Wirtualizacja w chmurze obliczeniowej: wszystko, co musisz wiedzieć

Kiedy mówimy o Cloud Computing, zasadniczo mamy na myśli technologię wirtualizacji, z której możemy korzystać. Oferuje bardziej zróżnicowane wykorzystanie zasobów serwera i innych elementów, takich jak pamięć masowa, pamięć, moc obliczeniowa i inne komponenty. Wirtualizacja zmieniła sposób działania chmury obliczeniowej i przekształciła ją w dynamiczną wirtualną przestrzeń, w której programiści mogą współdzielić zasoby pojedynczego sprzętu i komputera. Przypomina to pracę na warstwie wirtualnej, wdrażając niezależne systemy operacyjne, które różnią się od komputera nadrzędnego lub serwera.

Technologia ta umożliwiła programistom i profesjonalistom zajmującym się sprzętem pracę w przestrzeni wirtualnej, zamiast pracy w fizycznej lokalizacji na jednej maszynie. Użytkownicy pracują na platformie chmurowej i w sieci z podobnymi użytkownikami, którzy pracują nad jednym projektem lub współdzielą zasoby jednej stacji roboczej. Ten blog oferuje zagłębienie się w rozwijającą się dziedzinę technologii wirtualizacji i wyjaśnienie złożonych koncepcji w sposób zrozumiały.

Co to jest wirtualizacja w chmurze obliczeniowej?

Kiedy mówimy o wirtualizacji w chmurze obliczeniowej, mamy na myśli technologię, w której użytkownicy mogą oddzielić system operacyjny od sprzętu. W ten sposób mogą uruchamiać więcej niż jeden system operacyjny (Linux, Windows) na sprzęcie jednej maszyny.

Wirtualizacja oznacza po prostu, że na sprzęcie istnieje dodatkowa warstwa abstrakcji. Segmentuje komponenty pojedynczego komputera na wiele mniejszych wirtualnych segmentów. Użytkownicy mogą wtedy korzystać z pamięci komputera, pamięci masowej, urządzeń i procesorów. Wirtualizacja polega na łączeniu sprzętu z platformą wirtualną oraz dystrybucji oprogramowania i systemów operacyjnych na tej platformie wirtualnej.

Terminologie skorelowane z wirtualizacją:

• Hypervisor: Jest to system operacyjny, który działa na rzeczywistym sprzęcie fizycznym na platformie wirtualnej. Jest częścią systemu operacyjnego sprzętu działającego na platformie wirtualnej chmury. Może być nazwany Dom0 lub Domeną 0.
• Maszyna wirtualna: Jest jak komputer wirtualny działający w systemie operacyjnym zwanym hiperwizorem.
• Kontener: są częścią tego samego systemu operacyjnego, co hiperwizor. Są to te procesy, które są uruchamiane w celu przetwarzania identyfikatorów.
• Oprogramowanie do wirtualizacji: Jest to system operacyjny oprogramowania, który jest wdrażany w celu wirtualizacji dowolnego systemu komputerowego.
• Sieć wirtualna: Jest to logicznie oddzielona sieć wewnątrz serwera, którą można rozszerzyć na inne serwery.

Polecane dla Ciebie: 9 najlepszych języków przetwarzania w chmurze, których możesz się uczyć już w 2022 roku.

Korzyści z wirtualizacji w chmurze obliczeniowej

Wirtualizacja to technologia, która może być nieskończenie korzystna w opracowywaniu projektów oprogramowania. Menedżerowie IT i specjaliści ds. oprogramowania uwielbiają elastyczność, możliwości i skalowalność, które oferuje. Nawet model biznesowy platformy może wykorzystywać nieskończoną moc technologii przetwarzania w chmurze i wirtualizacji. Wystarczy spojrzeć na wszystkie korzyści, jakie oferuje wirtualizacja, aby podkreślić jej sukces w przyszłości Cloud Computing.

Zmniejszone wydatki na IT

Koszty IT znacznie się zmniejszają dzięki technologii wirtualizacji. W środowisku niewirtualnym fizyczne komputery i zasoby mogą nie być wykorzystywane optymalnie. Może to skutkować złym zarządzaniem systemami komputerowymi i nieefektywnym wykorzystaniem dostępnych zasobów sprzętowych i programowych.

Jednak gdy przedsiębiorstwa korzystają z serwera wirtualnego i technologii Cloud Computing, wirtualizacja przekształca pojedynczy serwer w wiele serwerów, z których każdy ma swoje niezależne systemy operacyjne. Maszyny wirtualne mogą uruchamiać wiele aplikacji i nadal korzystać z zasobów jednego serwera. Wirtualizacja oferuje wyraźną zaletę polegającą na tym, że używany jest tylko jeden serwer fizyczny, co czyni ją bardzo opłacalną.

Krótszy czas przestojów i efektywne zarządzanie katastrofami

Fizyczny serwer może ulec awarii, a naprawa błędu zajmuje trochę czasu. Może to zająć kilka dni, co może spowodować marnotrawstwo zasobów i wstrzymanie projektu. Jednak podczas pracy na platformie wirtualnej, nawet jeśli maszyna wirtualna (VM) jest w jakiś sposób zagrożona, można ją bardzo łatwo zreplikować i wdrożyć na innej maszynie. Odzyskiwanie jest szybkie i zajmuje tylko kilka minut, aby skonfigurować serwer wirtualny. Skraca przestoje i utrzymuje ciągłość projektu. Jest to duża zaleta w porównaniu z serwerem fizycznym, którego uruchomienie może zająć godziny lub dni.

Wzrost wydajności i produktywności

Ponieważ konserwacja jest zmniejszona w środowisku zwirtualizowanym, oszczędza czas i zwiększa produktywność. Zmniejsza się potrzeba utrzymywania fizycznego serwera i infrastruktury sprzętowej. Wszystkie maszyny wirtualne znajdują się w środowisku wirtualnym i można aktualizować lub instalować aktualizacje tych serwerów wirtualnych zamiast aktualizować każdy serwer. Mniej czasu oznacza bardziej efektywne wykorzystanie dostępnej siły roboczej i zasobów.

Niezależna kontrola

Ponieważ środowisko jest wirtualne, a całe systemy są podzielone na maszyny wirtualne, kontrola jest niezależna. Testowanie można również przeprowadzić bez wpływu na produkcję. Aktualizację oprogramowania można wykonać, klonując maszynę wirtualną i przeprowadzając aktualizację niezależnie na maszynie.

Ekologiczny

Utrzymanie zwirtualizowanego środowiska jest bardziej przyjazne dla środowiska niż infrastruktura fizyczna. Jest mniej serwerów i mniej maszyn. Oznacza to oszczędność energii i kosztów. Datacenter zmniejsza ślad węglowy, ponieważ w zwirtualizowanym środowisku nie ma fizycznych komputerów.

Płynny transfer danych i maszyn

Jedną z wyraźnych zalet środowiska zwirtualizowanego jest brak fizycznych serwerów i dysków twardych. Oznacza to, że dane są przesyłane szybciej bez konieczności wyszukiwania fizycznych dysków twardych. Nie ma potrzeby przenoszenia serwerów fizycznych, a pamięć znajduje się również w serwerach zwirtualizowanych. Oszczędza energię, miejsce, pamięć masową i wydatki na infrastrukturę.

Bezpieczeństwo

Maszyna wirtualna (VM) jest niezależna od całego systemu serwerowego. Więc nawet jeśli dojdzie do złośliwego ataku, wpłynie on tylko na maszynę wirtualną i nie będzie w stanie przeniknąć do infrastruktury. Cloud Computing jest wyposażony w opracowane protokoły i technologię szyfrowania. Kopie zapasowe tworzone są również w przestrzeni wirtualnej, więc nie ma niebezpieczeństwa wycieku danych.

Ochrona przed awarią

W środowisku zwirtualizowanym każda maszyna wirtualna jest jej kontenerem. Jego działalność nie jest uzależniona od infrastruktury. Jeśli konkretna maszyna wirtualna jest testowana lub ma atak złośliwego oprogramowania, nie będzie infiltrować innych maszyn wirtualnych. Pozostałe maszyny wirtualne są chronione, ponieważ nie są od siebie zależne.

Charakterystyka wirtualizacji w chmurze obliczeniowej

Przetwarzanie w chmurze ma swoje własne cechy, które sprawiają, że jest bardzo odrębna. Tak więc, kiedy mamy na myśli wirtualizację i przetwarzanie w chmurze, odnosimy się do określonego zestawu cech, które czynią ją wyjątkową.

Dystrybucja zasobów

Kiedy mówimy o platformie przetwarzania w chmurze, mamy na myśli rozproszone zasoby, a nie skupienie w jednej maszynie. Każdy komputer może zostać przekształcony w komputer hosta i wtedy będzie miał możliwość kontrolowania użytkowników. Liczba użytkowników może być ograniczona i ma kontrolę nad całym systemem.

Izolacja

W środowisku zwirtualizowanym każda maszyna wirtualna jest samodzielna. Może być odizolowany od innych maszyn wirtualnych i jest najbardziej korzystny dla gości, którzy mogą korzystać z tych izolowanych maszyn wirtualnych. Chroni środowisko, a goście również nie mają dostępu do poufnych informacji, a mimo to mogą być połączeni z innymi.

Dostępność

Jedną z wielkich cech środowiska zwirtualizowanego jest to, że użytkownicy mogą uzyskać dostęp do funkcji, których nie mają w fizycznej maszynie. Poprawia czas pracy i zwiększa dostępność. Zmniejsza również przestoje i zwiększa wydajność, produktywność i bezpieczeństwo.

Zbiór

Agregacja wykorzystuje oprogramowanie do zarządzania klastrami, aby połączyć podobne jednorodne komputery, tworząc centrum zasobów.

Autentyczność i bezpieczeństwo

W zwirtualizowanym środowisku serwerowym, takim jak Cloud Computing, systemy i serwery zapewniają ciągłość działania. Usługi nie są zakłócane, jak to często ma miejsce w fizycznym środowisku serwera. Utrzymywany jest czas pracy systemów i następuje automatyczne równoważenie obciążenia.

Możesz chcieć: Co powinieneś wiedzieć o problemach z bezpieczeństwem AWS Cloud.

Zalety wirtualizacji

Wirtualizacja oferuje kilka wyraźnych zalet, takich jak:

• Użytkownicy mają dostęp do danych z pamięci wirtualnej i nie muszą martwić się o pamięć fizyczną.
• Użytkownicy mogą pracować nad swoimi projektami i przeprowadzać testy ze świadomością, że maszyny są zabezpieczone wysoko rozwiniętymi funkcjami bezpieczeństwa.
• Koszty utrzymania serwerów wirtualnych są mniejsze, a także ogranicza replikację danych.
• Zasoby są wdrażane szybko i łatwo.

Wady wirtualizacji

Jednak wirtualizacja ma również swoje wady. Jak na przykład:

• Faktyczne wdrożenie technologii wirtualizacji jest dość kosztowne.
• Wirtualizacja wiąże się również z problemami ze skalowalnością.
• Istnieją problemy z dostępnością, a użytkownicy muszą polegać na dostępności stron trzecich.
• Jeśli użytkownicy nie utrzymują odpowiednich protokołów procedur, dostęp do danych wrażliwych mogą mieć również użytkownicy.

Rodzaje wirtualizacji

Wirtualizacja to główna koncepcja działająca w technologii przetwarzania w chmurze. Wirtualizacja może być bardzo różnych typów. Kiedy mówimy o wirtualizacji, mamy na myśli nie tylko jeden rodzaj wirtualizacji, ale wiele, w zależności od systemów operacyjnych, pojemności pamięci itp.

1. Wirtualizacja sprzętu

W tego rodzaju wirtualizacji do zarządzania dostępnymi zasobami wykorzystywany jest hiperwizor. Hiperwizor zarządza i obsługuje zasoby fizyczne w wyrafinowany sposób.

Rodzaje wirtualizacji sprzętu:

• Pełna wirtualizacja: W tego typu wirtualizacji sprzętu maszyna wirtualna w pełni stymuluje istniejący sprzęt. Nie ma potrzeby żadnych modyfikacji.
• Wirtualizacja emulacji: maszyna wirtualna dokładnie naśladuje sprzęt, ale jest całkowicie niezależna. Nie ma konieczności modyfikowania systemów operacyjnych.
• Para-wirtualizacja : w tego typu wirtualizacji maszyny wirtualne mają interfejs podobny do sprzętu hosta. Wydajność maszyny wirtualnej jest maksymalizowana, gdy system operacyjny gościa jest dostosowywany.

Zalety wirtualizacji sprzętu:

• Bardzo efektywnie wykorzystuje zasoby.
• Czas pracy jest znacznie wydłużony.
• Jest bardzo oszczędny i ekonomiczny.
• Redundancja sprzętu i oprogramowania.

2. Wirtualizacja systemu operacyjnego

Tutaj maszyna hosta ma system operacyjny maszyny wirtualnej. Ten rodzaj wirtualizacji jest zwykle wykonywany w celu przetestowania aplikacji i sprawdzenia, jak działają w systemie operacyjnym.

Rodzaje wirtualizacji systemu operacyjnego:

• Wirtualizacja systemu operacyjnego Linux: Tutaj pobierane jest oprogramowanie o nazwie oprogramowanie stacji roboczej VMware, które jest następnie używane do instalacji systemu operacyjnego Linux.
• Optymalizacja systemu operacyjnego Windows: Aby zoptymalizować ten system operacyjny, musisz najpierw pobrać oprogramowanie stacji roboczej VMware, a następnie zainstalować system operacyjny Windows.

Rodzaje dysków w wirtualizacji systemu operacyjnego:

• Dysk prywatny: Ten rodzaj wirtualizacji jest używany przez firmę lub osobę. Informacje przechowywane na dysku zależą od jego pojemności.
• Dysk współdzielony: tutaj wiele firm lub wiele osób współużytkuje dysk jednocześnie. Zmiany dokonywane na danych na dysku nie mają wpływu na innych użytkowników.

Korzyści z wirtualizacji systemu operacyjnego:

• Dane są używane w pamięci wirtualnej, więc nie ma potrzeby konserwacji.
• Dane są przechowywane na serwerze wirtualnym i nie ma potrzeby łączenia się z serwerem. Jest ekonomiczny i oszczędza czas.
• Wykorzystuje maszyny wirtualne, dzięki czemu jest energooszczędny.
• Chroni dane przed nieautoryzowanym dostępem.
• Funkcje oprogramowania są wdrażane szybko, a dane są również szybko przesyłane do klientów.

Zalecane dla Ciebie: Dlaczego musisz przejść na platformy oparte na chmurze?

3. Wirtualizacja serwerów

Wirtualizacja serwerów ma miejsce w przypadku przetwarzania w chmurze, gdy jeden serwer jest podzielony na wiele serwerów wirtualnych. Te serwery wirtualne nazywane są prywatnymi serwerami wirtualnymi. Maskuje zasoby serwera. Minimalizuje również koszty i zwiększa wykorzystanie zasobów.

Rodzaje wirtualizacji serwerów:

• Hypervisor: Hypervisor jest jak warstwa oddzielająca system operacyjny od sprzętu. Hypervisor obsługuje zapytania, żądania sprzętu i wysyłki.
• Pełna wirtualizacja: W tej wirtualizacji sprzęt jest emulowany. Operacja maszyny służy do wykonywania funkcji wejścia-wyjścia i zmiany stanu systemu.
• Parawirtualizacja: W przypadku parawirtualizacji hiperwizor nie potrzebuje dużej mocy obliczeniowej do zarządzania systemem operacyjnym.
• Wirtualizacja systemu operacyjnego: W tego typu wirtualizacji system operacyjny jest podzielony na kilka niezależnych obszarów roboczych z ich środowiskami wirtualnymi.

Zalety wirtualizacji serwerów:

• Kiedy jeden serwer jest podzielony na kilka serwerów wirtualnych, staje się to bardzo ekonomiczne.
• Użytkownicy uzyskują dostęp do funkcji, które są wdrażane tak szybko, jak to możliwe.
• Użytkownicy mogą przechowywać swoje wrażliwe dane, dzięki czemu ten rodzaj wirtualizacji jest bardzo bezpieczny.
• Każdy serwer można zrestartować bez uruchamiania innych serwerów.

4. Wirtualizacja pamięci masowej

W tym przypadku pamięć masowa z kilku serwerów fizycznych znajduje się w jednej pamięci masowej.

Rodzaje wirtualizacji pamięci masowej:

• Wirtualizacja pamięci masowej oparta na blokach: W tym przypadku pamięć logiczna jest wyodrębniana z pamięci fizycznej. Umożliwia oprogramowaniu do zarządzania wirtualizacją poznanie pojemności urządzenia.
• Wirtualizacja pamięci masowej oparta na plikach: jest używana w sieciowych systemach pamięci masowej i używana do określonego celu.

Zalety wirtualizacji pamięci masowej:

• Dane są bezpiecznie przechowywane z dala od dostępu hosta.
• Dane są łatwo pobierane.
• Operacje stają się bardziej wydajne dzięki ekstrakcji magazynu.

Powody wdrożenia wirtualizacji pamięci masowej:

• Wdrażaj i zarządzaj zagadnieniami związanymi z magazynowaniem.
• Mniej przestojów.
• Magazynowanie jest lepiej wykorzystywane.

Zagrożenia związane z wirtualizacją pamięci masowej:

• Awaria: może dojść do utraty danych i przestojów. Ochrona danych na maszynie wirtualnej powinna mieć najwyższy priorytet.
• Problemy z nazewnictwem: zbyt wiele systemów wirtualnych spowodowało problem z nazewnictwem, w którym trudno jest zidentyfikować ważne i nie tak ważne maszyny wirtualne.

5. Wirtualizacja pulpitu

Tutaj użytkownicy mogą wyświetlać pulpit z podłączonego urządzenia. Oddziela pulpit od urządzenia fizycznego, aby klienci mieli do niego dostęp.

Rodzaje wirtualizacji pulpitu:

• Infrastruktura pulpitu wirtualnego: W tym przypadku pulpit wirtualny naśladuje konwencjonalne środowisko pulpitu. Sesje wirtualne działają na maszynach wirtualnych w centrum danych w chmurze.
• Usługi pulpitu zdalnego: Dzieje się tak, gdy zwirtualizowanych jest tylko kilka aplikacji.
• Desktop as a Service (DaaS): W tym typie dostawcy usług mogą oferować wirtualizację pulpitu jako usługi.

Korzyści z wirtualizacji pulpitu:

• Zwiększone bezpieczeństwo: Systemy bezpieczeństwa monitorują każdą maszynę wirtualną. Maszyny wirtualne są od siebie odizolowane. Wszelkie zmiany lub modyfikacje tych maszyn wirtualnych mogą sygnalizować obecność złośliwego oprogramowania.
• Krótszy czas przestoju: Maszyny wirtualne można przenosić bez wiedzy użytkowników.
• Niskie koszty: Niższe licencjonowanie oprogramowania oznacza niższe koszty.

6. Wirtualizacja sieci

W tym typie wirtualizacji można uruchomić i utrzymać wiele sieci wirtualnych. Każda sieć wirtualna może mieć swój plan danych i kontrolki. Może istnieć na szczycie sieci fizycznej.

Narzędzia do wirtualizacji sieci:

• Fizyczny system operacyjny przełącznika: Gdy system operacyjny obsługuje wirtualizację sieci.
• Hypervisor: Jest to oprogramowanie uruchamiane na maszynach wirtualnych.

Rodzaje wirtualizacji sieci:

• Sieć definiowana programowo: sprzęt jest zwirtualizowany, a ruch sieciowy jest kierowany.
• Wirtualizacja funkcji sieciowych: Tutaj zwirtualizowane są urządzenia sprzętowe, takie jak zapory. Bardzo łatwo jest je zainstalować, monitorować i administrować.

Zalety wirtualizacji sieci:

• Skraca czas udostępniania sieci.
• Poprawia bezpieczeństwo sieci.
• Zagrożenie i wina są izolowane.

Proces wirtualizacji w środowisku cloud computing

W przypadku przetwarzania w chmurze wirtualizacja odbywa się poprzez przypisanie nazwy do serwera fizycznego. Wskaźniki są następnie kierowane do tego serwera fizycznego. Odbywa się to zwykle na żądanie. W wirtualizacji wykonywanie programów odbywa się bardzo łatwo. W wirtualizacji segmentacja jest wykonywana dla pamięci, pamięci masowej i sieci. Wirtualizacja ma miejsce, gdy używana jest maszyna hosta i maszyna gościa. Maszyna hosta to taka, na której tworzona jest maszyna wirtualna, a utworzona maszyna wirtualna jest używana jako maszyna gościa.

Możesz także polubić: Cloud Computing: 11 świetnych wskazówek, jak teraz wygrać wyścig współczesny.

Zawijanie It

Wirtualizacja jest dziś poszukiwana, a osoby z umiejętnościami w zakresie przetwarzania w chmurze znajdą lukratywną pracę. W przyszłości do przechowywania danych będzie wykorzystywanych coraz więcej serwerów wirtualnych. Dlatego specjaliści IT, testerzy oprogramowania, administratorzy systemów, twórcy oprogramowania i specjaliści ds. sieci sprzętowych mogą oczekiwać szybkiego wzrostu technologii przetwarzania w chmurze i wirtualizacji.