what is virtualization
Què és la tecnologia de virtualització en la gestió d’infraestructures:
En aquest Sèrie de tutorials de formació de la A a la Z de la creació de xarxes , ho vam aprendre tot Solució de problemes de xarxa al nostre tutorial anterior.
En aquest tutorial, explorarem el concepte de gestió d’infraestructures juntament amb la necessitat del procés de virtualització per gestionar la infraestructura d’una manera més eficient.
També posa èmfasi en els diferents tipus de virtualització, avantatges i altres conceptes relacionats amb la virtualització amb l’ús d’aquesta en la gestió d’infraestructures.
Per a professionals del programari , la virtualització és una eina molt útil que ofereix una plataforma molt adequada per als provadors per desenvolupar i provar el programari i comprovar el seu impacte en el qual treballen.
preguntes i respostes d’entrevistes de proves de seleni
Què aprendreu:
- Gestió d’infraestructures a la indústria del programari
- Necessitat de virtualització en la gestió d’infraestructures
- Què és la virtualització?
- Tipus de virtualització
- Tipus d’hipervisors
- Avantatges de la virtualització
- Virtualització d’ordinadors d’escriptori
- Exemples de virtualització
- Concepte de maquinari virtual
Gestió d’infraestructures a la indústria del programari
Per a una organització de TI, la gestió d’infraestructures consisteix en la gestió de tots els seus actius i recursos importants, com ara equips, dades i mà d’obra, juntament amb les polítiques i processos que segueixen per garantir el bon funcionament dels serveis per a la construcció d’una xarxa eficient.
A grans trets, la gestió d’infraestructures inclou diversos tipus de gestió, com ara la gestió de programari d’aplicacions, la gestió de bases de dades, la gestió de servidors i sistemes operatius, la gestió de xarxes i la gestió d’emmagatzematge.
Entenguem això amb l'ajut d'un exemple en directe:
Prenem l'exemple d'una aplicació de programari Android per a compres en línia: AMAZON.
Quan naveguem pel lloc de compres en línia d’Amazon. hi ha disponibles diverses pàgines que mostren els productes en diferents categories amb preus, ofertes i ressenyes, etc.
Quan demanem algun producte i el comprem, es guardaran totes les dades de pagament i lliurament en un format que el programari entengui i que es mostrarà a l’usuari final en el format que entengui el client. Això es fa mitjançant el procés de gestió de bases de dades.
La mida i el contingut de les dades requereixen una plataforma on es puguin emmagatzemar. Això no es pot gestionar només pel maquinari físic, ja que s’ha d’emmagatzemar una gran quantitat de dades, per tant, en aquests casos s’utilitzen màquines virtuals conegudes com a servidors. Per tant, el sistema operatiu es configura segons el requisit de les màquines.
Totes les màquines virtuals es comunicaran mitjançant la gestió de xarxes entre si.
Mitjançant el procés de gestió d’emmagatzematge, totes les dades virtuals s’emmagatzemaran físicament en algun disc dur o dispositiu d’emmagatzematge de manera regular, de manera que, en cas de pèrdua de dades, totes les dades es poden restaurar mitjançant una còpia de seguretat.
Tots aquests processos en total es coneixeran com a gestió d’infraestructures.
Necessitat de virtualització en la gestió d’infraestructures
Per gestionar la infraestructura general d’una organització com una empresa de TI els actius de la qual es distribueixen a diverses regions del país i a l’estranger, necessitem molt programari i també es necessitaran administradors de TI, mà d’obra, energia, etc.
Aquests requisits en total afectaran la rotació del negoci, ja que augmentaran la despesa i trigaran molt de temps a implementar-se. Per minimitzar el cost del negoci i per a una utilització òptima de temps i diners, s’introdueix el concepte de virtualització.
En paraules senzilles, amb l’ajut de màquines virtuals, l’espai que s’utilitza per instal·lar un gran nombre de servidors físics es pot reduir a la meitat, i això, al seu torn, permet estalviar energia gastada en executar aquests servidors i refredar-los.
La substitució de servidors físics per màquines virtuals suposarà un estalvi de costos per a l'adquisició i manteniment de la mà d'obra. A més, l'avantatge més gran és que és molt fàcil i ràpid desplegar màquines virtuals per satisfer les necessitats empresarials urgents i, en conseqüència, això estalviaria temps i diners.
Per tant, per a un funcionament fluït i eficient del sistema de xarxa, és beneficiós desplegar la virtualització.
Què és la virtualització?
La formació de recursos informàtics virtuals, com ara emmagatzematge, sistema de xarxes d’ordinadors, sistemes operatius, etc., es coneix com a virtualització. El bloc bàsic de la virtualització és una unitat de maquinari com un servidor que té un grup de recursos.
La virtualització incorpora un recurs físic definit com un servidor que emergeix per comportar-se com un compost dels recursos virtuals i viceversa.
La virtualització pot ser:
- La formació de nombrosos recursos virtuals a partir d’un sol recurs físic.
- La formació d’un recurs virtual a partir de recursos físics individuals o múltiples.
Tipus de virtualització
Els diferents tipus de virtualització inclouen:
- Virtualització d’emmagatzematge
- Virtualització de xarxes
- Virtualització d'aplicacions
- Virtualització de clients i servidors
- Virtualització de dades
# 1) Virtualització d'emmagatzematge
Aquest tipus de virtualització s’utilitza amb més freqüència en centres operatius de xarxa coneguts com NOC o centres de dades de les organitzacions on hi ha un enorme requisit d’emmagatzemar una gran quantitat de dades. Aquí facilita la creació, supressió i modificació de dades en diferents maquinari.
Això s’aconsegueix connectant diverses unitats de maquinari a la mateixa plataforma mitjançant una connexió de xarxa com connectar-se a través de la fibra.
Els detalls s’han descrit amb l’ajut de la figura següent.
# 2) Virtualització de la xarxa
Es desplega a la infraestructura on cal la previsió dels servidors situats a distàncies diferents en diversos llocs de l’organització. Així, facilita la creació de xarxes VLAN i NAT, etc.
A la figura següent es descriu com podem visualitzar la nostra configuració adoptant un esquema de VMware:
# 3) Virtualització d'aplicacions
És una divisió de l'aplicació instal·lada des del PC amfitrió que la fa servir. Des del punt de vista de l’usuari, l’usuari pot accedir a l’aplicació tal com l’utilitzava anteriorment i també hi pot fer canvis.
Per a la virtualització d’aplicacions, utilitzarem una arquitectura basada en servidor, en què l’aplicació s’instal·larà en un dels servidors centralitzats del NOC i l’escriptori de l’usuari hi podrà accedir des de l’extrem remot amb drets restringits.
Per implementar-ho, s’utilitzen diversos programes, com ara l’aplicació fina VMware, Microsoft App-V, etc.
# 4) Virtualització de clients i servidors
En aquest tipus de virtualització, els serveis s’executaran al servidor gestionat de forma centralitzada mentre es realitzen a l’extrem del client que es troba localment.
No obstant això, la imatge de disc del sistema operatiu farà una còpia de seguretat i actualitzarà el sistema a un interval de temps regular per mantenir el client i el servidor sincronitzats. No cal una connexió permanent de xarxa entre la màquina virtual i el servidor.
La màquina virtual client pot funcionar sense el sistema operatiu mitjançant un hipervisor.
# 5) Virtualització de dades
És el procés de combinar dades de diversos recursos de dades per crear una font d'informació individual, virtual i lògica, de manera que les aplicacions, taulers de control, portals, etc., que puguin recuperar i accedir fàcilment a l'usuari, sense conèixer l'origen de la ubicació de les dades.
Les organitzacions empresarials han adoptat la virtualització de dades a gran escala i actualment s’utilitza principalment en associació amb la tecnologia de computació en núvol.
El fenomen de la virtualització de dades consisteix en els processos següents i el programari de virtualització hauria de realitzar tots els passos següents:
- Abstracció: Vol dir abstracció de dades de diverses fonts i ubicació i abstracció del llenguatge de la font de dades i de la seva interfície de programació.
- Transformant: Depenent de la necessitat de la solució empresarial, la integració i la transformació de les dades en una forma adequada.
- Federació: Realitza l'operació de reunir el resultat dels dos processos anteriors de diverses fonts.
- Lliurament: El programari hauria de ser capaç d’enviar les dades segons els requisits de l’usuari final o de la font de l’aplicació.
Així, la virtualització de dades redueix les possibilitats d’errors de dades en la gestió d’infraestructures i també accelera la velocitat d’accés a les dades en un escenari en temps real.
Tipus d’hipervisors
També es coneix com a monitor de màquina virtual (VMM) i produeix una plataforma virtual per al PC amfitrió per subministrar diversos sistemes operatius visitants per executar-hi diversos programes.
Hi ha dues classes d’hipervisors:
- Hipervisor nadiu
- Hipervisor allotjat
# 1) Hipervisors nadius
Aquests inclouen programari com el sistema Oracle VM que transmet pel maquinari del sistema amfitrió per gestionar-lo i supervisar el funcionament del sistema operatiu convidat.
El sistema operatiu convidat flotarà en un nivell per sobre de l’hipervisor i cadascun d’ells té un VMM.
# 2) Hipervisors allotjats
Aquests fluxos en un sistema operatiu típic, tal com ho fa l’altre programari. El sistema operatiu convidat transmet com a acció a l’amfitrió.
Exemples: Servidor i estació de treball VMware, VirtualBox, KVM i QEMU, etc.
Més informació = >> VMWare contra VirtualBox
Avantatges de la virtualització
A continuació es detallen els diversos avantatges de la virtualització:
# 1) Utilització efectiva del maquinari : Les màquines virtuals es comporten com a maquinari, de manera que mitjançant la virtualització es redueixen els costos i el manteniment requerits per al maquinari físic i, per tant, fan un ús adequat del maquinari.
# 2) Recuperació de desastres : En cas de bloqueig de dades al sistema o qualsevol altra fallada important, mitjançant el procés de virtualització, és fàcil restaurar les nostres màquines virtuals i fer-les funcionar movent-les a un altre sistema en núvol similar.
A més, la gestió i la restauració seran més fàcils fent ús del concepte de virtualització per a la pèrdua de dades.
# 3) Estalvieu energia : La conversió del maquinari físic a la màquina virtual del centre NOC i de l'extrem remot reduirà el consum de l'energia necessària per arrencar-los i continuar funcionant. Així, s’estalvia energia global.
# 4) Utilització efectiva de l’espai a NOC: Suposem que per executar una xarxa una organització requereix 20 racks de routers i 10 racks de commutadors i 30 PC. Per desplegar tot aquest maquinari, es necessitarà un gran espai i recursos equivalents com mà d’obra, energia, corrent altern, etc., per mantenir-lo.
Però amb el concepte de virtualització, per executar aquesta xarxa, només caldrà menys de la meitat d’aquest espai, cosa que permetrà estalviar espai, diners i temps.
# 5) Desplegament del servidor fàcilment : Mentre s'executa una xarxa, si de sobte un dels nostres servidors sembla tenir un excés d'utilització, podem fer créixer molt ràpidament una imatge de clonació del servidor i podem fer créixer un altre servidor que funcioni d'acord amb l'actual.
Així, a través de la virtualització, podem preparar un substitut i fer-lo funcionar amb molta facilitat. Tot i que si instal·lem físicament un servidor, trigarem dies o fins i tot una setmana a fer-lo operatiu.
# 6) Suport del sistema operatiu convidat : Els diferents tipus de sistemes operatius es comporten de manera diversa i tenen molts requisits de maquinari. El programari de virtualització reunirà tots els requisits a la mateixa plataforma i els complirà.
Les màquines virtuals també admeten un processador de 32 i 64 bits per funcionar.
# 7) Eines i controladors de complements per a convidats: El programari de virtualització subministra el conjunt d’eines i controladors addicionals per a les màquines virtuals. Això millora el funcionament de la xarxa del sistema de xarxa i a l’interior de la màquina mitjançant l’augment de la velocitat de processament.
També proporciona una eina de visualització 3D que s’utilitza amb finalitats de joc i diversió al món de l’entreteniment.
Virtualització d’ordinadors d’escriptori
En aquest procés de virtualització, l’operació general de l’escriptori tindrà lloc dins d’una unitat de servidor centralitzada.
Els clients d'escriptori són bàsicament els clients prims que es comporten com un dispositiu final per establir una connexió amb els dispositius propers, com ara teclat, ratolí o ports USB mitjançant connexió LAN.
El programari d’aquest thin client conté la interfície gràfica d’usuari (GUI), agents d’accés al núvol, un navegador web natiu i una col·lecció d’actius bàsics de serveis públics. El programari més comú que s’utilitza per a la virtualització d’escriptoris inclou XenApp i XenDesktop.
Exemples de virtualització
a) Proporcionar un entorn de desenvolupament i desenvolupament de programari fàcil d'utilitzar:
Suposem que tenim una idea per al desenvolupament de programari i, si volem provar si funcionarà o no, mitjançant el procés de virtualització, podem crear el laboratori i l’entorn per provar el programari.
La virtualització ofereix una utilitat multiplataforma per al desenvolupador per provar-la i utilitza l’elecció del llenguatge del desenvolupador per codificar per fabricar-lo de forma nativa. Ofereix provar el vostre programari a la plataforma que trieu, com ara Android, Windows, etc.
b) Execució de diverses aplicacions simultàniament en telèfons intel·ligents:
Amb l’ajut de la virtualització, podem executar múltiples aplicacions, com ara lectures meteorològiques en temps real, el nombre de quilòmetres que recorrem al dia, la brúixola, etc. als nostres telèfons intel·ligents sense sobrecarregar la memòria del telèfon, ja que les dades s’emmagatzemen en algun altre servidor i els càlculs són realitzats pel programari instal·lat al propi servidor.
Només l’organització que té la propietat del programari permet que el programari s’executi al servidor d’un altre. Per tant, fins i tot els telèfons mòbils amb una petita capacitat de memòria RAM com 100 MB o 1 GB només amb un processador de nucli únic podran executar aquestes aplicacions pesades.
c) Virtualització i computació en núvol:
La virtualització és el bloc bàsic de la informàtica en núvol.
La virtualització és el concepte que ens permet construir diversos recursos a partir d’un sistema de maquinari físic individual. El programari d’hipervisor es connecta directament al maquinari físic i també divideix una unitat de maquinari en diverses màquines virtuals.
Si bé, en canvi, la computació en núvol és la combinació de mètode i teoria que s’utilitza per oferir xarxes, infraestructures d’emmagatzematge, serveis i aplicacions sota demanda a l’usuari final de qualsevol xarxa.
Per tant, podem dir que la computació en núvol és el carter de recursos virtuals que proporciona programari, dades, etc., a través d’Internet.
Aquestes aplicacions i serveis d’infraestructura que ofereixen els núvols són una combinació de diversos tipus de fonts virtuals i màquines virtuals que el programari i la gestió organitzen de manera tal que l’usuari final pugui utilitzar-los des de qualsevol lloc. .
També és compatible amb els servidors i les aplicacions d’assignació de recursos dinàmics. Per tant, la infraestructura del núvol conté diverses infraestructures virtuals per oferir els serveis al client final.
Concepte de maquinari virtual
CPU virtual
L'hipervisor divideix cadascuna de les unitats físiques de la CPU en moltes CPU virtuals. Assigna una càrrega de treball per nucli virtual.
Per entendre-ho millor, considerem l'exemple següent:
Un servidor físic té dos processadors que anomenen CPU1 i CPU2, cadascun amb dos nuclis físics.
Per tant, tenim 2 * 2 = 4 nuclis físics.
Si l'hipervisor proporciona 5 vCPU per a cada nucli físic, es poden assignar 5 * 4 = 20 vCPU a les màquines.
Memòria virtual
La memòria física del maquinari d'un sistema es pot distribuir virtualment en dues o més màquines virtuals. Però la mida de la memòria distribuïda no pot superar la mida general de la memòria del maquinari.
Depenent del tipus d’aplicació en què s’utilitzi, podem afegir, canviar i organitzar els recursos de la memòria virtual per fer més eficient el rendiment general del sistema.
Els paràmetres de l'assignació de memòria virtual es configuren a la màquina virtual durant la seva creació. Però també es pot modificar després de la instal·lació del sistema operatiu convidat.
La figura següent mostra l'exemple de l'assignació de memòria física en dues màquines virtuals.
Emmagatzematge virtual
El concepte principal d’aquest tipus de virtualització és combinar les dades emmagatzemades físicament dels diversos dispositius d’emmagatzematge físic a una unitat de dades situada centralment que semblarà una sola unitat d’emmagatzematge. El servidor centralitzat no pot oferir un espai d’emmagatzematge superior al que pot haver-hi a les ubicacions físiques i al maquinari físic.
Però agrupar les dades en un centre serà més segur i es pot restaurar fàcilment en cas de crisi. Els fitxers de dades que s’emmagatzemen pràcticament al servidor tenen extensions com VDI, VHDX i VMDK, etc.
La figura següent mostra com els 12 TB de les dades s’emmagatzemen pràcticament dividint-se en quatre màquines virtuals.
Xarxes virtuals
A la xarxa virtual, les màquines virtuals es comuniquen amb els dispositius físics com un servidor o un commutador mitjançant la targeta d'interfície de xarxa virtual coneguda com a vNIC, que al seu torn està connectada virtualment amb un commutador virtual per al procés de comunicació posterior.
Totes aquestes targetes i commutadors virtuals són creats pel programari d’hipervisor.
El commutador virtual està connectat al commutador físic mitjançant el mitjà de targeta física. La tasca realitzada per diferents interfícies del commutador o del servidor es pot dividir en dues o més màquines virtuals i cadascuna d'elles realitzarà el treball que se'ls assigni.
L’escenari serà més clar amb l’ajut de la figura següent.
Virtualització de la CPU
És la característica de maquinari de totes les versions més recents de la CPU Intel i d’altres empreses que permet que un processador individual es comporti com a diverses CPU individuals. D'aquesta manera, la potència de la CPU es pot utilitzar d'una manera més eficaç i eficaç.
Conclusió
A partir d’aquest tutorial, hem entès que la gestió d’infraestructures és molt crucial per a la gestió i el bon funcionament d’una organització. Inclou no només la gestió de la part de maquinari de l’empresa, sinó també les polítiques, recursos, dades, energia i diners gastats al negoci per operacions.
La virtualització és una de les tecnologies clau que permet el rendiment general del sistema de xarxa de l’organització mitjançant els seus diversos aspectes. Això estalvia temps i energia.
A més, els serveis funcionaran més ràpidament i la virtualització en associació amb la computació en núvol pot subministrar i oferir diverses aplicacions d’usuari a demanda.
Lectura recomanada
- Què és la seguretat IP (IPSec), els protocols de seguretat TACACS i AAA
- Tutorial de traducció d'adreces de xarxa (NAT) amb exemples
- Mòdem Vs Router: coneixeu la diferència exacta
- Guia d’avaluació i gestió de la vulnerabilitat de la xarxa
- Què és la clau de seguretat de xarxa: com trobar-la per a Router, Windows o Android
- Eines i passos bàsics per solucionar problemes de xarxa
- Què és la seguretat de la xarxa: els seus tipus i gestió
- LAN sense fils IEEE 802.11 i 802.11i i estàndards d’autenticació 802.1x