Виртуальные машины-2006
Новые продукты компании VMware
Виртуальные машины и их применение
Как работают виртуальные машины
Зачем нужны виртуальные машины
Продукты для разработки и тестирования приложений и конфигураций ПО
Продукты для применения в составе IT-инфраструктуры предприятий
Услуги для пользователей продуктов VMware
Вопросы создания и применения виртуальных машин обсуждались в нашем журнале неоднократно — инфраструктурное ПО, предназначенное для решения этой задачи, сегодня развивается весьма динамично, равно как и спрос на самые разнообразные решения в данной области. Поводом для возвращения к этой теме послужило появление новых версий ряда продуктов компании VMware (подразделения компании EMC), а также, что немаловажно, расширение спектра связанных с этими продуктами услуг, предоставляемых в России, — именно об этом и пойдет речь в настоящей статье.
Виртуальные машины и их применение
ервая часть этой статьи адресована главным образом тем читателям, кто не знаком с понятием «виртуальная машина» и с современными технологиями, доступными в этой области.
Немного истории
Понятие «виртуальная машина» существует уже несколько десятков лет. Первые виртуальные машины создавались под управлением операционных систем, функционировавших на мэйнфреймах, и представляли собой отдельные рабочие пространства, различавшиеся индивидуальными настройками и позволявшие до определенной степени персонализировать рабочие среды многочисленных пользователей, совместно эксплуатировавших один и тот же мэйнфрейм. Хотя персонализация 70-х годов сильно отличалась от той, к которой мы привыкли сегодня, она, тем не менее, создавала пользователям определенные удобства, экономила их рабочее время и в целом была оправданна экономически.
В эпоху персональных компьютеров проблема персонализации рабочего пространства отошла на второй план и на какое-то время была забыта. Однако в конце 90-х годов технология виртуальных машин фактически пережила второе рождение и сейчас применяется довольно активно. В последнее время средства создания виртуальных машин очень часто используются в лабораториях и отделах тестирования программного обеспечения, в компаниях, специализирующихся на разработке приложений, в исследовательских отделах компаний-разработчиков, в учебных центрах, а также в качестве составной части корпоративных решений.
Как работают виртуальные машины
Для функционирования современных виртуальных машин требуется средство управления виртуальными машинами, представляющее собой либо специализированную операционную систему с соответствующими возможностями, либо Windows-, Linux- или UNIX-приложение, установленное на реальном компьютере, называемом хостом. Сама виртуальная машина в большинстве случаев представляет собой образ файловой системы, формирующийся при установке какой-либо ОС (в общем случае отличной от той, под управлением которой функционирует средство управления виртуальными машинами) и хранящийся в виде файла или расположенный в выделенном разделе жесткого диска. С помощью средства управления виртуальными машинами можно за-грузить в выделенное адресное пространство образ операционной системы виртуальной машины. Такая операционная система носит название guest operation system — гостевая операционная система, в отличие от исходной операционной системы, носящей название host operation system — операционная система хоста (если таковая существует). После этого операционная система виртуальной машины будет способна взаимодействовать с аппаратным обеспечением компьютера (например, с видеоадаптером, звуковой картой, клавиатурой, мышью, сетевыми адаптерами). Таким способом можно, например, при работающей операционной системе Windows XP с помощью средства управления виртуальными машинами загрузить операционную систему Linux в выделенное для нее адресное пространство и переключаться между обеими операционными системами, не прибегая к перезагрузке компьютера, а в ряде случаев использовать буфер обмена для обмена данными между этими операционными системами или осуществлять сетевое взаимодействие между ними, как если бы это были два разных компьютера. Можно одновременно загрузить и более одной виртуальной машины — лишь бы для этого было достаточно оперативной памяти (ее, естественно, должно быть много — ведь в оперативной памяти при загрузке виртуальной машины оказывается еще одна операционная система).
Зачем нужны виртуальные машины
Где используются виртуальные машины? Наиболее часто подобные продукты применяются разработчиками программного обеспечения, влияющего на настройки операционных систем, например инсталляционных приложений. Поскольку любой тестовый запуск инсталляционного приложения может внести изменения в настройки операционной системы (реестр, файлы конфигурации, переменные окружения, пиктограммы на рабочем столе и т.д.), желательно, чтобы эти изменения были легко обратимы. Тестирование инсталляционного приложения на виртуальной машине вместо реальной, как минимум, не нарушит работоспособности реальной операционной системы, а виртуальную машину всегда можно восстановить из резервной копии. Кроме того, создать «чистую» версию операционной системы (то есть без установленных приложений) для тестирования инсталляционных (как, впрочем, и других) приложений в виде виртуальной машины намного проще, нежели в виде реального компьютера.
Еще один типичный пример применения виртуальных машин — тестирование приложений под управлением различных операционных систем (таких как Windows 2000, Windows XP и Windows Server 2003 разных языковых версий или редакций с различными пакетами обновления). Такое тестирование обычно проводится при разработке «коробочных» продуктов, а также в проектах, предполагающих наличие у заказчика разнообразных рабочих станций и серверов, приобретенных в разные годы.
Помимо указанных случаев приведем несколько более экзотических примеров применения виртуальных машин: эксплуатация продукта, не работоспособного на имеющейся платформе (например, написанного много лет назад DOS-приложения); тестирование работоспособности самих операционных систем или сетевых служб; документирование продуктов, предназначенных для платформы, отличной от той, что используется для подготовки документации; демонстрация продуктов для различных платформ и их взаимодействия с помощью одного компьютера (последнее часто делают менеджеры по маркетингу и продажам программного обеспечения, а также руководители проектов по его разработке); подготовка учебных классов к занятиям путем копирования на рабочие станции виртуальных машин с настроенным программным обеспечением; техническая поддержка многоплатформенных продуктов.
В последние годы особое внимание уделяется также применению виртуальных машин в серверных частях масштабируемых корпоративных решений. Виртуальные машины нередко применяются для тестирования серверного ПО и его различных конфигураций и моделирования многосерверных конфигураций на одном сервере, для хостинга унаследованных приложений, для создания решений с повышенными требованиями к информационной безопасности, для организации мобильных офисов и учебных центров, не требующих физической доставки серверов, для обеспечения равномерной загрузки серверов и их резервирования за счет размещения одного и того же набора виртуальных машин на нескольких физических серверах, для снижения затрат на внедрение и сопровождение корпоративных информационных систем за счет уменьшения количества аппаратного обеспечения, длительности установки и настройки серверного и клиентского ПО, для снижения затрат на управление программным обеспечением. Сегодня виртуальные машины в своих корпоративных информационных системах используют многие крупные финансовые и телекоммуникационные компании, торговые и промышленные предприятия, медицинские и образовательные учреждения. Разработчикам, системным интеграторам и их клиентам доступны также готовые аппаратно-программные решения для применения технологий виртуализации, такие как многопроцессорные серверы с предустановленными средствами управления виртуальными машинами.
Обсудив, что представляет собой современная технология виртуальных машин и где она применяется, мы можем перейти непосредственно к теме статьи — к рассмотрению продуктов компании VMware, одного из лидеров рынка средств создания виртуальных машин.
 |
|
Продукты компании VMware
омпания VMware (www.vmware.com) была основана в 1998 году, и первым ее продуктом стало выпущенное в 1999-м средство управления виртуальными машинами VMware (позже переименованное в VMware Workstation), предназначенное для платформ Windows и Linux. Для того времени подход VMware к организации вычислений в разноплатформенных средах был поистине революционным — ранее о виртуальных машинах говорили только применительно к мэйнфреймам. В 2001 году этой компанией были выпущены серверные продукты VMware ESX Server и VMware VirtualCenter. Два года спустя была разработана технология VMotion для динамического перемещения виртуальных машин с серверным ПО между физическими серверами, позволяющая создавать высоконадежные серверные решения с применением виртуальных машин — именно благодаря этой уникальной технологии VMware окончательно подтвердила свои лидирующие позиции на рынке инструментов для виртуализации, значительно опередив своего ближайшего конкурента, корпорацию Microsoft, по качеству, разнообразию и надежности предлагаемых продуктов.
Сегодня решения на основе серверных продуктов VMware используют крупнейшие телекоммуникационные компании, финансовые и правительственные учреждения, производственные и торговые предприятия, учебные заведения, среди которых такие известные компании, как Google, Lockheed Martin, Merrill Lynch, Subaru и QUALCOMM. Авторам собственных решений на основе продуктов VMware доступны соответствующие прикладные программные интерфейсы и наборы инструментов и примеров (Software Development Kit, SDK).
Ниже приводится краткий обзор возможностей продуктов компании VMware, доступных на данный момент.
Продукты для разработки и тестирования приложений и конфигураций ПО
Данная категория продуктов VMware предназначена главным образом для разработчиков приложений, специалистов по тестированию, конечных пользователей и системных администраторов, обслуживающих вышеперечисленные категории сотрудников. Заметим, что два из трех продуктов, относящихся к указанной категории, — VMware Server и VMware Player — поcтавляются бесплатно.
VMware Workstation
Продукт VMware Workstation 5.5, предназначенный главным образом для тестирования настольных и многозвенных распределенных приложений и их конфигураций, поддерживает весьма широкий спектр как операционных систем хоста, так и гостевых операционных систем. Этот продукт может использовать в качестве ОС хоста несколько последних версий операционных систем от Microsoft, Red Hat, SuSE, Ubuntu, а также Sun Solaris (для процессоров x86) и FreeBSD. В качестве гостевых ОС VMware Workstation 5.5 может применять различные, в том числе 64-разрядные, версии Windows, Linux, Novell NetWare, DOS, Sun Solaris и FreeBSD. Виртуальные машины могут располагаться как в файле, так и на отдельном жестком диске или в его отдельном разделе.
WMware Workstation поддерживает виртуальные и реальные IDE- и SCSI-диски, накопители на гибких дисках, дисководы CD-ROM, DVD-ROM компьютера-хоста, LPT-, COM-, USB-порты и динамически подключаемые к хосту USB-устройства, такие как сканеры, принтеры, жесткие диски и флэш-карты, подключаемые КПК и фотоаппараты. Помимо реальных дисководов, WMware Workstation умеет работать с образами дисков формата ISO, рассматривая их как дисководы CD-ROM. Поддержка SCSI-устройств, таких как сканеры, ленточные накопители, дисководы CD-ROM, DVD-ROM, может осуществляться даже при отсутствии драйверов этих устройств в операционной системе хоста.
WMware Workstation поддерживает разнообразные способы эмуляции сетевого взаимодействия, начиная с ее отсутствия и заканчивая интеграцией в локальную сеть, в которую включен хост, а также эмуляцию сетевого взаимодействия с другими виртуальными машинами как с отдельными компьютерами, трансляцию адресов NAT, виртуальный DHCP-сервер, организацию сетевых мостов с помощью беспроводных соединений, широкий спектр сетевых протоколов, переключение между разными виртуальными сетями.
VMware Workstation позволяет создавать «моментальные снимки» виртуальной машины (snapshots), сохраняя в виде файла компьютера-хоста сведения о ее состоянии, запущенных приложениях и их данных (при этом можно сделать несколько «снимков» одной и той же машины), а также поддерживает обмен данными между виртуальными машинами и операционной системой хоста с помощью буфера обмена и операций drag-and-drop, синхронизацию времени гостевой ОС и ОС хоста, возможность отмены всех изменений, сделанных пользователем в данном сеансе работы. Отметим также наличие в этом продукте средств оптимизации памяти и средств управления многозвенными приложениями, предназначенных специально для повышения производительности труда разработчиков и пользователей, эксплуатирующих единственную рабочую станцию.
Из новшеств последней версии VMware Workstation выделим поддержку назначения виртуальной машине двух виртуальных процессоров (что полезно для тестирования двухпроцессорных конфигураций ПО), средства преобразования виртуальных машин, созданных с помощью Microsoft Virtual PC и Microsoft Virtual Server, а также образов ОС, созданных с помощью Symantec LiveState Recovery, в виртуальные машины VMware, поддержку 64-разрядных процессоров Intel и AMD, поддержку адаптеров для беспроводных сетей, средства автоматического обнаружения устройств хранения данных и USB-устройств.
Отметим, что при примерно одинаково невысокой цене в плане поддержки операционных систем возможности VMware Workstation значительно опережают своего ближайшего конкурента Microsoft Virtual PC, который может использовать в качестве ОС хоста только настольные версии Windows 2000 и Windows XP, а в качестве гостевых ОС — главным образом DOS, все 32-разрядные настольные версии Windows и некоторые версии экзотической по нынешним временам OS/2 Warp; о поддержке 64-разрядных ОС в Virtual PC речь тоже пока не идет.
VMware Server
VMware Server — анонсированный в начале текущего года бесплатный продукт, рекомендуемый производителем в качестве замены платного продукта VMware GSX Server. На данный момент VMware Server доступен в виде бета-версии, а выход окончательной версии ожидается во II квартале этого года.
VMware Server работает под управлением 32- или 64-разрядных серверных версий Windows и Linux, выполняющихся на компьютерах с одним или несколькими x86-совместимыми процессорами (на данный момент число поддерживаемых процессоров составляет 16). Набор поддерживаемых данным продуктом операционных систем весьма внушителен — среди гостевых ОС имеется широкий спектр версий Linux и Windows, а при необходимости с помощью этого продукта можно выполнять и последние версии Novell NetWare (рис. 1).
Рис. 1. VMware Server
Данный продукт содержит в своем составе средства для организации удаленного администрирования и мониторинга, основанные на Web-интерфейсе и выполняющиеся под управлением Windows или Linux. Однако, в отличие от VMware Workstation, этот продукт поддерживает создание только одного «мгновенного» снимка виртуальной машины, к тому же его средства оптимизации использования памяти хоста далеко не так разнообразны.
Из нововведений, которые будут доступны пользователям VMWare Server, отметим поддержку виртуальной симметричной многопроцессорной обработки данных (Virtual SMP) и технологии виртуализации на аппаратном уровне Intel Virtualization Technology, а также поддержку 64-разрядных гостевых ОС.
Хотя сам VMware Server является бесплатным продуктом, компания VMware и ее партнеры (в том числе российские) предоставляют платную техническую поддержку нуждающимся в ней клиентам.
Отметим, что технические возможности бесплатного продукта VMware Server сходны с возможностями платных продуктов Microsoft Virtual Server 2005 Enterprise Edition и превышают возможности Microsoft Virtual Server 2005 Standard Edition (например, по числу поддерживаемых процессоров компьютера-хоста). При этом Microsoft Virtual Server выполняется только под управлением серверных версий Windows (он предназначен для использования главным образом различных версий Windows в качестве гостевых ОС), тогда как VMware Server, помимо Windows, поддерживает широкий спектр других ОС (Linux, Solaris, FreeBSD, Novell NetWare) в качестве гостевых и Linux в качестве ОС хоста.
VMware Player
VMware Player — бесплатный продукт, предназначенный для выполнения виртуальных машин, созданных с помощью VMware Workstation и VMware Server. Создавать новые виртуальные машины с его помощью нельзя. Однако на сайте компании VMware имеется постоянно обновляемый раздел с доступными для загрузки и использования сконфигурированными виртуальными машинами под управлением различных ОС и установленным программным обеспечением различных производителей.
В отличие от VMware Server, для VMware Player не предполагается платной поддержки производителя и партнеров.
Продукты для применения в составе IT-инфраструктуры предприятий
VMware ESX Server
VMware ESX Server 2.5 представляет собой средство создания виртуальных машин, не требующее наличия операционной системы-хоста (по существу оно само играет роль операционной системы) и выполняющееся на компьютерах с двумя и более 32-разрядными процессорами Intel и AMD и с двумя и более сетевыми адаптерами. В качестве хранилища файлов должны выступать SCSI-диски, накопители, доступные с помощью Fibre Channel, либо встроенный RAID-контроллер — в таком хранилище этот продукт создает собственную файловую систему VMware File System (VMFS). Этот продукт может быть установлен на Blade-серверы или на сети хранения данных SAN (Storage Area Network — выделенная высокопроизводительная сеть, предназначенная для передачи данных между серверами и устройствами хранения данных и функционирующая независимо от локальной сети) .
Данный продукт поддерживает эмуляцию до 80 виртуальных процессоров, а в качестве гостевых ОС — серверные версии Windows, Linux, FreeBSD, Novell NetWare. Для некоторых версий Windows и Linux поддерживаются виртуальные симметричные многопроцессорные конфигурации.
В отличие от VMware Server, VMware ESX Server рассчитан на удаленное администрирование. Он не содержит инструментов, выполняющихся локально на самом сервере, не считая средств установки и первоначальной конфигурации самого ESX Server. Средства для организации удаленного администрирования ESX Server основаны на Web-интерфейсе (рис. 2).
Рис. 2. Средства удаленного администрирования VMware ESX Server 2.5
Для VMware ESX Server существует дополнение под названием VMware Virtual SMP, которое позволяет одной виртуальной машине выполняться на нескольких физических процессорах. Указанное дополнение дает возможность осуществлять дополнительное масштабирование наиболее ресурсоемких приложений, выполняющихся на виртуальных машинах, а также тестирование многопроцессорных конфигураций серверного ПО.
VMware VirtualCenter
VMware VirtualCenter 1.2 — это средство управления виртуальными машинами под управлением VMware ESX Server и VMware Server и содержащими их серверами. Данный продукт позволяет создавать конфигурацию операционных систем, служб и приложений, выполняющихся на виртуальных машинах, производить их перенос с одной машины на другую и быстрое развертывание серверов с предустановленной операционной системой и приложениями, осуществлять мониторинг производительности и использования серверных ресурсов (рис. 3).
Рис. 3. Мониторинг использования серверных ресурсов с помощью VMware VirtualCenter
В состав продукта также входит мастер развертывания новых виртуальных серверов из шаблонов, что позволяет в несколько раз сократить время ввода нового сервера в эксплуатацию по сравнению с традиционными способами конфигурации серверов.
Для динамического перемещения виртуальных машин с серверным ПО между физическими серверами в комплект поставки VMware VirtualCenter включено средство VMotion. Динамическое перемещение серверного ПО с помощью VMotion не влияет на настройки рабочих станций и происходит незаметно для конечных пользователей, что позволяет оперативно регулировать баланс загрузки серверов и оптимизацию использования вычислительных ресурсов.
VMware ACE
VMware ACE (от Assured Computing Environment) — это инструмент, рассчитанный на администраторов сетей и предназначенный для создания стандартных виртуальных машин и конфигураций для рабочих станций. Его основное назначение — упрощение администрирования рабочих станций за счет создания однотипных конфигураций и переноса их на рабочие станции.
Особенностью данного продукта является широкий набор возможностей, связанных с обеспечением безопасности сети, таких как поддержка рабочих станций-«гостей» (например, ноутбуков посетителей), установка правил доступа к виртуальным машинам, шифрования данных или срока действия той или иной конфигурации (рис. 4).
Рис. 4. VMware ACE Manager — управление политиками безопасности
Немалым плюсом данного продукта является возможность создания стандартных аппаратно-независимых конфигураций рабочих станций и перенос их на компьютеры с разным аппаратным обеспечением, что сегодня весьма актуально для большинства предприятий.
В качестве гостевых ОС VMware ACE поддерживает различные версии DOS, Windows, Linux, FreeBSD, Novell NetWare, Sun Solaris, а в качестве операционных систем хоста и средств управления VMware ACE Manager — все версии Windows, начиная с Windows 2000.
VMware P2V Assistant
VMware P2V Assistant — средство создания виртуальных машин на основе реально существующих физических машин, выполняющихся под управлением различных версий Windows, начиная с Windows NT 4.0. Этот продукт создает «моментальный снимок» исходной операционной системы и превращает его в виртуальную машину, избавляя администраторов от необходимости установки и конфигурации последней. Созданные с его помощью виртуальные машины могут выполняться под управлением VMware ESX Server, VMware Server и VMware Workstation.
|
|
Несколько слов о затратах
оворить о применении средств виртуализации имеет смысл в том случае, когда их использование может принести компании определенные выгоды. Поэтому ниже мы назовем те преимущества, которые получат компании, внедрившие у себя продукты VMware.
Применение VMware Workstation в компаниях — разработчиках ПО поможет сэкономить немало средств, затрачиваемых на приобретение дополнительных рабочих станций для тестирования ПО и создания дистрибутивов, исключит затраты на их физическое размещение, установку ПО, настройку и обслуживание. Учитывая, что стоимость VMware Workstation не превышает нескольких сот долларов, приобретение этого продукта оправданно даже для совсем небольших компаний — лицензия на него окупится всего за несколько дней применения.
Если в компании имеются унаследованные приложения, устраивающие всех, но предназначенные для платформы, которая уже не поддерживается производителем, то такая компания оказывается перед дилеммой: продолжать ли использовать платформу, несущую в себе потенциальную угрозу безопасности всей корпоративной сети из-за прекращения выпуска ее обновлений, или переписать имеющиеся приложения? Первый способ решения данной проблемы представляется рискованным, второй обычно бывает весьма затратным. Применение VMware Player и VMware Server в подобном случае вполне может оказаться тем самым вариантом, который лишен недостатков двух предыдущих, — эксплуатируя опасную платформу (неважно, для серверной или клиентской части унаследованного приложения) внутри виртуальной машины, можно обеспечить и приемлемый уровень удобства, и достаточный уровень безопасности.
Если же говорить о применении виртуальных машин в составе IT-инфраструктуры корпоративных решений, то в этом случае возможностей снижения затрат на инфраструктуру и ее эксплуатацию оказывается значительно больше. Такой продукт, как VMware ESX Server, может сделать излишним приобретение отдельных аппаратных серверов для решения разных задач за счет создания более эффективного и экономически более выгодного парка серверов, который позволит оперативно реагировать на изменения условий эксплуатации и требований к приложениям. Применение VMware VirtualCenter и технологии VMotion позволит значительно сократить время, требующееся для развертывания новых северов, а также время их простоя во время технического обслуживания аппаратного обеспечения за счет переноса виртуальных машин на другие физические серверы. И наконец, VMware ACE даст возможность реализовать самые строгие правила безопасности при применении виртуальных машин, снизив тем самым возможные риски утечки корпоративных данных и проникновения в корпоративную сеть извне, — а значит, позволит избежать убытков и зачастую непоправимого ущерба, наносимого репутации компании подобными инцидентами.
|
|
Услуги для пользователей продуктов VMware
2005 года у компании VMware в России имеется официальный дистрибьютор — компания OCS Distribution (www.ocs.ru), а также ряд авторизованных партнеров, поставляющих весь спектр продуктов VMware: Prodmag.ru (www.prodmag.ru), «Энвижн Груп» (www.nvisiongroup.ru), «СетьПроект» (www.netproject.ru), МЕТАП (www.metap.ru), «АстроСофт» (www.astrosoft.ru), Softline (www.softline.ru).
Кроме того, сейчас в нашей стране в учебном центре «Микроинформ» (www.microinform.ru) доступен специализированный курс на русском языке «Построение виртуальной инфраструктуры с помощью ESX Server и VMware VirtualCenter», предназначенный как для потребителей продуктов VMware (системных администраторов, пользователей), так и для системных интеграторов, внедряющих решения с применением продуктов VMware у своих заказчиков.
VMware обеспечивает конечных заказчиков лицензией и годовой гарантией, в условия которой входит оказание сервисной поддержки. В настоящее время сервисная поддержка может быть оказана не только самим производителем, но и российскими партнерами.
|
|
Заключение
астоящая статья посвящена продуктам компании VMware, лидера рынка средств создания и поддержки виртуальных машин для x86-совместимых компьютеров. В последние пять лет выбор продуктов подобного назначения стал весьма обширен — если в начале 2001 года он ограничивался единственным продуктом, интерес к которому проявляли в основном разработчики и специалисты по тестированию ПО, то сегодня он включает не только инструменты для выполнения виртуальных машин на рабочих станциях и однопроцессорных компьютерах, но и разнообразные средства создания и сопровождения серверных решений, по своим функциональным возможностям приближающиеся к средствам поддержки виртуальных машин для мэйнфреймов, а по некоторым параметрам и превосходящие их. Сегодня и в мире, и в России ведется множество проектов по виртуализации инфраструктуры, и, на наш взгляд, в ближайшее время будет наблюдаться еще более широкое применение подобных продуктов в составе инфраструктуры крупных предприятий, а также в компаниях, специализирующихся на разработке и сопровождении программного обеспечения.
Ознакомительные версии продуктов компании VMware вы найдете на CD-ROM-приложении к журналу.
