Virtualizácia

Martin Štrbák, 396563@mail.muni.cz

Obsah

Úvod do virtualizácie

Virtualizácia je činnosť zahrňujúca vytvorenie virtuálneho prostredia na jednom stroji a rozdelenie jeho výpočtového výkonu a úložného priestoru pre viac súbežne bežiacich operačných systémov (klientov). Taktiež hardware hostiteľského počítača sa javí ako virtuálny, čo umožňuje spúšťanie aplikácií inak určených na inú architektúru, prípadne testovacie účely, keďže OS nemá priamy prístup k hardvéru.

Zoznam použitých pojmov

Dôvody prečo virtualizovať

Úrovne virtualizácie

Kontajnerová virtualizácia

Emulácia HW

Software emuluje hardware a ten sa potom javí operačnému systému bežiacemu v VM ako skutočný fyzický. Emulácia je zvyčajne pomerne pomalá, kedže požiadavky OS sa musia prekladať na požiadavky smerujúce skutočnému fyzickému zariadeniu. Tvorí akúsi medzivrstvu medzi virtuálnym strojom a fyzickým zariadením. Typický zástupca takéhoto softvéru je QEMU (Quick EMUlator) alebo XEN. QEMU v kombinácii s KVM(Kernel Virtual Machine) a podporou virtualizácie na procesore funguje veľmi efektívne.

Paravirtualizácia

Virtuálny stroj sa netvári ako samostatný stroj, neemuluje úplný hardware (napríklad počítač na inej architektúre ako je hostitelský server). Nad systémom sa tvári mierne abstraktne, takže môžeme dosiahnuť citeľne vyšší výkon než na plne virtuálnych strojoch (s plne emulovaným HW). Z možných paravirtualizačných riešení môžeme spomenúť XEN, KVM alebo VMware. Od bežiaceho OS sa vyžaduje úprava, aby bol schopný na tomto systéme bežať, v opačnom prípade nemusí byť schopný pristupovať ku všetkým zariadeniam a rozozná že beží na virtuálnom stroji.

Plná virtualizácia

Host je emulovaný pomocou virtualizačného hardvéru, okrem procesora (takže platdormy musia byť zhodné) a operačné systémy vo virtuálnych strojoch bežia natívne a teda bez straty výkonu. Problém nastáva pri pristupovaní k HW hostiteľského PC, lebo napríklad čítanie z virtuálneho disku sa musím previezť na čítanie adekvátneho miesta na fyzickom disku a pod. Všetky I/O operácie vyžadujú veľkú réžiu. Plnú virtualizáciu podporujú XEN, VMware, VirtualBox.
Najväčšími výhodami sú hrubý výkon a žiadna potreba upravovať hostovaný OS.

Formáty virtuálnych diskov

Asi najjednoduchší formát je RAW, používa riadke súbory. Disk vo formáte QCOW je súbor, ktorý reprezentuje blokové zariadenie fixnej dĺžky. Medzi jeho výhody patrí šifrovanie AES, kompresia pomocou zlib a podpora snímkov (snapshot). Tento formát používa QEMU. QCOW2 podporuje viacero obrazov virtuálnych strojov. Hlavnou nevýhodou formátu QCOW je že nedokáže byť namontovaný priamo, ako napríklad RAW, ale potrebuje špeciálnu utilitu ktorá dokáže čítať súbory QCOW.
Ďalšie formáty:
VirtualBox: vdi
VMware: VMDK

Prístup k virtuálnemu stroju

Virtuálny stroj nám umožnuje zdieľanie pracovnej plochy buď cez VNC, alebo cez iný remote desktop protokol, napr. SPICE (Simple Protocol for Independent Computing). Ak už na stroji beží operačný systém, je možné sa k nemu pripojiť priamo cez SSH.

Nástroje na správu virtuálnych strojov

Literatura