V době odkládání nákladů na modernizaci technologií je virtualizace zajímavou možností
Virtualizace už není pojmem, jejž používají výhradně podnikoví manažeři informačních technologií (IT). Díky přímému dopadu na zefektivnění a zlevnění služeb podnikových IT ji zná i stále více ekonomů. Kam se v IT posunout a za jaké finanční částky totiž řeší mnoho vedení firem i úřadů. V době odkládání nákladů na modernizaci technologií je virtualizace obzvlášť zajímavou možností.
Desítky let vývoje
Princip virtualizace je poměrně jednoduchý. Jde o vytvoření virtuálních (zdánlivých) počítačů uvnitř skutečného (fyzického) počítače pomocí vhodného softwaru. Osobní počítače (PC) si o něčem podobném mohly dlouhou dobu nechat jen zdát. Výpočetní výkon ani kapacita paměti na to nestačily. Vývoj se však posunul a výhody virtualizace – lepší využití současného hardwaru, snadné nasazení a vývoj nového softwaru či zálohování a přesuny cenných dat – dnes firmy masově využívají.
Zdá se sice, že se o virtualizaci mluví až v posledních letech, ale poprvé s ní přišla již v šedesátých letech minulého století firma IBM u svých sálových počítačů. Na každém virtuálním počítači mohl fungovat operační systém s jiným zaměřením. Od té doby vývoj značně pokročil a dnes se mu věnuje celé odvětví IT. Jedním z průkopníků v této oblasti byla firma VMware. Vytvoření virtuálního počítače ve skutečném se dnes provádí na běžných PC i na vyspělých podnikových serverech. Umožňuje jiným způsobem přistupovat k dostupným zdrojům – bez ohledu na jejich fyzickou existenci či vzájemné propojení. Virtualizované prostředí se snadněji používá a lze je lépe přizpůsobit konkrétnímu uživateli.
Čtyři způsoby
Prostředí IT lze virtualizovat v různém rozsahu – od celého počítače až po jeho jednotlivé hardwarové komponenty. Virtualizaci lze také využít jen v softwarovém prostředí – například pokud chcete na počítači s Linuxem použít aplikace pro Windows, a naopak. Moderní operační systémy fungují v podstatě ve dvou možných režimech. Buď se operační systém připojí přímo k hardwarovému vybavení – například síť, grafická karta či pevné disky – nebo se uživatelská aplikace připojí k hardwaru pomocí funkcí virtualizovaného operačního systému.
Ke skutečnému hardwarovému vybavení se lze připojit několika způsoby. Každý má klady i zápory. Prvním je softwarové napodobení činnosti hardwaru. Výhodou je absolutní nezávislost na hardwaru a možnost provozovat ve virtuálních serverech nezměněné operační systémy. Nevýhodou je potřeba vyššího výkonu. Druhým způsobem je virtualizace pomocí hardwaru. S rostoucími požadavky se výrobci hardwarových komponent zaměřili na hardwarovou podporu virtualizace na úrovni procesorů, pamětí a dalších částí. Třetím způsobem je paravirtualizace. Ta vyžaduje zásah do jádra operačního systému provozovaného ve virtuálním prostředí. Výhodou je nižší požadavek na výkon než u zcela napodobené softwarové činnosti. Čtvrtým způsobem je virtualizace na úrovni operačního systému. Ta na jednom fyzickém serveru podporuje pouze jeden operační systém.
Jedním z prvních a v současnosti i hlavních dodavatelů virtualizace je společnost VMware. Například její Hypervisor VMware ESX používá první tři způsoby. A dle použitého hardwaru a nainstalovaného operačního systému ve virtuálním serveru se rozhoduje, který způsob virtualizace bude pro konkrétní server nejvhodnější. Xen Server společností VMware a Hyper-V Microsoftu využívají hardwarovou pomoc i paravirtualizaci, a proto vyžadují hardwarovou podporu virtualizace minimálně na úrovni procesoru. Komerční Virtuozzo a například open source projekt OpenVZ pak virtualizaci na úrovni operačního systému.
Výhody
K výhodám virtualizace patří lepší využití existujícího hardwaru – konsolidace serverů. Díky možnosti provozovat mnoho virtuálních počítačů na jednom fyzickém stačí nižší počet fyzických serverů. To znamená méně elektřiny, místa, tepla, chlazení, a tudíž i nákladů. Vyšší výkon současného hardwaru lze lépe využít k provozu několika serverů na jednom fyzickém počítači. Rychlé zavedení nových serverů je totiž často klíčové pro fungování firmy. Virtuální počítač tvoří pouze několik souborů. Jakmile se v jednom virtuálním počítači nainstaluje operační systém, stáhnou se příslušné aktualizace a připraví základní aplikace. Vytvoření takových počítačů je záležitostí pouhého zkopírování těchto souborů a drobných úprav. Založení nového serveru na fyzickém hardwaru se tím zredukuje z několika hodin na několik minut ve virtuálním prostředí.
Bez zálohování a přenosu dat se lze stěží obejít. Přenos virtuálního počítače na fyzický většinou znamená pouhé zkopírování potřebných souborů. Virtuální počítač lze ihned zprovoznit. Totéž platí pro zálohování. Zkopírováním souborů tvořících virtuální počítač lze získat i jeho kompletní zálohu. Nehrozí žádná komplikovaná reinstalace aplikací, obnova dat či shánění podobného hardwaru, jako je tomu v případě poruchy fyzického systému. Lze zálohovat i zapnutý virtuální počítač, aniž by nastal výpadek provozu. Vývoj softwaru je na virtualizovaném pracovišti snadnější. Vývojáři aplikací mohou testovat kompatibilitu svých programů ve všemožných operačních systémech vždy na jednom fyzickém počítači.
Úspora
Výhody virtualizace paradoxně přinášejí i největší nevýhodu. Jsou-li všechny virtuální servery, na kterých jsou v provozu klíčové aplikace, soustředěny na jeden fyzický, může se porouchat. To znamená okamžitý výpadek celé infrastruktury. A tedy i možnost mnohem vyšší škody. Tomu lze zabránit provozováním virtuálních serverů ve větším seskupení. Při poruše jedné hardwarové jednotky začnou na druhé okamžitě fungovat zkopírované virtuální servery a výpadek je minimální. Takové řešení však vyžaduje další vysoké investice.
Volba míry virtualizace a zabezpečení serverů proti selhání je záležitostí nejen konkrétního administrátora, ale i finančního vedení společnosti, která o tomto řešení uvažuje. Při volbě správné technologie může virtualizace přispět k úspoře celkových nákladů na provoz IT.
Diagram:
Jak funguje virtualizace*
Souborový server
Poštovní server
Databázový server
Webový server
Úložiště dat
Exchange server
Virtuální servery
Fyzický server
Aplikace
Operační systém
Hardware
Pozn.: Společnosti potřebují k efektivní činnosti mnoho nezávislých serverů s různým zaměřením. Díky jejich virtualizaci k tomu může stačit jediný (fyzicky existující) server.
