Анализ частной облачной инфраструктуры на основе VMware vCloud Director (стр. 2 )

Достоинством данного метода является высокий уровень эффективности использования аппаратных ресурсов. Схематически принцип работы представлен на рис. 1.3.

Рис. 1.3. - Схема виртуализации операционной системы

В результате виртуализации приложения происходит преобразование из приложения, которое требует установки в ОС, в  автономный вид. ПО виртуализатора на этапе установки виртуализируемого приложении инициирует необходимые компоненты ОС с последующим проведением эмуляции. В следствии этого создается специализированная среда для приложения, которая позволяет обеспечить достаточный уровень изолированности работы развертываемого приложения. Для создания такого приложения виртуализируемое ПО необходимо разместить в специальном каталоге. В процессе запуска виртуального ПО происходит инициализация конкретного приложения и каталога, который является рабочей средой приложения. Создается барьер между приложением и ОС, посредством чего становиться возможным исключение возможных конфликтов между ПО и ОС. Подобную виртуализацию осуществляют: Citrix XenApp, VMWare ThinApp, SoftGrid и др.

Процесс программной виртуализации подразумевает обязательное наличие основной ОС, поверх которой развертывается виртуальная платформа. Данная платформа реализует эмуляцию аппаратных компонентов, осуществляя, при этом, управление ресурсами в отношении гостевой ОС.

Анализ приведенных выше методов позволяет установить, что рассмотренные методы трудоемки и сложны в реализации. Их общим недостатком являются потери производительности, которые связаны с высоким уровнем потребления ресурсов основной ОС.

При этом необходимо отметить факт снижения безопасности, т. к. посредством получения контроля над базовой ОС существует возможность автоматического перехвата контроля над развернутыми гостевыми ОС.

В отличии от рассмотренных программных методов, использование методов аппаратной виртуализации делает возможным получение изолированных гостевых ОС, которые будут управлятся гипервизором без посредников.

2. Аппаратный процесс виртуализации во много схож с программным, т. е. это процесс виртуализации, который изначально базуется на аппаратной поддержке.

Методе виртуализации ресурсов заключается в разделении одного конкретного физического сервера на несколько узлов. Каждый из них отображается в интерфейсе пользователя в качестве отдельного сервера. Реализация такого метода производиться на уровне ядра ОС.

Основным достоинством такого метода является быстродействие, т. к. виртуальные серверы, которые функционируют на уровне ядра ОС, обладают высокой степенью быстродействия, что делает возможным запуск сотен виртуальных машин в рамках одного физического сервера.

Примером реализации подобного разделения ресурсов являются решение OpenSolaris Resource Control & Network Virtualization, позволяющее создавать на базе одного физического интерфейса до десяти виртуальных сетевых.

Другим преимуществом использования таких методов виртуализации заключается в удобстве изначального определения производственной нагрузки на сервер. Это основано на использовании технологии live migration (живая миграция). Живая миграция позволяет перемещаемой на новый сервер ОС гибко сбалансировать динамическую нагрузку на доступном оборудовании.

1.1.2. Преимущества использования виртуализации серверов

Уменьшение затрат на оборудование (как приобретение, так и поддержку). На практике регулярно возникают ситуации, при которых инсталляция нового ПО требует наличия независимой серверной единицы и в сети необходимо наличие нескольких, независящих друг от друга, виртуальных серверов, обладающих отдельными наборами служб и отличающихся по характеристикам. Пример таких решений - VPS-хостинг. Уменьшение колличества физических серверов. Вследствии корректного использования вычислительных мощностей значительно сокращается количество физических компьютеров, что понижается колличество материальных средств, которые уходят на замену и ремонт оборудования. Сокращение колличества сотрудников. Обслуживание меньшего количества серверов может производиться меньшим числом людей. Простота обслуживания. Процедуры отключения и включения сервера сводятся лишь к нескольким командам администратора. Удобство резервирования и клонирования. Резервирование представляет собой способ организации данных, при котором одно и то же приложение работает сразу на нескольких серверах. Реализация подобного подхода сопряжена с соображениями безопасности, т. к. в случае отказа конкретного сервера он может быть динамически заменен другим. Благодаря этому перерывы в предоставлении услуг сводятся к минимуму. Виртуальные серверы позволяют предоставить разработчикам независимые и изолированные системы, в которых становиться возможным тестирование новых приложений или ОС. Вледствии того, что каждый виртуальный сервер является независимым ко всем другим серверам, разработчик, без опасений нанесения вреда другим приложениям, может тестировать на нем нужное ПО. Консолидация серверов. Предприятие экономит на охлаждении и администрировании серверов, управлении мощностями, благодаря оптимизации распределения процессо между меньшим количеством физических серверов. Абстракции на уровне оборудования. При выходе сервера из строя возможно динамическое перераспределение вычислительной нагрузки на оборудование. Отсутствие привязки к конкретному архитектурному решению позволяет снизить риск длительного простоя и нарушения бизнес-процессов предприятия.

1.1.3. Недостатки виртуализации серверов

Сложности в процессе реализации. Перед проектированием решения, администратору необходимо детально ознакомиться с спецификой используемых методов виртуализации, потребностями и архитектурой разрабатываемой сети. Серверам, которые предназначены для развертывания приложений, обладающих высокими требованиями к производительности, виртуализация не целесообразна. Это связано с тем, что при виртуализации вычислительная мощность сервера распределяется между виртуальными серверами. В случае, когда вычислительная мощность сервера меньше требуемой для нормального функционирования приложения величины, происходит замедление всех вычислительных процессов. Поэтому задачи, выполнение которых обычно не требует большого колличества времени, могут выполняться достаточно длительно. Чем большее колличество виртуальных машин поддерживает физический сервер, тем меньший объем вычислительной мощности достается каждому отдельному виртуальному серверу. Высокое количество виртуальных серверов, которые развернуты на физическом сервере, отрицательно сказывается на возможностях серверов  в сохранении требуемого количества данных. Сложности миграции. В наше время миграция виртуального сервера с одной машины на другую лишь возможна лишь тогда, когда в каждой физической машине используется вычислительный процессор одного производителя. В случае невозможности миграции, все приложения, которые  работают на виртуальных серверах, размещенных на физическом сервере, будут недоступны на протяжении времени выполнения процедур по техническому обслуживанию.

       Обобщенные сложности виртуализации серверов приведены на рис.1.4.

Рис. 1.4. Обобщенные сложности виртуализации серверов

1.2. Основные отличия общедоступной, частной и гибридной моделей развертывания облака

1. Общедоступная модель. Для данной модели характерна открытость использования для широкой публики, при этом такое облачное решение, как правило, принадлежит организации, которая представляет к ней платный или бесплатный доступ и существует на территории облачного провайдера. Такие облака находятся в собственности у бизнес структур, правительственных и научных организаций и в различных других  комбинациях. Примерами являются: онлайн-сервисы Amazon Simple Storage Service и Amazon EC2, , Google Apps/Docs, Microsoft Office Web.

Преимущества данной модели развертывания:

Абонентом может стать как произвольная компания, так и конкретное физическое лицо. Реализация простых и доступных по цене способов развертывания бизнес-систем или web-ресурсов с гибкими возможностями в  масштабировании, не всегда недоступными в других решениях.

Недостатки:

Услуги общедоступных облачных решений часто не поддерживают полноценного и гибкого функционала. Пользователи имеют меньше возможностей по выбору конфигурации, т. к. у клиента такого решения нет средств управления ресурсами верхнего уровня и ядром. Слабый контроль инфраструктуры потребителем.

2. Частная модель. Частная облачная инфраструктура предназначена для конкретной организации и «заточена» под ее нужды. Такое облако может управляться непосредственно организацией или дургой стороной, может находиться вне организации или внутри ее. Идеальным вариантом решения на базе такой модели является облако, которое развернуто на территории организации, а контроль и расширение функциональностей производится силами сотрудников данной компании. Специфика размещения частных и общедоступных моделей приведена на рис. 1.5.

Преимущества модели:

Высокая доступность приложений и услуг. Удобство для работ, для которых критична политика безопасности. Виртуализация серверов обеспечивает сокращение эксплуатационных и капитальных расходов в пределах 40–60%. Удобство в оптимизации плотности виртуальных машин и балансировке расходы и риски с помощью моделирования потребления ресурсов.

Рис. 1.5. Специфика размещения частных и общедосутпных облаков

Главный недостаток: стоимость создания частного облака может быть очень высокой, т. к. расходы на его поддержку и эксплуатацию часто превышают стоимость использования подобных общедоступных решений.

3. Гибридная модель. Гибридная облачная инфраструктура состоит из двух и более облачных решений, остающихся отдельными объектами, но при этом связанных вместе специально разработанной фирменной или стандартной технологией, которая позволяет обеспечить переносимость приложений и данных (пакетная передача в облаке для достижение возможностей гибкой балансировки нагрузки между решениями). Создаются предприятием для своих нужд, а обязанности по управлению и обслуживанию распределяются между поставщиком общедоступного решения и предприятием. Такая модель используется, когда для организация характерны сезонные периоды активности. Когда внутренняя IT-нфраструктура не может выполнить все текущие задачи, происходит перераспределение и часть дополнительных вычислительных мощностей предоставляется публичному облаку (высокие объемы необработанной статистической информации), для предоставления доступа пользователю к различным ресурсам предприятия  посредством такого решения.