Особенности администрирования виртуальной инфраструктуры
Давно прошли те времена, когда компании напрямую зависели от целого массива оборудования физической инфраструктуры, такого как память, сетевые карты, платы, процессоры и хранилища данных. Виртуальная инфраструктура помогает компаниям любого размера эффективно использовать эти инструменты с куда меньшими затратами и рядом сопутствующих преимуществ.
В этом руководстве мы рассмотрим принципы виртуальной инфраструктуры в целом и то, как грамотный подход к администрированию виртуальной инфраструктуры поможет компаниям стремительно развивать свой бизнес.
Физическая и виртуальная инфраструктура
Физическая инфраструктура включает в себя как аппаратное, так и программное обеспечение. В аппаратное обеспечение входит память, сетевые карты и видеочипы, процессоры, оперативная память, винчестеры. На оборудование устанавливается операционная система (например, Windows Server), посредством которой запускается программное обеспечение.
Виртуальная инфраструктура использует физическую инфраструктуру, но вместо установки операционной системы используется гипервизор.
Гипервизор - это особый вид программного обеспечения, который запускает виртуальные машины, распределяет физические ресурсы между ними для эффективной изолированной работы каждой из них.
Гипервизоры могут быть установлены непосредственно на оборудование (в этом случае это называется «гипервизор без оболочки») или в самой операционной системе («размещенный гипервизор»). Оба типа гипервизоров создают виртуальные машины, использующие ресурсы физического оборудования.
Виртуальные машины позволяют запускать несколько виртуальных машин на одном физическом устройстве. Вместо того чтобы отдельно развернуть и запустить 10 серверов, у вас может быть один физический сервер с гипервизором, на котором запущено 10 виртуальных серверов - все они будут использовать ресурсы оборудования одновременно.
На виртуальных машинах можно запускать приложения так же, как на физических серверах. На виртуальные машины можно установить операционные системы, отличные от ОС, на которой установлен гипервизор. Например, вы можете установить размещенный гипервизор в Windows, а затем запустить виртуальную машину с установленным Linux.
В условиях предприятия виртуальная инфраструктура предполагает размещение пула серверов в серверной комнате или в центре обработки данных для хранения корпоративных данных.
Типы виртуализации
Виртуализация данных. Способ организации доступа, при котором данные распределяются для использования пользователями и приложениями из различных ресурсов.
Виртуализация рабочего стола. Иногда ее называют инфраструктурой виртуальных рабочих столов. С VDI пользователи могут получить доступ ко всем своим файлам и приложениям удаленно на любом клиентском компьютере.
Виртуализация серверов. При виртуализации серверов физические аппаратные серверы делятся на виртуальные. Такие виртуальные серверы могут работать с несколькими операционными системами.
Виртуализация операционной системы. Благодаря виртуализации операционной системы, мы можем запускать несколько ОС, таких как Windows и Linux, на нескольких виртуальных машинах.
Виртуализация сети. С помощью сетевой виртуализации мы можем объединить несколько аппаратных сетей в одну сеть, называемую программной сетью.
Преимущества виртуальных инфраструктур
Используя виртуальную инфраструктуру, мы можем разместить несколько виртуальных машин, работающих на одном физическом устройстве. Вместо того, чтобы назначать машине одну задачу, мы можем запустить несколько параллельных процессов.
Как и в случае с ОС, мы можем устанавливать на виртуальные машины разные типы ОС. Мы можем установить размещенный гипервизор и запустить ОС Linux на виртуальной машине.
- Эффективность. Виртуальные инфраструктуры максимально эффективно используют физическое оборудование, поскольку виртуальная машина использует ресурсы всякий раз, когда это необходимо. Таким образом, некоторые машины иногда активны, а другие - нет. Эта эффективность напрямую приводит к меньшим финансовым потерям.
- Удобная разработка и тестирование. Благодаря простоте использования виртуальных машин, которые предоставляют нам операционные системы и ресурсы для работы приложений, разработчики могут легко использовать это преимущество для улучшения как процесса разработки, так и тестирования.
- Масштабируемость. Виртуальные серверы отличаются своей гибкостью и легко адаптируются под нужды компании. В самой их основе лежит концепция оплаты по мере использования ресурсов.
- Гибкость. Виртуализация позволяет использовать несколько серверов и сетевых конфигураций, что в корне отличается от использования физической инфраструктурой, для изменения которой требуется больше средств и усилий. Виртуальные машины мобильны, благодаря чему их можно без проблем перемещать между серверами.
- Безопасность виртуальной инфраструктуры. Виртуальная инфраструктура обеспечивает двойной слой безопасности. Весь трафик сначала должен проходить через физическую инфраструктуру, а затем распределяется между виртуальными машинами. Барьер безопасности, связанный с разделением виртуальных машин, защищает систему от ошибок и вредоносных программ.
- Балансировка нагрузки. Программный сервер, как правило, поровну распределяет нагрузку на устройства, благодаря чему ни одна машина не работает на пределе своих возможностей.
- Резервное копирование и восстановление. Если происходит сбой физической инфраструктуры, требуется время на восстановление работы системы. Резервное копирование виртуальных машин гарантирует быстрое и эффективное восстановление.
Администрирование виртуальной инфраструктуры
Преимущества виртуальной инфраструктуры очевидны, но важно правильно управлять виртуальной инфраструктурой. Microsoft Hyper-V - один из распространенных гипервизоров. Он управляет виртуальными машинами, находящимися под его контролем.
Одна из ключевых вещей, за которой необходимо следить, - это емкость виртуальной инфраструктуры. Когда выполняются одновременно несколько рабочих нагрузок при заданной настройке виртуальной инфраструктуры, зависящей от физической инфраструктуры, реалистичное определение емкости и прогнозирование тенденций имеют решающее значение. Отсутствие учета нескольких рабочих нагрузок может привести к негативным последствиям.
Кроме того, простота создания виртуальных машин может обернуться обратной проблемой - разрастанием виртуальных машин. При таком сценарии количество виртуальных машин превышает определенный лимит, до которого ресурсы используются эффективно, что может вызвать существенное снижение производительности.
Еще одна деталь, на которую стоит обратить внимание, - это производительность виртуальной инфраструктуры. Проблемы с производительностью, как упоминалось выше, могут быть вызваны недостатком емкости. Кроме того, они могут быть следствием неправильной настройки виртуальной машины, при которой слишком много виртуальных машин используют одно оборудование.
Наличие плана по замене устаревшего или вышедшего из строя оборудования и контроль за состоянием программного и аппаратного обеспечения путем отслеживания в том числе срока службы позволит избежать проблем в будущем.
Защита виртуальной инфраструктуры - еще одно необходимое условие поддержания виртуальных серверов. В рамках администрирования необходимо следить за безопасностью виртуальной инфраструктуры ровно так же, как за состоянием физической инфраструктуры. Тот факт, что виртуальные машины менее уязвимы для атак, не означает, что они не могут стать целью злоумышленников.
Сферы администрирования
Облачная виртуальная инфраструктура предоставляет массу преимуществ по сравнению с физической инфраструктурой - многие компании этим пользуются, мигрируя в облачные сервисы. Однако на каких аспектах администрирования в новых условиях следует сконцентрироваться, чтобы получить максимальную отдачу?
Планирование и дизайн
Многие компании совершают ошибку, недостаточно детально планируя переход на виртуализацию. Миграция виртуальной инфраструктуры так или иначе затронет каждую область компании. Только администраторы и архитекторы несут ответственность за планирование и дизайн. Такой подход может привести к дальнейшим препятствиям в функционировании компании.
Ключевые сотрудники каждой команды должны быть вовлечены в процесс проектирования, и каждый должен иметь представление, как миграция влияет на их команду, предлагая собственные идеи. Такой дизайн поможет заранее учесть все детали и обеспечить бесперебойную работу даже после перехода на виртуальную инфраструктуру.
Не менее важно и эффективное планирование внедрения инфраструктуры. Может показаться заманчивым реализовать все сразу, поскольку виртуальная инфраструктура предоставляет нам новую ОС и виртуальные машины. Пошаговый план может помочь эффективно и правильно реализовать переход.
Производительность и емкость
Производительность инфраструктуры больше не нужно проверять вручную. Автоматизированные инструменты могут помочь в управлении производительностью, управлении приложениями и составлении прогнозных рекомендаций. С помощью этих инструментов и на основании их данных администраторы могут принимать окончательное решение.
Существует также множество инструментов управления сервером для мониторинга, отслеживания, моделирования и прогнозирования потребностей в вычислительных мощностях, памяти, сети и хранилища для виртуальных сред. На основании этого анализа можно принять решение об увеличении аппаратных ресурсов.
Место хранения
Облачная виртуальная инфраструктура значительно снижает стоимость хранения данных. Но верно и обратное, если грамотно не управлять хранилищем. Виртуальная инфраструктура использует общее сетевое хранилище. Перенесенные после миграции в ЦОД данные всегда присутствуют в общем сетевом хранилище - тысячи копий данных бездействуют в репозитории.
Необходимо правильно спланировать потребности в емкости, чтобы избежать потери ресурсов хранения. Дедупликация данных значительно поможет сократить потери, связанные с хранением данных.
Управление инфраструктурой
Разрастание виртуальной инфраструктуры - еще одна серьезная проблема в администрировании. При таком сценарии скорость создания серверов значительно снижается, что в конечном итоге приводит к созданию все большего и большего количества виртуальных машин, некоторые из которых и вовсе бездействуют, поскольку были заброшены на определенном этапе использования. Это напрямую влияет на нагрузку на сервер путем используемых ими ресурсов, резервного копирования, обновлений и мониторинга.
Решение этой проблемы кроется опять же в правильной организации администрирования. Жизненный цикл управления виртуальными средами следует постоянно контролировать. Простаивающие виртуальные машины должны быть немедленно удалены, а в целях балансировки нагрузки хранилище должно быть эффективно распределено для использования другими виртуальными машинами.
Резервное копирование и аварийное восстановление
Резервные копии виртуальных машин, как правило, загружаются в общее хранилище. Это хранилище содержит резервные копии данных всех виртуальных машин, работающих на одном оборудовании.
Если на одном сервере запущено больше машин, то нагрузка на оборудование резко возрастает. Это может привести к неисправности или даже сбою в работе приложениях. Чтобы этого избежать, необходимо периодически следить за состоянием резервных копий, перемещать или удалять устаревшие. В противном случае при переполнении хранилища повышается риск потерять много жизненно важных данных за считанные минуты.
