wpływ wirtualizacji środowiska informatycznego na ... · 5 mitch tulloch i inni, understanding...

MACIEJ ROSZKOWSKI

WPŁYW WIRTUALIZACJI �RODOWISKA INFORMATYCZNEGO

NA FUNKCJONOWANIE PRZEDSI�BIORSTWA

Streszczenie

Artykuł prezentuje mo�liwo�ci jakie niesie za sob� wirtualizacja �rodowiska in-

formatycznego. Wdro�enie w przedsi�biorstwie maszyn wirtualnych, pozwala zwi�k-

szy� wykorzystanie zasobów oraz poprawi� ich wydajno�� przy jednoczesnym ogra-

niczeniu kosztów przyszłej rozbudowy �rodowiska informatycznego. W publikacji zo-

stała przedstawiona propozycja wdro�enia oprogramowania do wirtualizacji w za-

le�no�ci od potrzeb danego przedsi�biorstwa.

Słowa kluczowe: wirtualizacja, system operacyjny, hipernadzorca

1. Wprowadzenie

Pojedyncza aplikacja uruchomiona na komputerze konsumuje zwykle około 10–25% maksy-

malnego obci��enia komputera. Podobne obci��enie mo�na zaobserwowa� w serwerach produk-

cyjnych. Udost�pniane przez serwery usługi najcz��ciej nie konsumuj� całych zasobów serwerów.

Wirtualizacja umo�liwia obsług� wielu serwerów wirtualnych na jednym serwerze fizycznym.

Zwi�ksza to wykorzystanie zasobów sprz�towych serwera fizycznego do około 80%, bez utraty

jego wydajno�ci i funkcjonalno�ci.

Wirtualizacj� mo�na zdefiniowa� jako proces przekształcania zasobów fizycznych w ich wir-

tualne odpowiedniki. W�ród ró�nych postaci wirtualizacji mo�na wyró�ni�: • wirtualizacj� serwerów

• wirtualizacj� desktopów

• wirtualizacja aplikacji

• wirtualizacj� sieci

• wirtualizacj� pami�ci masowych

Maciej Roszkowski

Wpływ wirtualizacji �rodowiska informatycznego na funkcjonowanie przedsi�biorstwa

226

2. Kryteria wirtualizacji

Ameryka�scy naukowcy Gerald J. Popek i Robert P. Goldberg1 w 1974 roku zdefiniowali

kryteria wła�ciwego funkcjonowania maszyny wirtualnej (kryteria jako�ci wirtualizacji)2. Maszyna

wirtualna powinna spełnia� 3 warunki:

• odpowiednio�� (ang. Equivalence) – aplikacja uruchomiona na wirtualnej maszynie musi

si� zachowywa� w identyczny sposób jak na rzeczywistym komputerze,

• kontrola zasobów (ang. Resource Control) – wszystkie zasoby, które s� zwirtualizowane

musz� by� w pełni kontrolowane przez wirtualn� maszyn�, • wydajno�� – wi�kszo�� instrukcji musi by� wykonywana bez po�rednictwa maszyny wirtu-

alnej.

Ci sami naukowcy zdefiniowali równie� kryterium wirtualizacji. Kryterium opierało si� na

dwóch poj�ciach z dziedziny architektury procesorów: instrukcji uprzywilejowanych i instrukcji

wra�liwych. Mianem instrukcje uprzywilejowanych okre�la si� te instrukcj�, które wywołuj� prze-

rwanie lub wywołanie systemowe. Z kolei za instrukcj� wra�liwe uznaje si� te, które zmieniaj�konfiguracj� zasobów systemowych, a ich działanie jest zale�ne od konfiguracji systemu.

W my�l kryterium Popka-Goldberga dla ka�dego komputera trzeciej generacji jest mo�liwe

zwirtualizowanie jego architektury komputerowej, je�li zbiór instrukcji wra�liwych jest podzbio-

rem zbioru instrukcji uprzywilejowanych. W miar� rozwoju architektury procesorów x86 okazało

si�, �e jest mo�liwe zbudowanie maszyny wirtualizuj�cej architektur� niespełniaj�c� kryterium

Popka-Goldberga, ale zwykle kosztem jej wydajno�ci. Przykładem jest parawirtualizacja lub dy-

namiczna rekompilacja z wykrywaniem wra�liwych instrukcji.

3. Funkcjonowanie procesora

System operacyjny jest uruchamiany na platformie sprz�towej komputera PC (Rysunek 1).

W systemie operacyjnym s� uruchamiane procesy u�ytkownika. Znakomita wi�kszo�� obecnie

wykorzystywanych komputerów PC u�ywa procesorów stworzonych w architekturze x86. Proce-

sory te s� wyposa�one w mechanizm umo�liwiaj�cy zabezpieczenie wykonywanego kodu pro-

gramu poprzez poziomy przywilejów (ang. privilege level)3. Z najwy�szego poziomu przywilejów

(poziom 0) korzysta najcz��ciej system operacyjny, ze wzgl�du na ��danie nieograniczonego do-

st�pu do zasobów. Poziomy po�rednie (poziom 1, poziom 2) s� rzadko u�ywane, umo�liwiaj�dost�p do sprz�tu poprzez sterowniki urz�dze�. Poziom najni�szy (poziom 3) jest wykorzystywa-

ny do wykonywania kodu u�ytkownika. Programy uruchomione na poziomie o wy�szych przywi-

lejach (np. poziom 0) mog� kontrolowa� programy uruchomione na poziomie o ni�szych przywile-

jach (np. poziom 3).

1 Melinda Varian, VM and the VM Community: Past, Present, and Future, Princeton University, 1997, str. 31.2 Popek G.J., Goldberg R.P., Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Architectures, Communications of

the ACM, Volume 17 Issue 7, str. 412–421.3 Hoopes J., Virtualization for Security, Including Sandboxing, Disaster Recovery, High Availability, Forensic Analysis and

Honeypotting, Syngress, Burlington, 2009, str. 21.

227

Rysunek 1. System operacyjny uruchamiany na platformie sprz�towej komputera PC

�ródło: Opracowanie własne.

4. Rodzaje wirtualizacji

Ka�dy producent oprogramowania do wirtualizacji stosuje indywidualne podej�cie w nazew-

nictwie rodzajów wirtualizacji.

Firma VMware wprowadziła nast�puj�c� klasyfikacj� rodzajów wirtualizacji4:

• wirtualizacja wspomagana sprz�towo (ang. Hardware Assisted Virtualization),

• pełna wirtualizacja z u�yciem techniki translacji binarnej (ang. Full Virtualization using Bi-

nary Translation),

• wirtualizacja wspomagana programowo lub parawirtualizacja (ang. OS Assisted Virtualiza-

tion or Paravirtualization).

Rodzaje wirtualizacji według firmy Microsoft5:

• hipernadzorca typu 1 (ang. Type 1 Hypervisor),

• hipernadzorca typu 2 (ang. Type 2 Hypervisor),

• hipernadzorca monolityczny (ang. Monolithic Hypervisor),

• hipernadzorca typu mikroj�dro (ang. Microkernel Hypervisor).

Rodzaje wirtualizacji według publikacji innych autorów (Stasiak i Skowro�ski)6:

• samodzielny hipernadzorca (ang. Independent Virtual Machine Monitor),

• hipernadzorca w systemie operacyjnym gospodarza (ang. OS-hosted Virtual Machine

Monitor),

• hybrydowy hipernadzorca (ang. Hybrid Virtual Machine Monitor).

W niniejszej publikacji zastosowano podział zaproponowany przez Tanenbauma7, który okre-

�la najwa�niejsze rodzaje wirtualizacji:

• hipernadzorca typu 1,

• hipernadzorca typu 2,

• parawirtualizacja.

4 ródło internetowe: Understanding Full Virtualization, Paravirtualization, and Hardware Assist, 2007, str. 3–6.5 Mitch Tulloch i inni, Understanding Microsoft Virtualization Solutions, From the Desktop to the Datacenter, Microsoft

Press, Redmond Washington 2010, str. 23–27.6 Stasiak A., Skowro�ski Z., Wirtualizacja – kierunek rozwoju platform n-procesorowych, Przegl�d Telekomunikacyjny

i Wiadomo�ci Telekomunikacyjne, Rocznik LXXXI, nr 6, 2008, str. 856–859.7 Tanenbaum A. S., Systemy operacyjne, Gliwice, Helion 2010, str. 671–677.

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 57, 2011

Maciej Roszkowski


228

Te trzy główne rodzaje wirtualizacji s� zgodne z wymienionymi powy�ej rodzajami wirtuali-

zacji innych firm i autorów. Hipernadzorca typu 1 mo�e by� realizowany w oparciu o rozszerzone

instrukcje wirtualizacyjne procesora x86 (wirtualizacja wspomagana sprz�towo firmy VMware)

oraz funkcjonuje jako samodzielny hipernadzorca w systemie operacyjnym gospodarza (Stasiak

i Skowro�ski). Hipernadzorca typu 2 jest realizowany w oparciu o technik� translacji binarnej

(pełna wirtualizacja firmy VMware) oraz funkcjonuje jako hipernadzorca w systemie operacyjnym

gospodarza (Stasiak i Skowro�ski).

Program nadzoruj�cy funkcjonowanie maszyn wirtualnych okre�lany jest mianem hiper-

nadzorcy (ang. Hypervisor). Cz�sto zamiennie u�ywa si� te� okre�lenia „monitora maszyn wirtu-

alnych” (ang. Virtual Machine Monitor, VMM). Hipernadzorca umo�liwia wielu systemom opera-

cyjnym wykorzystywanie w tym samym czasie fizycznych zasobów sprz�towych jednego hosta

bez powodowania konfliktów w dost�pie do zasobów sprz�towych. Hipernadzorca wirtualizuje

fizyczne zasoby sprz�towe gospodarza umo�liwiaj�c maszynom wirtualnym dost�p do zasobów

sprz�towych w taki sposób, aby system operacyjny go�cia traktował te zasoby jako swoje własne.

Hipernadzorca typu 1

Hipernadzorca typu 1 działa tak jak ka�dy system operacyjny w trybie j�dra (Ring 0) obsługu-

j�c wiele kopii sprz�tu w postaci maszyn wirtualnych (Rysunek 2). Procesor x86 obsługuj�cy

hipernadzorc� typu 1 musi by� wyposa�ony w instrukcje wirtualizacyjne. W maszynie wirtualnej

funkcjonuje system operacyjny go�cia (Guest Os). System operacyjny go�cia „nie ma �wiadomo-

�ci”, �e pracuje jako maszyna wirtualna w trybie u�ytkownika (Ring 3), dlatego „jest bł�dnie prze-

konany” o tym, �e pracuje w trybie j�dra (tryb wirtualnego j�dra)8. Je�eli system operacyjny go-

�cia wykona instrukcj� wra�liw�, to dzi�ki rozszerzeniu procesora x86 o instrukcje wirtualizacyjne

jest mo�liwe jej przechwycenie i poprawna emulacja programowa tej instrukcji w trybie u�ytkow-

nika (ang. trap and emulate). Wyst�pienie instrukcji wra�liwej powoduje wykonanie rozkazu pu-

łapki do hipernadzorcy. Hipernadzorca emuluje działanie fizycznych zasobów sprz�towych.

Rysunek 2. Hipernadzorca typu 1


Hipernadzorca typu 2

Hipernadzorca typu 2 działa tak jak ka�da inna aplikacja (Ring 3) w systemie operacyjnym

gospodarza (ang. Host-Os) (Rysunek 3). Procesor x86, który obsługuje hipernadzorc� typu 2 nie

musi by� wyposa�ony w instrukcje wirtualizacyjne. Nowa wirtualna maszyna zawieraj�ca system

operacyjny go�cia (ang. Guest-Os) jest tworzona na wirtualnym dysku, który przyjmuje posta�

8 Barrett D., Kipper G., Virtualization and Forensics, A Digital Forensic Investigator's Guide to Virtual Environments,

Syngress, Burlington 2010, str. 11.

229

du�ego pliku w systemie operacyjnym gospodarza. Ka�da instrukcja wykonywana przez system

operacyjny go�cia jest przechwytywana przez hipernadzorc� i wykonywana w jego pami�ci pod-

r�cznej. Czas wykonywania wszystkich instrukcji (oprócz instrukcji wra�liwych) poprzez hiper-

nadzorc� jest taki sam jak bez jego po�rednictwa. Ka�da instrukcja wra�liwa jest przechwytywana

i zast�powana wywołaniem procedury hipernadzorcy (tłumaczona), a nast�pnie emulowana. Tech-

nika obsługi instrukcji wra�liwych przez hipernadzorc� typu 2 nosi nazw� translacji binarnej (ang.

binary translation)9.

Rysunek 3. Hipernadzorca typu 2


Wydawa� by si� mogło, �e wprowadzenie procesorów z obsługa instrukcji wirtualizacyjnych

spowoduje, �e rozwi�zania wirtualizacyjne wykorzystuj�ce te mo�liwo�ci sprz�towe (hipernadzor-

ca typu 1) b�d� znacz�co lepsze od rozwi�za� nie wykorzystuj�cych instrukcji wirtualizacyjnych

w procesorze, lecz bazuj�cych na oprogramowaniu (hipernadzorca typu 2). Jednak�e niektóre

badania pokazuj� wysok� zale�no�� rozwi�za� sprz�towych od bie��cego obci��enia procesora.

Technika obsługi pułapek stosowana w hipernadzorcy typu 1 jest bardzo kosztowna, gdy� przy

okazji obsługi instrukcji wra�liwej jest niszczona w procesorze: pami�� podr�czna, tablice przewi-

dywania skoków, bufory TLB. Dlatego te� niektórzy producenci oprogramowania implementuj�w systemie hipernadzorców typu 1 programow� obsług� tłumaczenia binarnego (stosowan�w hipernadzorcy typu 2).

Parawirtualizacja

Parawirtualizacja jest oparta na „�wiadomo�ci” systemu operacyjnego go�cia, �e pracuje jako

system wirtualny10

(Rysunek 4). Z kodu �ródłowego systemu operacyjnego go�cia zostaj� usuni�te

instrukcje wra�liwe. Instrukcje wra�liwe (np. operacji I/O, obsługi przerwa�, odwoła� do pami�ci)

zostaj� zast�pione przez „wywołanie funkcji hipernadzorcy” (ang. hypercall). Parawirtualizacja

wykorzystuje hipernadzorc� typu 1, jednak�e najcz��ciej ma on posta� systemu operacyjnego

gospodarza, st�d te� sformułowanie „wywołanie funkcji hipernadzorcy” jest cz�sto u�ywane za-

miennie ze sformułowaniem „wywołanie mikroj�dra”. System operacyjny go�cia poprzez zmody-

fikowane instrukcje wra�liwe w interfejsie API (ang. Application Programming Interface) odwołu-

je si� do fizycznych zasobów sprz�towych gospodarza w sposób bardzo wydajny, zbli�ony do

natywnego działania systemu operacyjnego.

9 Ibid., str. 17.10 Hess K., Newman A., Practical Virtualization Solutions Virtualization from the Trenches, Prentice Hall, Boston 2010,

str. 18.


Maciej Roszkowski


230

Rysunek 4. Parawirtualizacja


Obsługa dost�pu do zasobów sprz�towych przez hipernadzorc� wymaga u�ycia mechanizmu

emulacji przerwa�. Natomiast parawirtualizacja wykorzystuje mechanizm zdarze� lub bezpo�red-

nich wywoła� mikroj�da w przypadku dost�pu do zasobów sprz�towych gospodarza. Takie podej-

�cie w przypadku parawirtualizacji oznacza eliminowanie nadmiarowych instrukcji do układu PIC

(ang. Programmable Interrupt Controller) oraz brak opó�nie� z tytułu obsługi tych instrukcji przez

system operacyjny go�cia. Parawirtualizacja znacz�co zwi�ksza wydajno�� obsługi zasobów

sprz�towych w porównaniu do obsługi zasobów sprz�towych poprzez hipernadzorc�. W przyszło�ci b�dzie si� równie� zaciera� granica pomi�dzy hipernadzorc� a mikroj�drem.

Obydwa programy działaj� w trybie j�dra i maj� nieograniczony dost�p do fizycznych zasobów

sprz�towych gospodarza. Aktualnie uwidacznia si� trend zmniejszania rozmiarów programu pra-

cuj�cego w trybie j�dra.

5. Mo�liwo�ci jakie niesie za sob� wirtualizacja �rodowiska informatycznego

Wirtualizacja �rodowiska informatycznego niesie za sob� bardzo du�o mo�liwo�ci, które mo-

g� by� wykorzystane przez przedsi�biorstwo do osi�gni�cia przewagi konkurencyjnej.

a. Redukcja całkowitych kosztów aktywów w przedsi�biorstwie w ramach modelu

TCO (ang. Total Cost of Ownership)Korzystaj�c z modelu TCO, mo�na w łatwy sposób oceni� bie��ce wydatki i zaprogno-

zowa� przyszłe wydatki ponoszone w infrastruktur� teleinformatyczn�. Redukcja kosz-

tów jest prowadzona na trzech poziomach jednocze�nie: ludzie, technologie, procesy.

Wraz ze szkoleniem u�ytkowników i administratorów nast�puje wprowadzanie technolo-

gii wirtualizacji przy jednoczesnej automatyzacji procesu dost�pu do informacji w postaci

zwirtualizowanej.

b. Mniejsze nakłady inwestycyjne CAPEX (ang. capital expenditures) i ni�sze koszty

operacyjne OPEX (ang. operating expenditures)

Mniejsze nakłady inwestycyjne CAPEX wynikaj� z mniejszej liczby fizycznych serwe-

rów, kart SAN HBA, interfejsów i okablowania sieciowego oraz przeł�czników siecio-

wych. Ni�sze koszty operacyjne OPEX wynikaj� ze zmniejszenia: zapotrzebowania na

energi� elektryczn�, kosztów serwisu, wydzielanego ciepła, zaj�to�ci miejsca w szafie te-

leinformatycznej.

c. Konsolidacja serwerów (ang. Server Consolidation)

Współczynnik konsolidacji maszyn wirtualnych powinien by� optymalnie ustalony na

etapie projektowania wirtualnej infrastruktury. Niski współczynnik konsolidacji np. 3:1

przekłada si� na niski wpływ pojedynczej awarii serwera fizycznego na działalno�� biz-

231

nesow� przedsi�biorstwa. Z kolei awaria serwera fizycznego przy utrzymywaniu wyso-

kiego współczynnika konsolidacji np. 20:1, w du�ym stopniu mo�e przeło�y� si� na okre-

sow� niedost�pno�� usług IT. Dobrze dobrany współczynnik konsolidacji sprzyja utrzy-

maniu takiej samej wydajno�ci i funkcjonalno�ci poszczególnych maszyn wirtualnych,

jak w przypadku ich fizycznych odpowiedników. Jednocze�nie zmniejsza si� liczba ser-

werów fizycznych.

d. Lepsze wykorzystania zasobów obliczeniowych (ang. Computing Assets)

Poprzez zwi�kszenie utylizacji serwerów wirtualnych na serwerach fizycznych lepiej wy-

korzystuje si� zasoby obliczeniowe serwerów fizycznych. Procent wykorzystania mocy

obliczeniowej pojedynczego serwera, powinien by� utrzymywany na poziomie nie wy�-szym ni� około 80%. Pozostały margines mocy obliczeniowej powinien zosta� zarezer-

wowany na mo�liwo�� migracji maszyn wirtualnych w obr�bie zarezerwowanej puli za-

sobów obliczeniowych.

e. Ci�gło�� systemów produkcyjnych

Systemy produkcyjne mog� pracowa� w sposób nieprzerwany dzi�ki technologiom

wspomagaj�cym prac� maszyn wirtualnych. Maszyny wirtualne mog� by� „przenoszone

w locie” pomi�dzy dwoma fizycznymi serwerami dzi�ki technologii VMotion (firmy

VMware) lub Live Migration (firmy Microsoft). Odbywa si� to w sposób niezauwa�alny

dla u�ytkownika. Technologia VMware HA (ang. High Availability) umo�liwia utworze-

nie klastra w ramach którego w wypadku awarii serwera fizycznego z serwerami wirtual-

nymi nast�puje natychmiastowe uruchomienie kopii serwerów wirtualnych na innym

serwerze fizycznym w klastrze. Technologia VMware DRS (ang. Distributed Resource

Scheduler) umo�liwia utrzymanie równowagi obliczeniowej w grupie serwerów fizycz-

nych. W ramach technologii DRS w przypadku utrzymuj�cego si� przez okre�lony czas

du�ego obci��enia serwera fizycznego przez jeden z serwerów wirtualnych, pozostałe

serwery wirtualne s� „przenoszone w locie” na mniej obci��one serwery fizyczne bez in-

gerencji administratora (według wcze�niej zdefiniowanych zasad odzwierciedlaj�cych

potrzeby przedsi�biorstwa).

f. Ograniczenie kosztów przyszłej rozbudowy �rodowiska informatycznego

Rozbudowa �rodowiska informatycznego o nowe usługi, które musz� by� �wiadczone

przez wydzielone serwery sprowadza si� do wygenerowania na podstawie szablonu no-

wej maszyny wirtualnej z nowym serwerem. Na dowolnym serwerze fizycznym, który

jest najmniej obci��ony zostaje dodana nowa maszyna wirtualna z potrzebnymi usługami.

Bezpo�rednim kosztem, który zostaje w ten sposób wygenerowany jest koszt licencji na

u�ytkowanie nowego serwera wirtualnego. W ten sposób ograniczeniu ulegaj� koszty

zwi�zane z fizycznym miejscem dla nowego systemu operacyjnego. W identyczny spo-

sób mo�na bardzo �rodowisko testowe, które umo�liwia testowanie wdra�anych aplikacji

przed ich instalacj� produkcyjn�.g. Scentralizowane zarz�dzanie

Systemy operacyjne zainstalowane na serwerach wirtualnych wymagaj� tworzenia kopii

bezpiecze�stwa, instalacji poprawek do systemu operacyjnego i aplikacji i wiele innych

czynno�ci administratorskich. Wszystkie operacje, które musz� by� wykonywane na ser-

werach wirtualnych s� zlecane i nadzorowane poprzez jedn� konsol� zarz�dzaj�c�.


Maciej Roszkowski


232

6. Propozycja wdro�enia oprogramowania do wirtualizacji w zale�no�ci od potrzeb danego

przedsi�biorstwa

Praktycznie w ka�dym przedsi�biorstwie pracownicy u�ywaj� do pracy komputerów. Natu-

raln� równie� spraw� w wi�kszo�ci przedsi�biorstw s� serwery, które �wiadcz� usługi stacj� robo-

czym u�ytkowników: udost�pniaj� poczt� e-mailow� (serwery pocztowe), umo�liwiaj� korzysta-

nie z aplikacji w technologii klient-serwer (serwery aplikacji), umo�liwiaj� korzystanie z aplikacji

kadrowo-płacowych (serwery kadry-płace) lub ksi�gowych (serwer ksi�gowy). Wi�kszo�� kompu-

terów loguje si� domeny firmowej (serwer domeny), korzysta ze specyficznych aplikacji dost�p-

nych poprzez sesje terminalowe i wykorzystuje zasoby wielu innych specyficznych serwerów.

Propozycja rozwi�zania dla małego przedsi�biorstwa opiera si� na pewnych zało�eniach.

Wszystkie 8 serwerów wykorzystywanych w przedsi�biorstwie u�ywa systemów operacyjnych

z rodziny Microsoft Windows Server 2000, 2003 lub 2008. Proces wirtualizacji powinien by�przeprowadzony w sposób oszcz�dny, jednocze�nie zapewniaj�cy dobr� wydajno��. Mo�liwo��rozbudowy i nieprzerwany czas �wiadczenia usług nie s� a� tak istotne.

Przy takich zało�eniach jednym z rozwi�za� mo�e by� zakup 2 serwerów typu blade monto-

wanych w szafie rackowej z 2 licencjami Microsoft Windows Server 2008 R2 w edycji Enterprise

oraz licencje dost�powe (ang. call) w zale�no�ci od ilo�ci u�ytkowników (Rysunek 5). Przy zaku-

pie edycja Enterprise, nabywa si� jednocze�nie 4 licencje na maszyny wirtualne z systemem Mi-

crosoft Windows Server 2008 R2. W ten sposób konfiguruj�c rol� Hyper-V (w wersji 2.0) mamy

mo�liwo�� uruchomienie na ka�dym serwerze fizycznym 4 systemów wirtualnych. Je�eli stare

serwery zostan� zwirtualizowane bez podnoszenia wersji systemu operacyjnego, to na ka�dym z

nowych serwerów fizycznych pozostan� licencje, które daj� nam mo�liwo�� rozbudowy. Je�eli

ka�dy z nowych serwerów fizycznych b�dzie miał dost�p do współdzielonej macierzy dyskowej,

to przy zachowaniu pewnych zasad (np. kompatybilno�� procesorów 64-bitowych wspieraj�cych

wirtualizacj�) jest mo�liwe skorzystanie z funkcjonalno�ci migracji maszyny wirtualnej na drugi

serwer (Microsoft Live Migration).

Rysunek 5. Propozycja wdro�enia oprogramowania do wirtualizacji dla małej firmy


233

Druga propozycja wdro�enia oprogramowania do wirtualizacji dotyczy du�ej firmy, w której

koegzystuj� serwery Microsoft Windows i serwery linuksowe. Kolejne zało�enie wst�pne wskazu-

je 3 systemy: serwer pocztowy, serwer ksi�gowy i serwer VoIP, które ze wzgl�du na swoj� zaso-

bo�erno�� wymagaj� rozło�enia na oddzielnych serwerach. Przedsi�biorstwo nie mo�e sobie po-

zwoli� na zbyt długi przestój spowodowany awari�. Jednym z mo�liwych rozwi�za� jest wykorzystanie oprogramowania VMware vSphere 4.1

(Rysunek 6). Przedsi�biorstwo b�dzie musiało ponie�� wydatki zwi�zane z zakupem 3 serwerów

blade do szafy rackowej, 3 licencje VMware vSphere 4.1 w edycji Advanced. Je�eli serwery Mi-

crosoft Windows zostan� zwirtualizowane bez podnoszenia wersji, nie ma potrzeby zakupu licen-

cji Microsoft Windows Server. Je�eli przedsi�biorstwo posiada współdzielon� macierz dyskow�, nie ma potrzeby dodatkowego jej zakupu. Współdzielona macierz jest potrzebna do skorzystania

z technologii VMware High Availability. W przypadku awarii jednego z serwerów fizycznych,

wszystkie maszyny s� przenoszone na pozostałe serwery znajduj�ce si� w puli zasobów i nast�puje

ich ponowny start. Równowa�enie dost�pu do zasobów poszczególnych serwerów jest mo�liwe za

pomoc� migracji w sposób r�czny (technologia VMware Vmotion) lub w sposób automatyczny

(technologia VMware Distributed Resource Scheduler przy zakupie VMware vSphere w licencji

Enterprise).

Rysunek 6. Propozycja wdro�enia oprogramowania do wirtualizacji dla du�ej firmy



Maciej Roszkowski


234

7. Podsumowanie

Praktycznie wszyscy producenci oprogramowania do wirtualizacji oferuje oprogramowanie

w dwóch wersjach (jako ró�ne produkty): z zaimplementowanym hipernadzorc� typu 1 i z zaim-

plementowanym hipernadzorc� typu 2. Oprogramowanie do parawirtualizacji jest najcz��ciej

domen� ró�nych dystrybucji linuxa, chocia� bardzo cz�sto mo�liwo�� u�ycia hipernadzorcy typu 1

jest poł�czona z funkcj� parawitrualizacji. W zastosowaniach produkcyjnych króluj� rozwi�zania

z hipernadzorc� typu 1 (w wersji komercyjnej) lub parawirtualizacja (bezpłatna lub w cz��ci płat-

na).

Wi�kszo�� przedsi�biorców albo ju� w jakiej� formie wdro�yło wirtualizacj�, albo wła�nie si�do niej przymierza. Jest to w du�ej mierze zwi�zane z oczywistymi mo�liwo�ciami i oszcz�dno-

�ciami jakie poci�ga za sob� ta forma organizacji �rodowiska informatycznego.

Przedstawione propozycje wdro�enia oprogramowania do wirtualizacji s� jedynie przykłada-

mi stworzonymi na potrzeby zało�onych z góry potrzeb danego przedsi�biorstwa. Wdro�enie

w przedsi�biorstwie maszyn wirtualnych, wi��e si� z wydatkami, które w du�ej mierze s� prze-

znaczone na zakup sprz�tu, licencji, szkole� dla personelu i czasami wdro�enia. Te du�e wydatki

s� rekompensowane przez mo�liwo�ci jakie przedsi�biorstwo wraz z wdro�eniem tej technologii

posi�dzie.

Bibliografia

[1] Barrett D., Kipper G., Virtualization and Forensics, A Digital Forensic Investigator's Guide to Virtual Environments, Syngress, Burlington 2010.

[2] Hess K., Newman A., Practical Virtualization Solutions Virtualization from the Trenches, Prentice Hall, Boston 2010.

[3] Hoopes J., Virtualization for Security, Including Sandboxing, Disaster Recovery, High Availability, Forensic Analysis and Honeypotting, Syngress, Burlington, 2009.

[4] Melinda Varian, VM and the VM Community: Past, Present, and Future, Princeton Univer-sity, 1997. �ródło internetowe [dost�p grudzie� 2010]: http://www.princeton.edu/~melinda/

[5] Mitch Tulloch i inni, Understanding Microsoft Virtualization Solutions, From the Desktop to the Datacenter, Microsoft Press, Redmond Washington 2010. �ródło internetowe (od-no�nik “Download a free e-book ...”) [dost�p grudzie� 2010]: http://www.microsoft.com /learning/en/us/training/virtualization.aspx.

[6] Popek G.J., Goldberg R.P., Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Archi-tectures, Communications of the ACM, Volume 17 Issue 7, str. 412–421. �ródło interneto-we [dost�p grudzie� 2010]: http://www-ti.informatik.uni-tuebingen.de/~spruth/edumirror /xx066.pdf.

[7] Stasiak A., Skowro�ski Z., Wirtualizacja – kierunek rozwoju platform n-procesorowych, Przegl�d Telekomunikacyjny i Wiadomo�ci Telekomunikacyjne, Rocznik LXXXI, nr 6, 2008, str. 856–859.

[8] Tanenbaum A. S., Systemy operacyjne, Gliwice, Helion 2010. [9] �ródło internetowe: Understanding Full Virtualization, Paravirtualization, and Hardware

Assist, 2007 [dost�p grudzie� 2010]. http://www.vmware.com/resources/techresources/1008.

235

AN INFLUENCE OF COMPUTER ENVIRONMENT VIRTUALIZATION ON ENTER-

PRISE ACTIVITY

Summary

The article presents possibilities which gives a virtualization of computer envi-

ronment. Introducing virtual machines in a company enables to increase the use of

its resources and to improve their efficiency at the same time with cutting the costs of

future expansion of computer infrastructure. In this publication there is presented

a proposal of implementation of software for virtualization in accordance with the

needs of particular enterprise.

Keywords: virtualization, operating systems, hypervisor

Maciej Roszkowski

Katedra In�ynierii Finansowej

Wydział Informatyki

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

ul. �ołnierska 49, 71-210 Szczecin

e-mail: [email protected]


wpływ wirtualizacji środowiska informatycznego na ... · 5 mitch tulloch i inni, understanding...

Documents