Virtualizáció - az elmélet
Igazán flexibilis, hatékony és válaszképes infrastruktúra - napjaink számtalan nehézségtől sújtott komputereire építkezve - szinte elérhetetlen álom. Vagy mégsem? Vajon létezik-e az IT "Szent Grálja", egy olyan technológia, amely lehetővé teszi, hogy végre túllépjünk a számítógépek hiányosságaiból fakadó problémák döntő többségén? Nos, úgy tűnik, hogy igen.
Az x86-os processzorarchitektúrára épülő (vagy az újabb keletű elnevezés szerint: iparági szabvány) szerverek számának robbanásszerű növekedése számos, korábban nem látott nehézséggel szembesítette a szakértőket. Ezek egy igen jelentős része abból fakadt, hogy eme kiszolgálók kénytelenek voltak "nagyobb testvéreik" (a mainframek, majd a RISC-szerverek) robusztusságát és fejlett funkcionalitását nélkülözni - esetükben inkább a minél kedvezőbb ár/teljesítmény arány elérése került előtérbe (gyakran akár a megbízhatóság kárára is). Az elmúlt évtizedben mindazonáltal tanúi lehettünk egyfajta kiegyenlítődési folyamatnak, a felsőkategóriás kiszolgálók előnye lassan olvadni kezdett, számos területen pedig egyenesen fordulat következett be. Az ilyen területek egyike a virtualizáció, amely eredetileg a RISC-szerverek particionálás terén élvezett fölényét volt hivatott kiegyenlíteni, azonban ma már különböző szerverkonszolidációs, fejlesztési és tesztelési, valamint üzletfolytonossági problémákra is megoldást jelent.
Rész és egész
Ahhoz, hogy pontosan megértsük a virtualizációs technológia mibenlétét, előbb a particionálás fogalmával kell tisztában lennünk. Nos, ez azt a képességet jelöli, amelynek segítségével a nagy rendszereket több kisebb rendszerré lehet tagolni - ezeket közmegegyezés szerint partíciónak nevezzük. Ezt mind hardveres, mind szoftveres úton el lehet érni, ám a kétfajta particionálási eljárás között számos alapvető különbség áll fenn. A hardverpartíciók egymástól teljes mértékben izoláltak, vagyis tulajdonságaikban a különálló rendszereket idézik. Valamelyik hardverpartícióban bekövetkező meghibásodás (legyen az akár az alkalmazásra, az operációs rendszerre vagy a hardverre visszavezethető) nem befolyásolja a többi partíció működését. Tehát olyan esetekben, ahol a felhasználó teljes mértékben el kívánja különíteni egymástól a futtatott alkalmazásokat, a hardverpartíciók rendkívül hasznosnak bizonyulhatnak. Hátrányuk viszont, hogy meglehetősen nagy szeletet hasítanak ki a rendszer erőforrásaiból: valamennyi "minirendszernek" saját processzorra, memória- és I/O-alrendszerre van szüksége a működéshez. Vagyis a hardveres particionálás képessége egy meglehetősen drága funkció - nem kell tehát csodálkoznunk, hogy szinte kizárólag felsőkategóriás szerverekben található meg.
Ezzel ellentétben a szoftverpartíciók - mivel egyazon közös, fizikai értelemben "osztatlan" hardvert használják - nyilvánvalóan nem képesek a hardverpartícióknál elérhető teljes izoláció megvalósítására, cserébe viszont jóval nagyobb rugalmasságot kínálnak; vagyis pontosan azt, amire az árérzékenyebb iparági szabvány szervereknek szükségük van. Itt lép képbe a cikkünk fő témáját adó virtualizáció is, amely lényegében nem más, mint a szoftveres particionálást lehetővé tevő technológia, amely egy olyan addicionális absztrakciós réteget képes létrehozni, amely a hardver és az azon futó szoftver közé "ékelődve", egyfajta "köztes intelligenciaként" funkcionál. A kérdés ezek után már csak az, hogy hol történjen a virtualizáció, pontosan hol is legyen ez a bizonyos köztes réteg, hiszen a hardveren futó szoftver is több hierarchikus szintre tagolódik. Közvetlenül a hardver és az operációs rendszer között? Netalán az operációs rendszer és az alkalmazás között? A megoldások sokféleségéből adódóan mindkét megközelítésre találhatunk példát - vizsgáljuk meg most közelebbről ezeket!
Variációk egy témára
A legegyszerűbb esetben a virtualizációs "motorra" úgy kell gondolnunk, mint egy szimpla alkalmazásra, amely azonban a hardveren futó operációs rendszer és az alkalmazások közé ékelődik be. Segítségével lehetővé válik az erőforrások "elemi szinten" történő felügyelete és csoportosítása - például garantálható, hogy egy szerveren belül az alkalmazások adott processzor- és memória-erőforrások előzetesen meghatározott hányadához férhessenek hozzá, s hogy azok volumene a szükségletek változásával párhuzamosan, rugalmasan változtatható legyen. Előnyként említhető még, hogy a rendszer továbbra is egyetlen egészként felügyelhető, tehát nem jelentkeznek a több rendszer párhuzamos menedzselésekor fellépő gondok. Az ilyesfajta megközelítés jó példája a HP fejlesztette Workload Management Pack, amely a Windows Microsoft Job Objects funkcionalitására építve éri el a kívánt hatást.
Egy fokkal komplexebb megközelítést képvisel a virtualizáció terén piacvezetőnek számító VMWare GSX Server elnevezésű terméke. A virtualizációs motor ugyan itt is az operációs rendszer "felett" fut, ám a hasonlóságok ezzel véget is értek, a GSX Server segítségével ugyanis nemcsak az erőforrásokat csoportosíthatjuk, hanem komplett virtuális gépeket (a szakterminológiában VM, azaz Virtual Machine, esetleg logikai szerver) is létrehozhatunk - egy szerveren belül akár több tucatnyit is! A VM-ek hűen másolják a fizikai gépek tulajdonságait, vagyis mindegyiknek megvan a saját operációsrendszer-környezete, és persze ugyanúgy képesek különböző alkalmazások futtatására is - a lehetőségeknek csak a VM-eket tartalmazó kiszolgáló erőforrásainak (és persze a "keret" operációs rendszer képességeinek) véges volta szab határt.
A virtualizációs megoldások jelenlegi "non plus ultrájának" a VMWare ESX Server számít, amely kisebbik testvérétől eltérően közvetlenül a hardveren fut, vagyis a működéséhez nincs szüksége "keret" operációs rendszerre. Ennek megfelelően az általa létrehozott VM-ek egymástól jobban izoláltak, nagyobb teljesítményűek és hatékonyabban skálázhatók. Az ESX Server funkcionalitás terén is előrelépést jelent: a segítségével akár fürtözött konfigurációkat (clustereket) is létrehozhatunk a VM-ek között, tovább növelve a rendszer rendelkezésre állását.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
