Virtual Iron

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 19:52, 22 января 2019.
Virtual Iron
Virtual Iron Software Inc.jpg
Логотип компании Virtual Iron
Разработчики: Virtual Iron Inc.
Постоянный выпуск: 4.3 / April 8, 2008 (2008-04-08)
Операционная система: OS X, Linux
Платформа: X86-64
Тип ПО: Сервер виртуализации
Лицензия: Коммерческое проприетарное
Веб-сайт oracle.com/virtualiron/

Virtual Iron – платформа виртуализации построенная на гипервизоре Xen, разработкой которой занималась компания Virtual Iron. В 2009 году Oracle погладила данную компанию и прекратила разработку продукта.

Платформа

Будучи платформой виртуализации, Virtual Iron обеспечивает виртуализацию любых 32- и 64-разрядных операционных систем с высокой производительностью на устройствах X86-64 архитектуры. Система управления предоставляет доступ к функциям управления, мониторинга и отслеживания активности работы гостевых систем. Поддерживается технология загрузки по сети (PXE), благодаря которой имеется возможность автоматической развёртки ВМ. ПО основано на гипервизоре Xen.

Платформа состоит из:

  • управляющего программного обеспечения – менеджер виртуализации – это Java-программа, обеспечивающая централизованное управление как физическими, так и виртуальными серверами.
  • серверов виртуализации
  • гипервизор.

Каждый физический сервер может содержать несколько виртуальных серверов, на которых запускаются немодифицированные операционные системы.

Принцип работы

Платформа использует аппаратную виртуализацию. Аппаратная виртуализация представляет собой включение в процессоры новых инструкций и режимов работы, позволяющих виртуальным системам напрямую взаимодействовать с оборудованием. Таким образом существенно сокращается затрата на разработку платформы виртуализации (менее 50 000 строк кода) и повышается надежность и защищенность виртуальных машин. Xen направлен на техники паравиртуализации, предполагающие изменение ядра гостевой системы.

Однако Virtual Iron отказалась от применения этих техник. Вместо этого, она использует Intel VT и AMD-V.

Virtual Iron представляет собой платформу виртуализации класса Bare Metal («голое железо»), не требующую хостовой операционной системы для поддержки виртуальных машин, что повышает производительность конечной гостевой системы.[Источник 1]

Основные возможности Virtual Iron включают в себя:

  • Поддержка гостевых систем на базе архитектур X86-64 и X86
  • Поддержка горячего переноса виртуальных серверов в другие хост-системы без прекращения работы гостевой
  • Различные настройки масштабирования виртуальных сервером
  • Управление ресурсами виртуальных серверов с возможностью их перераспределения
  • Высокая доступность и восстановление системы после сбоя оборудования
  • Поддержка политик поведения гостевых систем
  • Взаимодействие с ресурсами SAN по протоколу iSCSI
  • Поддержка создания виртуальных сетей VLAN
  • Аутентификация пользователей по протоколу LDAP
  • Отчеты о производительности хостов в виде графиков
  • Предоставление собственного API для взаимодействия со сторонними приложениями
  • Использование формата виртуальных дисков компании Microsoft (VHD, Virtual Hard Drive)
  • Агрегация ресурсов в пулы (виртуальные датацентры), в которые могут быть объединены физические и виртуальные хосты, и в рамках которых могут работать различные политики, такие как LiveCapacity и LiveRecovery
  • Клонирование виртуальных серверов
  • Возможность генерации отчетов о различных компонентах виртуальной инфраструктуры (в формате CSV и HTML)
  • Централизованное развертывание виртуальных машин[Источник 1]

Архитектура

Решения на основе платформы Virtual Iron имеют три ключевых компонента:

Virtualization Manager

Virtualization Manager – основное средство управления виртуальными машинами Virtual Iron. Он устанавливается на специальный выделенный сервер, откуда происходит управление компонентами виртуальной инфраструктуры. Сервер управления должен отвечать следующим минимальным требованиям:

  • 1 Процессор
  • 2 Гб RAM
  • 30 Гб жесткий диск
  • 2 физических интерфейса Ethernet

Virtualization Manager позволяет централизованно развертывать виртуальные машины по сети на серверах компании, используя среду PXE (Preboot Execution Environment).

Virtualization Manager построен на основе Java и по своим возможностям напоминает VMware Virtual Center для VMware Infrastructure 3. Можно агрегировать ресурсы в пулы, выстроенные в иерархию, по которым собирается статистика производительности, разделяется пользовательский доступ и осуществляется мониторинг событий. Virtualization Manager обнаруживает новые хосты в сети и загружает туда компоненты для развертывания виртуальных машин, носящие название Virtualization Services. Для виртуальных машин в рамках пулов ресурсов можно применять различные политики, включая LiveMigrate, LiveCapacity, LiveRecovery и LiveMaintenance, а также создавать свои политики. К сожалению, почему-то Virtualization Manager не позволяет ставить «на паузу» (suspend) виртуальные машины, хотя такая возможность сейчас есть практически во всех платформах виртуализации.[Источник 1]

Virtualization Services

Компонент Virtualization Services представляет собой все необходимые средства, загружаемые на физический сервер через Virtualization Manager и среду PXE, которые необходимы для поддержки нескольких виртуальных машин на одной физической. Ядром платформы виртуализации на хостах является открытый гипервизор (программная прослойка между гостевой ОС и оборудованием) Xen, расположенный ниже уровня операционной системы и обеспечивающий управление виртуальными машинами и их «общение» с аппаратными компонентами. Архитектура Virtualization Services приведена на рисунке 1:

Рисунок 1 – Архитектура Virtualization Services

При включении физического сервера стартует гипервизор, запускающий Service Partition в привилегированном режиме, который содержит драйверы устройств, средства управления хостом извне через Virtualization Manager, а также службы для горячей миграции виртуальной машины на другое оборудование без ее остановки. Все эти компоненты вынесены за пределы гостевой системы, что обеспечивает безопасность при использовании виртуальных машин. Компонент Virtual Server Control взаимодействует с виртуальными серверами посредством гипервызовов. По каналу Event Channel передаются команды на остановку и запуск виртуальных машин от Virtualization Manager. Компонент Back End Virtual Driver представляет собой драйверы устройств, напрямую взаимодействующие с оборудованием. Front-end драйверы гостевой системы взаимодействуют с back-end драйверами, расположенными в Service Partition. Специальные драйверы сетевых интерфейсов и систем хранения позволяют виртуальным машинам совместно использовать ресурсы сетевой карты и устройств хранения данных изолированно друг от друга, и взаимодействовать с внешней средой.

Virtualization Services реализуют виртуальный симметричный мультипроцессинг (Virtual SMP), позволяющий виртуальным машинам использовать до восьми физических процессоров (при этом поддерживается до 32 процессоров для самого хоста). Также виртуальные серверы могут иметь до четырех виртуальных сетевых интерфейсов (для одного физического) и использовать до 96 Гб оперативной памяти.[Источник 1]

Open Source Virtualization

Большинство компонентов платформы Virtual Iron, за исключением Virtualization Manager, являются открытыми и доступны для загрузки на сайте компании. Исходные коды компонентов Virtualization Services и Virtual Server Tools можно скачать для изучения архитектурных особенностей системы виртуализации. Open Source гипервизор Xen, составляющий ядро платформы, поддерживается сообществом независимых разработчиков и регулярно обновляется. Использование аппаратных техник виртуализации (hardware-assisted) позволяет запускать не модифицированные версии гостевых операционных систем с минимальными потерями производительности. Безусловно, Virtual Iron нельзя считать полностью открытой платформой, однако открытость большинства компонентов позволит независимым разработчикам принять участие в совершенствовании, как самой платформы, так и средств управления. К тому же, Virtual Iron предлагает также абсолютно бесплатный вариант продукта на один физический сервер, используя который можно ощутить все достоинства серьезной платформы виртуализации.[Источник 1]

Расширенные возможности для развертывания виртуальной инфраструктуры

Платформа Virtual Iron предоставляет корпоративным пользователям множество функций по развертыванию виртуальных серверов в сетях хранения данных SAN и обеспечению их высокой доступности в соответствии с неофициальными стандартами, сложившимися в сфере виртуализации. Обслуживание, основанное на политиках, таких как LiveCapacity и LiveRecovery, позволяет поддерживать жизнеспособную виртуальную инфраструктуру и просто расширять ее, а централизованное управление позволяет существенно сократить время обслуживания и развертывания виртуальных серверов.

Возможности LiveMigration позволяют переносить виртуальные машины с одного физического сервера на другой, не останавливая деятельность виртуального сервера. Такая возможность доступна при использовании iSCSI-устройств и может быть реализована только в поддерживаемых гостевых системах, где могут быть установлены Virtual Server Tools. Виртуальная инфраструктура Virtual Iron может динамически расширяться с перемещением виртуальных машин между хостами и балансировкой нагрузки.

Чтобы осуществить горячую миграцию виртуального сервера, необходимо, чтобы на целевом физическом сервере было зарезервировано достаточное количество аппаратных ресурсов, а также имелся доступ ко всем необходимым сетевым компонентам и системам хранения, где располагаются виртуальные диски. Функция LiveMigration доступна только в пределах пула ресурсов (Virtual Data center) и может быть использована только для хостов, на которых установлены процессоры одного производителя (Intel или AMD). При миграции виртуального сервера на другой хост, достаточно лишь перетащить мышью виртуальную машину на другой физический сервер и нажать кнопку подтверждения. По завершении процедуры миграции исходный виртуальный сервер будет остановлен, вся изменившаяся память скопирована, а на целевом хосте будет запущена смигрированная система. Задержка между этими событиями составляет несколько миллисекунд и никак не отражается на запущенных приложениях. Возможность LiveMigration является аналогом VMotion в решении VMware Infrastructure 3.[Источник 1]

LiveRecovery

Функция LiveRecovery предназначена для обеспечения высокой доступности виртуальных серверов, которые в случае выхода из строя физического оборудования могут быть перезапущены на другом сервере. При этом серверы, основной и резервный, должны находиться в одном пуле ресурсов и использоваться в сети хранения данных SAN. Возможность LiveRecovery аналогична решению VMware HA (High Availability), однако в отличие от VMware, компания Virtual Iron не считает необходимым введение отдельной файловой системы, как VMFS у VMware, оптимизированной под нужды HA.

LiveCapacity

Возможности решения LiveCapacity позволяют наблюдать за загрузкой аппаратных компонентов физических серверов и принимать решение о том, что виртуальный сервер должен быть перенесен на другой хост. Пользователь может назначить политики, которые будут определять, при каких именно условиях следует осуществить миграцию виртуального сервера. В случае повышенной нагрузки на оборудование физического сервера будет проведена автоматическая миграция виртуальной машины на другой сервер, который обладает достаточным количеством ресурсов. LiveCapacity является решением по балансировке нагрузки на оборудование датацентра и по своим возможностям напоминает функции Dynamic Resource Scheduling (DRS) компании VMware для VMware Infrastructure 3.[Источник 1]

Политики и API

Компания Virtual Iron предоставляет широкие возможности по написанию различных дополнений к Virtualization Manager за счет использования специального API. С помощью этого API разработчики могут контролировать любые аспекты виртуальных датацентров и виртуальных серверов. Также этот API могут использовать системные администраторы для написания собственных политик для Virtualization Manager. Политики могут быть написаны для любой возможности платформы Virtual Iron и могут выполняться единовременно или с заданной периодичностью. Например, можно написать политики для сбора отчетов о производительности определенных виртуальных серверов, или, если в определенное время суток серверы испытывают повышенные нагрузки, можно мигрировать их на более мощные хосты.

Virtual Iron предоставляет также модель взаимодействия CIM (Common Information Model), позволяющую интегрировать Virtualization Manager со сторонними приложениями. Разработчики могут использовать стандарт CIM для исследования виртуального окружения Virtual Iron и написания собственных приложений.[Источник 1]

Сетевое взаимодействие

Система управления Virtualization Manager позволяет создавать множество виртуальных коммутаторов, которые могут объединять несколько виртуальных машин в пределах хоста, а также обеспечивать сетевое взаимодействие с внешней сетью. Для каждой виртуальной машины может быть создано до четырех виртуальных сетевых интерфейсов, каждый из которых имеет уникальный MAC-адрес. Виртуальный сетевой интерфейс может быть подключен к одной из созданных виртуальных сетей. При миграции виртуальных машин все сетевые настройки и настройки безопасности виртуальных серверов сохраняются.

Virtual Iron может эмулировать два типа сетевых адаптеров: по-умолчанию эмулируется сетевая карта AMD PCnet32 PCI, при установке Virtual Server Tools в Service Partition устанавливается Back End драйвер, который обеспечивает наилучшее быстродействие и меньшую нагрузку на процессор. На рисунке 2 изображена одна из возможных конфигураций сети в пределах одного физического сервера.

Рисунок 2 – Возможные конфигурации сети в пределах одного физического сервера

Виртуальные коммутаторы изолированы друг от друга и объединяют несколько виртуальных машин в виртуальную сеть. Один из виртуальных коммутаторов подключен напрямую во внешнюю сеть, а доступ к двум виртуальным серверам приложений как изнутри, так и снаружи, осуществляется через сетевые экраны. И все это инкапсулировано в пределах одного физического сервера. Таким образом, Virtual Iron открывает широкие возможности по моделированию виртуальной инфраструктуры и виртуальных сетей, с учетом реальной ИТ-инфраструктуры компании.[Источник 1]

Виртуальные диски

Виртуальные сервера Virtual Iron могут иметь до 16 виртуальных дисков, которые могут составлять комбинацию из логических и Raw-дисков. Raw-диски подключаются напрямую к системам хранения данных в SAN LUNs (Logical Unit Number – логические устройства дискового массива) по каналу Fibre Channel или iSCSI, используя обычный сетевой адаптер. Raw-диски обладают большим, чем логические диски, быстродействием и могут применяться для виртуальных серверов, требующих высокой скорости дискового ввода-вывода, например, серверов баз данных. Структура виртуальных дисков Virtual Iron показана на рисунке 3:

Рисунок 3 – Структура виртуальных дисков

Компания Virtual Iron предоставляет также специальный фреймворк для работы с системами хранения и виртуальными дисками. Платформа Virtual Iron использует формат дисков компании Microsoft, что позволяет использовать виртуальные шаблоны (Virtual Appliances) и предустановленные продукты Microsoft (в рамках программы VHD Test Drive Program).[Источник 1]

Оборудование

Как уже было сказано, Virtual Iron работает только на процессорах с поддержкой Intel VT или AMD-V. Кроме того, некоторые компоненты виртуальной инфраструктуры должны соответствовать требованиям, которые Virtual Iron публикует на своем сайте, на странице www.virtualiron.com/products/servers.cfm. На данный момент список поддерживаемой аппаратуры не такой обширный, как у VMware, однако он постоянно пополняется, поскольку компания Virtual Iron работает в тесном сотрудничестве с производителями аппаратного обеспечения.[Источник 1]

Перспективы Virtual Iron

Компания Virtual Iron сравнительно недавно вышла на рынок корпоративных платформ виртуализации, но весьма решительно стала вести конкурентную борьбу с такими серьезными соперниками, как VMware и XenSource. До того, как принять на вооружение открытый гипервизор Xen, компания Virtual Iron довольно долго разрабатывала средства управления виртуальными машинами, что является ключевым компонентом виртуальной инфраструктуры на основе платформы корпоративного класса. Безусловно, на данный момент по некоторым параметрам продукт Virtual Iron проигрывает VMware Virtual Infrastructure 3, однако по функциональности ключевых компонентов, таких как LiveMigration, LiveCapacity и LiveRecovery, платформа Virtual Iron вплотную приблизилась к аналогичным возможностям у VMware. Безусловным плюсом Virtual Iron является цена: за те же деньги продукт VMware Infrastructure Starter значительно уступает ему. А тысяча долларов за два процессора – как раз та сумма, которую могут позволить себе компании в секторе малого и среднего бизнеса. На фоне этого, Virtual Iron вполне может соперничать с VMware в этой сфере бизнеса. В дальнейшем, безусловно, платформа будет развиваться. Сделав ставку на аппаратные техники виртуализации, компания Virtual Iron, несомненно, выиграла. Несмотря на то, что по заверениям VMware, на данный момент аппаратная виртуализация является медленнее программной, компании Intel и AMD продолжают совершенствование своих процессоров в рамках глобальной стратегии по виртуализации и находят поддержку у производителей других компонентов аппаратного обеспечения.

К тому же, в скором времени появится еще один конкурент - Microsoft, с виртуализацией, встроенной в платформу Windows Server. Однако, по последним сведениям, это случится не ранее второй половины 2008 года. Тогда, конечно, развернется по-настоящему ожесточенная борьба, в которой у Virtual Iron, судя по всему, есть шанс завоевать свою долю рынка. А пока можно попробовать и VMware Infrastructure 3, и Virtual Iron и принять решение, стоит ли переплачивать за продукты VMware.[Источник 1]

Встроенная виртуализация

Принципиальным отличием Virtual Iron является использование встроенной (аппаратно-поддерживаемой) виртуализации, а не паравиртуализации.

Встроенная виртуализация – сравнительно новый подход, основанный на использовании аппаратно-поддерживаемых возможностей виртуализации. Это даёт возможность клиентам запускать любые версии операционных систем и использовать различные варианты рабочих сред. Фактически это реализация функций полной виртуализации на аппаратном уровне.

Virtual Iron использует именно встроенную виртуализацию, что дает возможность обеспечить производительность и масштабирование промышленного уровня для виртуализации операционных систем без модификаций.[Источник 1]

Компания

Virtual Iron Software – американская компания, разработчик платформы Virtual Iron. В мае 2009 года поглощена Oracle Corporation[Источник 2]. Штаб-квартира располагалась в Лоуэлле (Массачусетс), США. Отмечается как одна из первых компаний, предлагавших программное обеспечение для виртуализации, полностью поддерживающее аппаратную виртуализацию, встроенную в процессоры с технологиями Intel-VT и AMD-V.

Ссылки

Источники

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 Виртуализация на платформе Virtual Iron // VMGURU [2006–2019]. Дата изменения: 09.11.2007. URL: https://www.vmgu.ru/articles/Virtualizatsiya-na-platforme-Virtual-Iron (дата обращения: 09.01.2019).
  2. BGPlay // xgu [2019]. Дата изменения: 25.12.2014. URL: http://xgu.ru/wiki/BGPlay (дата обращения: 09.01.2019).