rodziny osoby dom mieszkalny. Jednak dostał on działkę na której może jedynie wybudować blok wielorodzinny by odpowiedzieć na zapotrzebowanie na mieszkanie dla 100 rodzin.

I tak samo działa wirtualizacją odpowiadając na nasze potrzeby optymalnego wykorzystania zasobów działających w naszej firmie w postaci środowiska IT i uruchomionych naszych konfiguracji. Przykładowo dla komputera który ma 128 GB RAMU 24 rdzeniowy CPU uruchomienie prostej strony www która codziennie będzie obsługiwała do 30 tysięcy osób było by złym wykorzystaniem zasobów. Zapewne komputer o mniejszej specyfikacji poradziłby sobie z tym zadaniem równie dobrze.

Dlatego tak jak deweloper nie możemy pozyskać większej działki (dodatkowych fizycznych komputerów) by wybudować pojedyncze domy (uruchomić nasze konfigurację systemów operacyjnych). Musimy wykorzystać to co mamy by uruchomić "100 naszych różnych aplikacji".

Z pomocą przychodzi nam wirtualizacja, i podobnie jak deweloper będziemy w ramach jednego bloku (komputera), wydzielać mieszkania (uruchamiać maszyny wirtualne).

Wirtualizacja i maszyna wirtualna

Przekładając ten przykład na nasze środowisko IT w firmie czy domu. Mamy za zadanie uruchomić w ramach dostępnego komputera dodatkowe konfiguracje naszych aplikacji, które będą działać na naszym komputerze.

Patrząc na nasze aplikacje to przecież na jednym komputerze z przykładowym systemem operacyjnym z rodziny Linux jesteśmy w stanie uruchomić różne aplikacje (www, bazę danych, pocztę, komunikator, serwer logów, itp). I tu zgodza w 100%. Ale co gdy chcemy uruchomić tą sama aplikację tylko w różnych wersjach i w dodatku na tym samym porcie komunikacyjnym.

Wirtualizacja rozwiązuje nam ten problem. Na przykład użytkownik domowy chce sprawdzić czy jego aplikacja będzie działać na systemie windows 12. A posiada zainstalowany system WIndows 11. Czy jest zobligowany do tego by kupić nowy komputer i tam zainstalować Windows 12 i potem uruchomić aplikację?

Nie. nie musi kupować nowego komputera - na swoim systemie z Windows 11 uruchomi oprogramowanie do wirtualizacji które pozwoli mu zainstalować Windows 12. Będzie ono działać na zasobach którymi dysponuje Windows 11, a zarazem z punktu widzenia aplikacji system z Windows 12 będzie "osobnym komputerem" - bo tak naprawdę będzie maszyną wirtualną. Takie oprogramowanie które nam pomoże to osiągnąć to VirtualBox, Hyper-V, VMWare (oczywiście jest więcej - to tylko przykłady).

W scenariuszu biznesowym na przykład zajdzie potrzeba zarobienia kopii zapasowej całej konfiguracji systemu operacyjnego i aplikacji działającej w systemie operacyjnym. Zrobienie kopii zapasowej i późniejsze jej odtworzenie na nowej maszynie może być problematyczne z wielu względów. Na przykład nie kompatybilność sterowników, bo sprzęt fizyczny który kupimy może bazować już na innych komponentach. Czas związany z odtworzenie i przygotowanie fizycznym naszego nowego komputera. W środowisku gdzie mamy wdrożoną wirtualizację na przykład z wykorzystaniem Proxmox możemy włączyć replikację, czy też kopie zapasową. Kopia ta wykona migawkę naszej maszyny wirtualnej. A odtworzenie takiej migawki to kilka sekund i nasze środowisko dokładnie działa tak jak w momencie zrobienia migawki. Maszyna wirtualna to tak naprawdę zbiór plików konfiguracyjnych, które symulują przykładowa dysk, ram, cpu i pozwalają uruchomić daną konfigurację. Zatem wykonanie kopii tych plików i ich odtworzenie jest znacznie prostsze i czasowo krótsze niż przygotowanie czystej konfiguracji nowego fizycznego komputera.

Konfigurowanie na nowo maszyn wirtualnych też jest prostsze i możemy cały proces zautomatyzować Tworząc sobie wcześniej przygotowane obrazy z naszą docelowa konfiguracją tzw template. I wykorzystywać je w późniejszych konfiguracjach nastawionych na inne aplikacje.

Oczywiście musimy pamiętać że w przypadku maszyn wirtualnych istnieją ograniczenia w postaci naszego fizycznego środowiska. Nie przydzielimy więcej miejsca niż fizycznie mamy go na dysku. RAM też może się skończyć i jak przydzielimy go za dużo źle to obliczając to nasza maszyna wirtualna się nie uruchomi. A jak operacji będzie za dużo to nasz procesor zwolni co będzie miało wpływ na inne maszyny wirtualne.

Wirtualizacja – czy warto?

Wirtualizacja komputerów lub serwera staje się bardziej powszechnym działaniem. Jeżeli chcesz sprawdzić, jak działa inny system operacyjny niż ten, na którym obecnie pracujesz (zakładamy, że jest to Windows) – zamiast kupować osobny komputer, za pomocą odpowiedniego oprogramowania tworzysz wirtualną maszynę, na której instalujesz dany system. Kiedy uznasz, że czas kończyć „zabawę” – usuwasz wirtualizację. To najprostszy przykład wykorzystania wirtualizacji.

Co można wirtualizować

Procesowi wirtualizacji można poddać:

• Serwer

• Sieć

• Aplikację

• Pamięć masową

Jakie są zalety wirtualizacji?

Dużą zaletą wirtualizacji jest obniżenie kosztów:

• Stworzenia i utrzymania sieci i infrastruktury IT

• Zakupu dodatkowych serwerów

• Serwisowania sprzętu

Przeznaczasz środki na zakup jednego, wydajnego serwera zamiast kilku. Jest to duża oszczędność, gdyż każdy serwer wymaga nie tylko dostępu do sieci elektrycznej oraz sieci Internet, ale również zabezpieczeń przed spadkiem / przeciążeniem sieci energetycznej (zasilacze UPS), wymiany dysków (każdy dysk określony czas przydatności do użytku, a w przypadku dysków SSD ograniczoną ilość operacji zapisu/odczytu danych) czy kości pamięci RAM. Ponadto należy pamiętać o kopiach zapasowych dla każdego serwera, które również wymagają zasobów w postaci powierzchni dyskowej.

Wprowadzenie wirtualizacji, w zależności od ilości serwerów, potrafi przynieść oszczędność nawet kilkunastu tysięcy złotych skali całego roku.

Wirtualizacja umożliwia:

• wykorzystanie starszych aplikacji na nowym sprzęcie

• instalacje różnych systemów operacyjnych na komputerze, jak i serwerze.

Podsumowanie

Wirtualizacja to zatem technologia która, pozwala nam w ramach jednego fizycznego komputera z dowolnym systemem operacyjnym uruchomić inny system operacyjny.

Na rynku można spotkać kilka rozwiązań oferujących wirtualizację. Jedne będą nadawać się tylko do zastosowań domowych , inne do biznesowych. Na pewno na uwagę zasługuje proxmox dostarczający platformę do wirtualizacji którą można uruchomić w domu i w firmie. Jak to zrobić przeczytasz na tej stronie w innych artykułach lub dowiesz się tego z szkolenie Proxmox. Zapraszam