Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный университет

Применение технологий виртуализации в экономических ИТ-средах

Махоркин Семен Юрьевич

Краснодар, Россия

Аннотация. В статье проведен анализ текущего состояния технологий виртуализации, тенденций их развития, изменений в подходах к предоставлению ИТ-услуг при использовании технологий виртуализации, а также показаны способы и направления применения технологий виртуализации в экономических ИТ-средах

Ключевые слова: Виртуализация, технологии виртуализации, виртуальная среда, виртуальная машина, ИТ-услуги, ИТ-среды

Идея виртуализации зародилась в 1960-х, когда корпорацией IBM была предложена концепция виртуальных машин на базе мэйнфреймов и быстро получила распространение, так как обеспечивала возможность одновременной работы нескольких пользователей на одной дорогостоящей машине. С распространением персональных компьютеров в начале 1980-х интерес к виртуализации угас, но с появлением процессора Intel 80286 возродился вновь. К концу десятилетия возникла потребность в запуске программного обеспечения, разработанного для другой платформы, что привело к выпуску компанией Insignia Solutions в 1988г. эмулятора SoftPC. На протяжении 1990-х значительно вырос объем и сложность корпоративных вычислений, что повлекло за собой смену модели вычислений на мэйнфреймах на модель распределенных вычислений, значительно усложняя ИТ-инфраструктуру предприятия. Это привело к быстрому развитию технологий виртуализации.

В 1974 г. Джеральд Попек и Роберт Голдберг в [11] назвали виртуальные машины эффективными, изолированными дубликатами реальных машин. На сегодняшний день не существует единого взгляда на то, что такое виртуализация, как с научной, так и с практической точки зрения.А. А. Рыбалко в [8] определяет виртуализацию как логическое объединение ресурсов с целью получения преимуществ над оригинальной конфигурацией. А.В. Богдановым, Е.Н. Станковой и В.В. Мареевым в [1] виртуализация описывается как технология для разделения ресурсов компьютера на несколько независимых сред. Компания VMware считает, что виртуализация является программной технологией, преобразующей ИТ-инфраструктуру с помощью выполнения на одном физическом компьютере нескольких виртуальных машин и совместного использования его ресурсов, а в [2] виртуализацию определяют как архитектуры и продукты, эмулирующие физические устройства.

В то же время современное состояние технологий виртуализации показывает недостаточность приведенных выше определений. Так, существуют различные аппаратные технологии аппаратной виртуализации, например:

· Sun Dynamic Domains, предназначенная для создания гибких отказоустойчивых разделов, позволяющих одновременно использовать несколько копий ОС на одном сервере

· Intel-VT и AMD-V - наборы физических расширений, обеспечивающие поддержку виртуализации

· виртуальные маршрутизаторы, являющиеся независимым экземпляром виртуального маршрутизатора в рамках одного физического устройства маршрутизации

· управляющие контроллеры при виртуализации хранения данных [10]

В то же время, виртуализация хранения данных позволяет объединить ресурсы нескольких систем хранения в единый пул и управлять им как единым физическим устройством. Но помимо физических устройств, современные технологии виртуализации охватывают и нематериальные сущности: рабочую среду пользователя [12], зоны безопасности и др.

Таким образом, из проведенного выше анализа мы можем определить, что технологии виртуализации - это программные, аппаратные или программно-аппаратные технологии, позволяющие представить материальные и нематериальные ресурсы в виде одного или нескольких абстрактных ресурсов с различными целями: разделения на независимые среды, логического объединения, эмуляции другого ресурса, удобства эксплуатации.

На сегодняшний день виртуализация - одна из самых динамично развивающихся отраслей информационных технологий и согласно исследованиям аналитического агенства Gartner заняла первое место среди стратегических технологий в 2009г., в 2009г.25% крупных предприятий используют виртуализацию, а малые и средние предприятия активно начнут ее использовать в 2010 г. [9], а к 2012 году станет важнейшим фактором, влияющим на ИТ-инфраструктуру. Динамику роста процента рабочих нагрузок, выполняемых в виртуальной среде, можно проследить на рис.1, а количество инсталлированных виртуальных машин, возрастет с 5,8 миллиона в 2008 г. до 58 миллионов в 2012 г [9].

Рисунок 1. Рост процента рабочих нагрузок, выполняемых в виртуальной среде.

Помимо роста процентного соотношения рабочих нагрузок, выполняемых в виртуальной среде, наблюдается также рост числа виртуальных машин в рамках одного физического сервера (рис. 2)

технология виртуализация экономическая

Рисунок 2. Рост количества виртуальных машин в рамках одного физического сервера.

Подводя итоги исследования, можно сделать вывод, что в настоящее время хорошо развиты и получили широкое распространение технологии виртуализации серверов, виртуализации представлений, и виртуализация настольных систем с использованием монитора виртуальных машин второго типа. По нашему прогнозу, в дальнейшем будут активно развиваться следующие типы виртуализации:

· Виртуализация приложений

· Виртуализация хранения данных

· Виртуализация настольных систем с использование монитора виртуальных машин первого типа

· Виртуализация сетей

· Виртуализация состояния пользователей

Также очевидно, что ввиду широкого распространения технологий виртуализации возникает вопрос управления виртуальными средами. Мы считаем, что это приведет к существенному развитию средств мониторинга, диагностики и управления виртуализацией, и также активно будет развиваться следующий функционал средств виртуализации:

· Простота использования

· Управление приложениями

· Высокая доступность

· Оптимизация ресурсов

· Непрерывность предоставления сервисов

· Обеспечение работы мобильных пользователей

· Восстановление при сбое

· Балансировка нагрузки

· Управление на основе политик

Таким образом, на основании проведенного нами исследования можно сделать вывод, что динамика развития технологий виртуализации направлена на обеспечение соответствия модели “Infrastructure as a Service”, и в дальнейшем, модели облачных вычислений.

Современный бизнес не может эффективно развиваться без эффективной, устойчивой и просто управляемой ИТ-среды. Основополагающими концепциями, необходимыми обсепечения такой среды, в соответствии с такими общепризнанными методологиями управления ИТ, как библиотека ITIL, подход к эксплуатации Microsoft и COBIT, являются:

· ИТ-услуги. ИТ-услуги включают те коммерческие услуги, которые ИТ-подразделения организации непосредственно оказывают клиентам или пользователям. Это могут быть коммерческие приложения, сообщения и коммуникации, инфраструктура электронной коммерции, средства печати, хранения данных и др.

· Управление ИТ-услугами. Управление ИТ-услугами включает в себя функции и процессы, которые необходимо выполнить для управления и поддержки кажой ИТ-услуги, используемой предприятием.

Проведенное исследование влияние использования технологий виртуализации на предоставление ИТ-услуг и изменения в различных современных экономических ИТ-средах показывает, что:

· Виртуализация позволяет на уже имеющихся площадях и оборудовании развернуть новые сервисы, таким образом, организация может развернуть центр управления инфраструктурой без излишних затрат на приобретение и обслуживание серверов. Так, например, ОАО "СвердНИИхиммаш" снизило затраты на поддержание работоспособности серверов и существующей ИТ-инфраструктуры [5], а ОАО "Сочинский мясокомбинат" консолидировало серверную инфраструктуру и использовало освободившиеся мощности под новые задачи [6] с помощью использования технологий виртуализации серверов.

· Очевидным фактом является то, что поставка и ввод в эксплуатацию оборудования занимает достаточно длительный срок (до нескольких месяцев). При использовании технологий виртуализации ввод в эксплуатацию рабочих ресурсов можно ускорить и отделить от процесса приобретения оборудования, сократив таким образом время ввода ИТ-услуги в эксплуатацию до времени ее развертывания. Так, развернуть для нового сервиса виртуальную машину намного проще, быстрее и экономичнее приобретения нового сервера.

· Использование технологий виртуализации позволяет минимизировать несовместимость приложений с используемой программно-аппаратной средой, что позволяет использовать стандартизированные рабочие среды, обеспечивая при этом работу всех необходимых бизнесу приложений. Помимо этого, значительно сокращается регрессивное тестирование приложений перед развертыванием, а также возможно быстрое и малозатратное создание тестовых лабораторий, что значительно сокращает время на развертывание новых ИТ-услуг. Так, например, российская компания "Вимм-Билль-Данн", существенно ускорила развертывание приложений, сократила затраты на тестирование и исключила несовместимость ПО с помощью внедрения технологий виртуализации приложений [3].

· С использованием технологий виртуализации возможно создание виртуальных маршрутизаторов и зон безопасности, что позволяет существенно упростить внедрение концепции демилитаризованных зон.

· Использование технологий виртуализации позволяет значительно упростить процедуры резервного копирования и восстановления информации, так как минимизируется объем уникальных конфигураций, а данные хранятся централизованно. Так, например, ОАО "Сочинский мясокомбинат" существенно сократило время выполнения резервного копирования и восстановления данных [6].

· При использовании технологий виртуализации возможно создание среды, в которой при выходе части оборудования из строя, работоспособность восстанавливается на резервном, а при плановом отключении оборудования для обслуживания возможно перемещение сервисов на резервное без их прерывания. Так, группа компаний "Каспийская энергия"повысила надежность предоставления ИТ-услуг с помощью внедрения виртуализации представлений [4].

· В виртуальной среде возможно динамическое перераспределение ресурсов, выделенных различным сервисам, без их остановки. Более того, при использовании специализированных систем управления рабочие нагрузки могут самостоятельно определять требования к ресурсам, обеспечивая их динамическое распределение и, таким образом, быть самоуправляемыми.

· Виртуализация позволяет рассматривать ИТ-инфраструктуру как набор логических слоев, а не как набор физического оборудования, что значительно сокращает время на устранение проблем и упрощает управление средой.

· Виртуализация позволяет создать изолированные виртуальные сети в рамках одной физической локальной сети, что существенно повышает безопасность данных.

· В виртуальной среде возможно быстрое и малозатратное создание полномасштабных тестовых лабораторий, что значительно упрощает тестирование.

· В виртуальной среде возможен отказ от классических рабочих мест и традиционных способов развертывания приложений в пользу виртуальных, что минимизирует затраты на обслуживание компьютерного парка, также существенно уменьшается зависимость инфраструктуры от используемого оборудования. Так, Российский государственный торгово-экономический университет с помощью внедрения виртуальных рабочих мест снизил энергопотребление, повысил отказоустойчивость рабочих мест и серверов, сократил внеплановые простои, сбалансировал нагрузки, а также повысил масштабируемость и управляемость ИТ-среды [7].

При полномасштабном использовании виртуализации в крупных компаниях (более 25% инфраструктуры перенесено в виртуальную среду, используется виртуализация серверов и, как минимум, виртуализация хранения данных, а также инструменты управления, автоматизации и балансировки нагрузки):

· Типичная утилизация серверов возрастает с менее чем 10% до 40-60%

· Количество пользователей на один сервер увеличивается со 143 до 423

· Количество пользователей, обслуживаемых одним системным администратором, возрастает 2400 до 11000.

· Количество серверов, обслуживаемых одним системным администратором, возрастает с 17 до 30

· Среднее время простоя серверов сокращается с 14 до 7 часов в год

· Среднее время развертывания новой ИТ-услуги сокращается с 8 до менее чем одной недели

· Среднее время на обновление ИТ-инфраcтруктуры сокращается с 32 до 11 недель

Технологии виртуализации получили широкое распространение, как во всем мире, так и в России (табл. 1).

Таблица 1. Области применения или планирования применения технологий виртуализации (по состоянию на август 2008г., Европа, Средняя Азия, Африка и Россия)

Подводя итоги исследования, можно сделать вывод, что при использовании технологий виртуализации обеспечивается динамическое и непрерывное предоставление ИТ-услуг в соответствии с потребностями бизнеса, поддерживается высокая доступность и безопасность данных, а также предоставляется доступ к корпоративным ресурсам мобильных пользователей и сотрудников удаленных филиалов. При этом наиболее полно используются ресурсы имеющегося оборудования, а сами ИТ-среды становятся гибкими, централизованными, масштабируемыми, независимыми от оборудования, разделенными на логические слои и легко модифицируемыми, восстанавливаемыми и управляемыми.

Литература