Путеводитель по лабиринту виртуализации

.

Когда говорят о виртуализации, чаще всего подразумевают виртуализацию серверов. Эта технология дает организациям возможность запускать несколько серверов на одной аппаратной платформе. С данной формой виртуализации тесно связана другая — виртуализация компьютеров пользователей. Ее применяют прежде всего с целью виртуализации операционной системы на компьютерах пользователей, а также для создания сред под разработку и тестирование. Еще один тип виртуализации — инфраструктура Virtual Desktop Infrastructure (VDI), именуемая также хостированной виртуализацией компьютеров пользователей. В инфраструктуре VDI виртуализация серверов используется для обеспечения централизованного управления компьютерами пользователей во всей организации. Виртуализация приложений — еще один важный тип виртуализации. В отличие от виртуализации серверов и компьютеров пользователей, предусматривающей виртуализацию аппаратных компонентов, виртуализация приложений предполагает выполнение приложения в виртуальной среде или в «песочнице», когда операционная система изолируется от соответствующего приложения.

В посвященных виртуализации материалах Microsoft иногда упоминается также технология, именуемая специалистами корпорации виртуализацией представления (Presentation Virtualization), но я не считаю ее технологией виртуализации в подлинном смысле слова и потому не рассматриваю в настоящей статье. Более подробные сведения об этой технологии приведены во врезке «Presentation Virtualization — технология виртуализации, не являющаяся таковой».

Данная статья поможет вам найти дорогу в лабиринте современных технологий виртуализации. Останавливаясь на различных типах виртуализации, я здесь описываю некоторые из важнейших выпускаемых продуктов. Помимо прочего, мы рассмотрим, какое место они занимают на рынке, а также наиболее существенные возможности этих решений.

Виртуализация серверов

Виртуализация серверов сегодня — одна из наиболее актуальных тенденций в сфере ИТ. Она используется при решении различных задач, включая консолидацию серверов, обеспечение бесперебойной деятельности подразделений компании, а также при выполнении лабораторного тестирования и пробного развертывания. Виртуализация серверов осуществляется при помощи программного обеспечения виртуализации, которое позволяет задействовать серверное оборудование целому ряду виртуальных машин, поддерживаемых на уровне виртуализации. Каждая виртуальная машина располагает собственными виртуальными аппаратными устройствами и функционирует под управлением собственной операционной системы. При этом в зависимости от применяемого средства виртуализации могут использоваться различные операционные системы. На рисунке 1 представлена общая схема виртуализации серверов.

Рисунок 1. Общая схема виртуализации серверов

Как мы здесь видим, на общей аппаратной платформе выполняется несколько виртуальных машин. В современных средствах серверной виртуализации используется технология виртуализации на основе гипервизора, а не хостированная виртуализация. Это значит, что программное обеспечение виртуализации выполняется не внутри соответствующей операционной системы, а непосредственно на аппаратуре сервера. Программные средства виртуализации, выполняемые в среде операционной системы, обычно именуются хостированными средствами виртуализации, поскольку для их работы требуется базовая операционная система (host OS). Более подробная информация о хостированных средствах виртуализации будет изложена в следующем разделе, посвященном виртуализации компьютеров пользователей. Виртуализация на основе гипервизора сопряжена с гораздо меньшими накладными расходами и обеспечивает значительно более высокую производительность, нежели хостированная виртуализация. Некоторые ранние средства серверной виртуализации могут выполняться на устаревших 32-разрядных серверах x86. Однако для функционирования относительно новых средств виртуализации на базе гипервизора требуются 64-разрядные серверы x64. Компании Intel и AMD оснастили свои процессоры дополнительными средствами, повышающими эффективность виртуализации на основе гипервизора. Новая технология Intel называется Intel Virtualization Technology (Intel VT), а новая технология AMD — AMD Virtualization (AMD-V).

Основными средствами виртуализации серверов считаются продукты VMware vSphere 4.1, VMware vSphere Hypervisor и Microsoft Hyper-V. В числе других продуктов можно назвать XenServer компании Citrix, Parallels Virtuozzo Containers и Parallels Server 4 Bare Metal. Существуют также два устаревших средства виртуализации серверов — Microsoft Virtual Server 2005 R2 и VMware Virtual Server. Хотя, по сути дела, это вчерашний день, но эти продукты все еще продаются и могут быть полезны в ситуациях, когда возникает необходимость осуществлять виртуализацию 32-разрядных систем.

VMware vSphere 4.1 и VMware vSphere Hypervisor (ESXi). Вне всякого сомнения, на сегодня VMware vSphere является ведущей платформой серверной виртуализации. Компания VMware выпустила ESX Server в 2001 году, и этот продукт быстро завоевал репутацию лидера в категории средств виртуализации уровня предприятия (и это несмотря на успехи разработчиков Hyper-V в сфере серверной виртуализации). По самым скромным оценкам специалистов аналитической компании IDC, в 2010 году доля изделий VMware на рынке средств серверной виртуализации составляла 50%. Компания VMware выпускает два продукта на базе серверных гипервизоров: VMware vSphere 4.21 (ESX Server) и бесплатно распространяемую версию VMware vSphere Hypervisor (ранее именовавшуюся ESXi).

В продукте VMware vSphere реализован целый ряд возможностей, ориентированных на уровень предприятия. Так, в качестве гостевых операционных систем в нем могут использоваться почти все версии Windows и Linux. Продукт поддерживает виртуальные машины с оперативной памятью емкостью до 255 Гбайт и виртуальную симметричную четырехпроцессорную обработку, а также обеспечивает возможность горячей установки в виртуальных машинах процессоров и оперативной памяти. Кроме того, в VMware ESX Server реализованы две важные функции обеспечения доступности: VMware VMotion и VMware Storage VMotion. Аналогичным образом Storage VMotion дает возможность перемещать файлы виртуального жесткого диска виртуальной машины в другой каталог, так что конечные пользователи виртуальных машин могут продолжать работу без простоев. Обе эти функции реализованы в продукте VMware ESX Server несколько лет назад, поэтому они прекрасно отлажены. В отличие от процедуры динамической миграции, осуществляемой на платформе Hyper-V, отдельная система ESX Server может выполнять миграцию VMotion на нескольких хостах одновременно.

Архитектура гипервизора VMware vSphere отличается от архитектуры средства виртуализации Hyper-V. Главное отличие состоит в том, что в продукте VMware в качестве составных частей гипервизора фигурируют драйверы устройств. Вследствие этого производительность и надежность решения несколько возрастают, но, с другой стороны, сокращается число поддерживаемых платформ. VMware vSphere — более дорогостоящая платформа виртуализации, нежели Hyper-V, так как в отличие от последнего vSphere необходимо лицензировать отдельно от операционной системы Windows Server. Однако следует отметить, что пользователи vSphere могут извлечь из средств лицензирования Microsoft определенные преимущества. Так, если запускать Windows Server 2008 R2 Datacenter Edition в среде VMware vSphere, лицензия Datacenter будет распространяться на все виртуальные экземпляры Windows Server на сервере vSphere. Лицензии виртуализации Windows Server распространяются на все продукты виртуализации, такие как VMware vSphere, являющиеся частью реализуемой корпорацией Microsoft инициативы Windows Server Virtualization Validation Program. Более подробные сведения об этой программе можно найти по адресу www.windowsservercatalog.com/svvp.aspx. Пробную версию VMware ESX Server 4.1 можно загрузить со страницы www.vmware.com/tryvmware/index.php?p=vmware-vsphere&lp=1. Бесплатно распространяемую версию выпускаемого компанией VMware продукта ESXi вы можете получить по адресу www.vmware.com/products/vsphere-hypervisor/index.html.

Hyper-V и Hyper-V Server 2008 R2. Hyper-V, решение для виртуализации серверов от корпорации Microsoft, — главный конкурент продукта VMware vSphere. Microsoft приступила к выпуску Hyper-V в 2008 году и позднее модернизировала его в версии Server 2008 R2. Hyper-V занимает вторую позицию в гонке средств виртуализации. По оценкам аналитической компании IDC, в 2010 году на продукты Microsoft приходилось порядка 26% рынка средств виртуализации; при этом динамика роста производства изделий Hyper-V была весьма внушительной — 215% (хотя отсчет начинался с более низкой стартовой точки). Hyper-V поставляется в двух вариантах: в качестве роли в Server 2008 R2 и Server 2008 или в виде бесплатно распространяемого продукта Hyper-V Server 2008 R2.

Первоначально Hyper-V поставлялся в составе системы Server 2008. Этот первый выпуск получил известность как версия Hyper-V 1.0. Данная версия не поддерживала динамическую миграцию. Вместо этого она позволяла выполнять быструю миграцию (quick migration); эта технология допускает небольшие простои — в то время, когда файлы виртуальных машин перемещаются между узлами кластеров. Microsoft модернизировала Hyper-V в версии Server 2008 R2; данный выпуск известен как версия Hyper-V 2.0. Продукт Hyper-V 2.0 позволяет выполнять динамическую миграцию, что дает виртуальным машинам возможность перемещаться между различными хостами Hyper-V, не вызывая простоев. В сущности, динамическая миграция является ответом Microsoft на технологию VMotion компании VMware. Кроме того, Hyper-V 2.0 поддерживает виртуальные машины, обеспечивающие виртуальную симметричную обработку с подключением до четырех процессоров и оснащенные оперативной памятью емкостью до 64 Гбайт.

Роль Hyper-V в системах Server 2008 R2 и Hyper-V Server 2008 R2 базируется на той же технологии, которая кардинально отличается от решения, реализованного в продуктах VMware. В продукте Hyper-V используется гипервизор, но драйверы размещаются не в разделе гипервизора, а в родительском разделе. Существует множество различий между Hyper-V Server 2008 R2 и ролью Hyper-V в Windows Server. Одно из них состоит в том, что продуктами Hyper-V Server 2008 R2 и Hyper-V Server 2008 приходится управлять дистанционно; локальный графический интерфейс не предусмотрен. Еще одно важное различие касается сферы лицензирования. Продукты Hyper-V Server 2008 R2 и Hyper-V Server 2008 не включают в себя лицензий на исполняемые или гостевые операционные системы. С другой стороны, купив продукт Server 2008 R2 или Server 2008, вы получаете по меньшей мере одну лицензию на установку Server 2008, а также дополнительные лицензии (в зависимости от того, с какой версией вы работаете). Server 2008 Standard Edition включает дополнительную лицензию на один активный экземпляр Windows Server, выполняемый в виртуальной машине. Лицензии, поставляемые с продуктом Server 2008 Enterprise Edition, обеспечивают функционирование четырех активных экземпляров Windows Server, выполняемых в виртуальных машинах. Пользователи версии Server 2008 Datacenter Edition имеют возможность без каких-либо дополнительных затрат на лицензирование устанавливать неограниченное количество активных экземпляров Windows Server. Дополнительные сведения о продукте Server 2008 и виртуализации можно найти по адресу www.microsoft.com/windowsserver2008/en/us/hyperv-main.aspx. Более подробная информация о средствах виртуализации и условиях лицензирования Windows Server содержится в документе download.microsoft.com/download/e/e/c/eecf5d44-9a88-43d8afdb-d2ab82be035c/R2_License_Guide-ONLINE.pdf. Бесплатный экземпляр продукта Hyper-V Server 2008 R2 вы можете загрузить со страницы www.microsoft.com/hyper-v-server/en/us/default.aspx.

Другие средства виртуализации серверов. Продукты Hyper-V и VMware ESX Server с большим отрывом лидируют на рынке средств виртуализации серверов, но это не единственные представители данной категории. Citrix, компания, известная, пожалуй, прежде всего благодаря продукту Terminal Services, выпускает решение XenServer. В его основе лежит гипервизор Xen с открытым исходным кодом. Citrix приобрела компанию XenSource в 2007 году. Подобно продукту Hyper-V, XenServer размещается в основном разделе диска. Но в отличие от Hyper-V, средство виртуализации XenSource построено на базе системы Linux. Оно поддерживает аппаратную виртуализацию, а также обеспечивает перемещение виртуальных машин между хостами без прекращения работы; с этой целью используется технология XenMotion. Выпускается несколько версий XenServer. Бесплатную версию продукта можно загрузить с сайта www.citrix.com/English/ps2/products/feature.asp?contentID=2300356.

Еще одна компания, работающая на рынке средств виртуализации, — Parallels. Пожалуй, самым известным ее продуктом является средство виртуализации для компьютеров пользователей Mac (Parallels Desktop for Mac). Эта компания выпускает два решения виртуализации для операционной системы Windows: Parallels Virtuozzo Containers и Parallels Server 4 Bare Metal. Продукт Virtuozzo на начальном этапе был предназначен для Linux и лишь позднее «перебрался» в среду Windows. Он используется в первую очередь у провайдеров. Parallels Virtuozzo Containers относится к другому типу средств виртуализации. В отличие от ESX Server и Hyper-V, которые осуществляют виртуализацию на аппаратном уровне, Virtuozzo Containers функционирует на уровне операционной системы. Для этого метода характерны меньшие накладные расходы, чем при использовании аппаратной виртуализации, но в то же время он отличается меньшей гибкостью, поскольку все виртуальные контейнеры должны функционировать под управлением одной и той же операционной системы. Продукт Parallels Server 4 Bare Metal представляет собой платформу виртуализации на основе гипервизора, которая позволяет использовать в виртуальной машине до 12 виртуальных процессоров и оснащать каждую виртуальную машину оперативной памятью емкостью до 64 Гбайт. Примечательно, что виртуальные машины Parallels Server 4 Bare Metal оснащены средствами USB, чем не могут похвастаться ни vSphere, ни Hyper-V. Более подробные сведения о средствах виртуализации серверов Parallels можно найти на сайте www.parallels.com/virtualization/server.

Виртуализация компьютеров пользователей

Зарождение технологий аппаратной виртуализации, таких как виртуализация серверов и компьютеров пользователей, фактически связано с моделью VMware Workstation, которая появилась на свет еще в 1998 году. Виртуализация компьютеров пользователей применяется главным образом в сетях, предназначенных для разработки и тестирования. Технология виртуализации компьютеров пользователей, как и виртуализация серверов, дает возможность запускать на одной аппаратной платформе несколько виртуальных машин. И опять-таки каждая виртуальная машина «полагает», что выполняется на собственных аппаратных компонентах и запускает собственные приложения под управлением собственной операционной системы. В отличие от виртуализации серверов, основывающейся на использовании гипервизоров, в процессе виртуализации компьютеров пользователей применяются средства хостированной виртуализации. На рисунке 2 представлена общая схема функционирования виртуализации компьютеров пользователей.

Рисунок 2. Общая схема виртуализации компьютеров

В архитектуре виртуализации компьютеров пользователей самым нижним является аппаратный уровень; над ним выполняется операционная система компьютеров пользователей. Программные средства виртуализации устанавливаются поверх операционной системы хоста. Такая схема не может обеспечивать производительности, сопоставимой с быстродействием средств виртуализации на основе гипервизоров, но она отличается удобством эксплуатации и более широким набором возможностей. Так, почти все средства виртуализации компьютеров пользователей обеспечивают доступ к USB-накопителям хоста, совместимы с форматами аудио и могут интегрироваться со средствами управления электропитанием компьютеров пользователей, такими как средства для перевода системы в спящий режим или в состояние ожидания. Некоторые продукты для виртуализации компьютеров пользователей способны отображать трехмерную графику и совместимы с технологией DirectX. В большинстве продуктов виртуализации серверов на основе гипервизоров такие возможности не предусмотрены.

К основным продуктам виртуализации компьютеров пользователей относятся VMware Workstation 7.0, VMware Player 3.0, Microsoft Virtual PC 2007, Microsoft Windows Virtual PC, режим Windows XP Mode системы Windows 7, VirtualBox от компании Oracle и Parallels Desktop 4 for Windows. Кроме того, следует упомянуть два продукта для виртуализации компьютеров пользователей систем Mac: VMware Fusion и Parallels Desktop for Mac.

VMware Workstation 7.0. Первоначаль­но продукт VMware Workstation представлял собой программу виртуализации, предназначенную для компьютеров с процессорами x86, и он явно не остановился в своем развитии. Сегодня VMware Workstation 7.0 — лидер на рынке средств виртуализации компьютеров пользователей. Как и полагается зрелому продукту, программа выполняется как в среде Windows, так и в системе Linux, и может использовать практически все версии Windows и Linux в качестве гостевых операционных систем своих виртуальных машин. Кроме того, она поддерживает виртуализацию на базе аппаратных средств Intel VT, а также AMD-V. Workstation 7.0 имеет ряд современных возможностей, которые не реализованы в других продуктах. Так, Workstation поддерживает интерфейс Aero системы Windows 7, трехмерную графику и может использовать в виртуальных машинах технологию DirectX 9.0. Наряду с этим Workstation обеспечивает функционирование до восьми виртуальных процессоров, ввод и воспроизведение действий пользователя в ходе сеанса виртуализации, а также шифрование файлов виртуальных машин. Цена VMware Workstation 7.0 составляет 189 долл. Пробную версию продукта можно загрузить по адресу www.vmware.com/tryvmware/?p=vmware-workstation&lp=1.

VMware Player 3.0. Это бесплатно распространяемое средство виртуализации компьютеров пользователей, разработанное компанией VMware. Как можно заключить из его названия, первоначальная версия продукта Player обеспечивала лишь выполнение, или запуск (play) существующих виртуальных машин. Однако позднее специалисты VMware модернизировали Player, дополнив его функцией создания виртуальных машин. Продукт Player распространяется бесплатно и оснащен лишь базовыми средствами виртуализации. Поэтому неудивительно, что возможности выполнения почти всех продвинутых функций, реализованных в модели Workstation, в нем не заложены. Однако этот продукт поддерживает широкий диапазон базовых и гостевых компонентов. Версию VMware Player 3.0 можно загрузить по адресу downloads.vmware.com/d/info/desktop_downloads/vmware_player/3_0.

Virtual PC 2007. Microsoft включилась в борьбу за рынок средств виртуализации позднее других игроков. Ее первым шагом в этом направлении был выпуск продукта Virtual PC 2004, приобретенного корпорацией в 2003 году у компании Connectix. Сначала Virtual PC 2004 поставлялся на коммерческой основе, но после выхода версии Virtual PC 2007 он стал распространяться бесплатно. Сейчас выпускаются как 32-разрядная, так и 64-разрядная версии Virtual PC.

Продукт может функционировать под управлением Windows 7 или более старых операционных систем Windows XP. В среде Linux он не работает, хотя Linux можно запускать в качестве гостевой операционной системы. Но эта конфигурация никогда не поддерживалась. Virtual PC 2007 до сих пор доступен для загрузки, но, в сущности, это продукт вчерашнего дня. Microsoft прекратила работу над этим продуктом, сосредоточив свои усилия на разработке его преемника Windows Virtual PC. Версию Virtual PC 2007 можно загрузить по адресу www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=04d26402-319948a3-afa2-2dc0b40a73b6.

Windows Virtual PC и Windows XP Mode. Продукт Windows Virtual PC работает только в среде Windows 7. В нем реализован ряд отсутствовавших в Virtual PC 2007 возможностей, включая средства подключения к накопителям USB. Данный продукт обеспечивает виртуализацию с помощью аппаратных средств Intel VT и AMD-V, но может обходиться и без этой технологии. Отмечу, что, являясь усовершенствованной версией решения Virtual PC 2007, Windows Virtual PC не относится к тому же классу, что и VMware Workstation. В нем не предусмотрена возможность использования системы Linux в качестве гостевой системы. Нет официального заявления о применении в этом качестве операционных систем Windows Server, хотя вы можете добиться функционирования обеих.

Еще одна тесно связанная с описанными выше технология виртуализации компьютеров пользователей, о которой вы, возможно, слышали, — это Windows XP Mode системы Windows 7. Продукт Windows XP Mode построен поверх Windows Virtual PC и предназначен для того, чтобы помочь пользователю с легкостью запускать программы Windows XP с рабочего стола Windows 7. Его главное назначение — обеспечить выполнение устаревших приложений в среде Windows 7. Система Windows XP Mode использует Windows Virtual PC для запуска виртуальной машины в фоновом режиме. Затем появляются приложения, выполняемые на виртуальной машине, которая работает в среде Windows XP на рабочем столе Windows 7. Решения Windows Virtual PC и Windows XP Mode можно загрузить по адресу www.microsoft.com/windows/virtual-pc/download.aspx.

Microsoft предлагает потребителям еще одну версию технологии виртуализации компьютеров пользователей такого типа; речь идет о платформе Microsoft Enterprise Desktop Virtualization (MED-V). Основное назначение MED-V то же, что и у Windows XP Mode: обеспечение функционирования устаревших приложений. MED-V осуществляет органичную интеграцию выполняемых в виртуальной машине приложений с рабочим столом пользователя. В отличие от Windows XP Mode, MED-V строится поверх поставляемого Microsoft продукта Virtual PC. MED-V входит в состав пакета Microsoft Desktop Optimization Pack (MDOP), предназначенного для управления парком компьютеров в организации и предоставляемого только подписчикам программы Software Assurance. Более подробные сведения о MED-V можно получить по адресу www.microsoft.com/windows/enterprise/products/mdop/med-v.aspx.

Другие средства виртуализации компьютеров пользователей. Наряду со средствами виртуализации компьютеров пользователей, разработанных компаниями VMware и Microsoft, на рынке представлена еще одна группа продуктов. К другим средствам виртуализации компьютеров пользователей Windows относятся VirtualBox компании Oracle и Parallels Desktop 4 for Windows & Linux. VirtualBox — пакет виртуализации с открытым исходным кодом. Ранее он входил в состав семейства продуктов Sun Microsystems, но в январе 2010 года был приобретен компанией Oracle. Этот бесплатно распространяемый продукт совместим с исключительно широким набором базовых операционных систем и различных средств виртуализации компьютеров пользователей. В качестве базовых операционных систем VirtualBox поддерживает Windows 7, Windows Vista, XP, Linux, Mac OS X, Solaris, Open Solaris и FreeBSD. Пакет совместим с аппаратными средствами Intel VT и AMD-V, а также с 32-разрядными и 64-разрядными гостевыми операционными системами. VirtualBox можно загрузить с сайта www.virtualbox.org. Parallels Desktop 4 for Windows & Linux — коммерческое средство виртуализации компьютеров пользователей. Оно обладает совместимостью с аппаратными компонентами Intel VT и AMD-V, обеспечивает взаимодействие с виртуальными машинами, имеющими до 8 виртуальных процессоров и оснащенными оперативной памятью емкостью 8 Гбайт. Продукт Parallels Desktop 4 for Windows & Linux может выполняться под управлением 32-разрядных и 64-разрядных версий операционных систем Windows 7, Vista, XP, Debian 5.0, Fedora 11, Mandriva 2009, openSUSE 11.1, Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 5.3, SUSE Linux Enterprise Server (SLES) 11 и Ubuntu 9.04. Цена пакета Parallels Desktop 4 for Windows & Linux составляет 79,99 долл.; продукт можно загрузить с сайта www.parallels.com/products/desktop/pd4wl.

В дополнение к описанным выше средствам виртуализации компьютеров пользователей на базе Windows, на рынке представлено несколько пакетов виртуализации для систем Mac. Их назначение в том, чтобы пользователи имели возможность запускать на рабочем столе Mac операционную систему Windows различных версий, включая Windows 7. Примечательно, что ни одно из средств виртуализации официально не поддерживает вариант с выполнением Mac OS X на хостах PC. Два главных продукта виртуализации компьютеров пользователей Mac — это Parallels Desktop 6 for Mac и VMware Fusion 3. Лидером на рынке средств виртуализации компьютеров пользователей Mac является Parallels Desktop 6 for Mac; этот пакет поддерживает реализованный в системе Windows 7 графический интерфейс Aero и обеспечивает отображение трехмерной графики. Цена Parallels Desktop 6 for Mac составляет 79,99 долл.; этот продукт можно загрузить по адресу www.parallels.com/products/desktop.

Еще один заслуживающий упоминания продукт на рынке средств виртуализации компьютеров пользователей Mac — VMware Fusion; его виртуальные машины поддерживают интерфейс Aero системы Windows 7 и обеспечивают работу с трехмерной графикой. VMware Fusion стоит 49,99 долл.; пакет можно загрузить по адресу www.vmware.com/products/fusion.

Virtual Desktop Infrastructure

Все большую популярность на рынках средств уровня предприятий и крупных компаний завоевывает еще одна технология виртуализации — VDI (иногда ее именуют также hosted desktop virtualization). Если судить по названию, эту технологию легко спутать со стандартной технологией desktop virtualization, однако на самом деле VDI не имеет к ней отношения. Технология VDI обеспечивает централизованное управление клиентскими системами. Общая схема функционирования виртуализации по стандарту VDI представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Общая схема VDI

В соответствии со спецификацией VDI программные средства виртуализации выполняются отнюдь не на компьютерах пользователей. Реализуется иная схема: на платформе серверов виртуализации, таких, как Hyper-V или ESX Server, работает множество виртуальных машин; при этом каждая виртуальная машина строится на основе клиентской операционной системы, такой как Windows 7 или XP. На клиентских системах выполняется «принимающее программное обеспечение» (receiver software). Для подключения к клиентской виртуальной машине, выполняемой на платформе виртуализации серверов, в этом программном обеспечении используются протоколы для взаимодействия с удаленными компьютерами пользователей, такие как RDP или ICA. Другая система, именуемая посредником подключений, как правило, располагается между клиентскими системами и сервером виртуализации. Посредник подключений идентифицирует входящие подключения и направляет их соответствующей виртуальной машине.

Вполне очевидно, что, поскольку при выполнении данного сценария все клиентские системы функционируют в виде виртуальных машин, хост виртуализации должен иметь высокую пропускную способность соединений и вычислительную мощность. Однако клиентам требуется весьма небольшой объем ресурсов. В таких ситуациях можно использовать даже маломощные клиенты или мобильные устройства. Кроме того, важно отметить, что клиентские ресурсы централизованы, и потому ИТ-специалисты получают значительно более жесткий контроль над клиентскими системами.

Существует две основные схемы реализации стандарта VDI. В одной из них используются заранее подготовленные образы клиентов; в соответствии со второй схемой клиентская система формируется динамически с помощью «золотого» образа операционной системы, и этот образ динамически сочетается с персонализированными настройками пользователя, приложениями и данными. При использовании этого динамического метода можно добиться существенной экономии дискового пространства по сравнению с показателями, характерными для работы с индивидуальными образами.

Важнейшие позиции в категории хостируемых средств виртуализации компьютеров пользователей занимают четыре продукта: Microsoft VDI Suite, продукт XenDesktop компании Citrix, система VMware View и разработанный специалистами Quest пакет vWorkspace.

Microsoft VDI Suite. Название Microsoft VDI Suite может служить примером неправильного употребления термина. Оно подразумевает, что мы имеем дело с неким продуктом, тогда как на самом деле речь идет о наборе из нескольких разработанных Microsoft технологий виртуализации, включая Hyper-V, диспетчеры Microsoft System Center Virtual Machine Manager (VMM) для управления виртуальными машинами, Microsoft System Center Operations Manager для мониторинга хостов и виртуальных машин, а также Microsoft System Center Configuration Manager (SCCM) для формирования образов компьютеров пользователей и входящую в состав системы Windows Server службу Remote Desktop Services (RDS) с ее компонентами Remote Desktop Session Broker и Remote Desktop Gateway. Microsoft выпускает две версии рассматриваемого продукта: Microsoft VDI Standard Suite и Microsoft VDI Premium Suite. Основное различие между ними состоит в том, что, наряду с другими продуктами, входящими в комплект Standard Suite, версия Premium Suite включает в себя платформу Microsoft Application Virtualization (App-V). Ни один из этих продуктов не предназначен специально для VDI. Но каждый из них играет свою особую роль в обеспечении функционирования технологии VDI. Эти продукты призваны помочь потребителям в решении сложных проблем лицензирования данного набора разнородных технологий. Большинство пользователей, желающих применять VDI в сочетании со средством виртуализации Hyper-V, склоняются к использованию следующего рассматриваемого мною продукта — пакета XenDesktop компании Citrix.

XenDesktop. Это более простое и эффективное VDI-решение для платформы Hyper-V, нежели технологии, разработанные специалистами корпорации Microsoft. Дело в том, что данный продукт был специально спроектирован для инфраструктуры VDI. С помощью реализованной в XenDesktop технологии FlexCast обеспечивается выполнение функций VDI на устройствах всех типов. Нетрудно догадаться, что подключение клиентов к серверу осуществляется с помощью разработанного специалистами Citrix протокола ICA. Кроме того, XenDesktop дает возможность управлять всеми службами VDI с одной консоли. Из-за обилия версий продукта XenDesktop, выпускаемых компанией Citrix, потребителям непросто остановить свой выбор на каком-либо конкретном решении. Изготовитель поставляет на рынок бесплатно распространяемую версию Express, а также версии Standard, Advanced, Enterprise и Platinum. В издании Platinum реализована созданная специалистами Citrix высокопроизводительная технология HDX, предназначенная для работы с трехмерной графикой. Более подробные сведения о различных версиях XenDesktop можно найти по адресу support.citrix.com/proddocs/index.jsp?topic=/xendesktop-snma/cdsoverview-editions-overview-wrapper.html. Бесплатно загрузить версию Express можно со страницы www.citrix.com/lang/English/lp/lp_1859991.asp.

VMware View. Дабы обеспечить свое присутствие во всех сегментах рынка средств виртуализации, компания VMware предлагает потребителям собственное VDI-решение — продукт VMware View. В версии VMware View 4.5 реализован разработанный изготовителем протокол PCoIP, обеспечивающий взаимодействие между клиентскими устройствами; клиент VMware View Client может функционировать в локальном режиме, который дает возможность использовать службы VDI без активного подключения к серверу виртуализации. VMware предлагает две версии продукта View: VMware View Enterprise и VMware View Premier. В комплект поставки версии Premier входят клиент View Client, обеспечивающий работу в локальном режиме, и пакет виртуализации приложений VMware ThinApp. Более подробные сведения о VMware View 4.5 можно получить по адресу www.vmware.com/products/view; пробная версия продукта, которой вы можете пользоваться в течение 60 дней, доступна для загрузки со страницы www.vmware.com/tryvmware/?p=view45&lp=1&rlz=1I7GGIE_en&ie=UTF-8&oe=UTF8& sourceid=ie7.

vWorkspace. Поставляемый компанией Quest продукт vWorkspace 7.2 не получил широкой известности на рынке хостируемых средств виртуализации. Между тем он присутствует на рынке уже несколько лет. vWorkspace взаимодействует с платформами Hyper-V, VMware vSphere и Parallels Virtuozzo. Продукт оснащен программой установки на основе мастеров и интегрирован с оболочкой управления PowerShell. Кроме того, корпорация Quest реализовала в vWorkspace протокол Experience Optimized Protocol (EOP), повышающий эффективность обновлений экрана и образов. Более подробные сведения о vWorkspace можно найти по адресу www.quest.com/vworkspace. Для получения пробной версии продукта зарегистрируйтесь на сайте www.quest.com/common/default.aspx? backtourl=/common/registration.aspx? requestdefid=28560.

Виртуализация приложений

Когда речь заходит о виртуализации, на ум чаще всего приходят технологии виртуализации серверов и компьютеров пользователей, но не следует забывать о том, что существует еще один развивающийся тип технологий виртуализации — виртуализация приложений. Виртуализация серверов и компьютеров пользователей осуществляется на аппаратном уровне, тогда как виртуализация приложений выполняется на уровне приложений. Технологии аппаратной виртуализации и виртуализации приложений решают очень разные задачи. Виртуализация серверов осуществляется в случаях развертывания, консолидации серверов, для организации управления ими и для обеспечения их высокой доступности. Виртуализация приложений применяется для решения задач развертывания приложений, их изоляции и управления ими.

При виртуализации приложений программные средства, выполняемые на клиентской системе, обеспечивают поддержку виртуальных приложений. Уровень виртуализации клиента обеспечивает виртуальное приложение копией файловой системы соответствующей машины, предоставляет ему реестр и другие системные точки ввода-вывода. При выполнении виртуального приложения оно взаимодействует со средой виртуальной системы и не вносит никаких изменений в физический реестр и файловую систему подлинной базовой хост-системы. Технология виртуализации приложений позволяет нескольким приложениям, которые в обычных условиях конфликтуют друг с другом, выполняться на одной машине без каких-либо конфликтов, так как каждое приложение выполняется в своей виртуальной среде. Подобным же образом, поскольку каждое виртуальное приложение выполняется в собственном пространстве, исчезает опасность возникновения «DLL-ада», когда при установке одного приложения осуществляется запись поверх файлов DLL, используемых другим приложением. Два основных продукта, реализующие технологию виртуализации приложений, — это Microsoft App-V и VMware ThinApp. На рисунке 4 представлена общая схема виртуализации приложений.

Рисунок 4. Общая схема виртуализации приложений

App-V. App-V — это платформа виртуализации приложений, поставляемая корпорацией Microsoft, которая приобрела технологию для App-V в 2006 году, когда купила у Softricity ее продукт SoftGrid. Важнейшее достоинство App-V, пожалуй, состоит в «бесконтактном» подходе к развертыванию приложений. Продукт интегрирован в службу Active Directory (AD). Администраторы могут назначать виртуальные приложения пользователям и группам, после чего эти приложения могут быть переданы в потоковом режиме на системы конечных пользователей без какого-либо вмешательства со стороны операторов.

Приложения, подлежащие виртуализации, App-V подвергает обработке с помощью процесса, именуемого Microsoft Application Virtualization Sequencer. Этот процесс расщепляет приложение на фрагменты, которые в дальнейшем можно передавать в потоковом режиме на компьютеры пользователей. Виртуальные приложения хранятся на сервере System Center Application Virtualization Management Server, который не только выступает в роли хранилища виртуальных приложений, но и организует передачу последних в потоковом режиме на компьютеры пользователей, где эти приложения выполняются программными средствами виртуализации, установленными на клиентах.

Одно из достоинств процесса виртуализации состоит в том, что на компьютеры пользователей передаются только те части приложения, которые будут использоваться. К примеру, когда вы пропускаете приложение типа Microsoft Office — которому обычно требуется несколько сот мегабайтов дискового пространства, — через процесс сериализации, последний расщепляет приложение на большое число не столь объемных разделов, которые можно передавать клиенту в индивидуальном порядке. Конечный результат состоит в том, что, когда клиент впервые использует переданное приложение, ему не приходится ждать, пока системе будут переданы сотни мегабайтов данных. Клиенту будет передан только код, необходимый для запуска исполняемой части запрашиваемого приложения. Возможно, придется передать всего лишь несколько мегабайтов данных; тем не менее приложение сможет нормально функционировать в виртуальной среде клиента. Позднее, когда конечному пользователю понадобятся дополнительные функции и возможности, клиенту будет передан только тот код, который необходим для выполнений этих функций. App-V является составной частью пакета MDOP, который предоставляется только подписчикам программы поддержки Software Assurance. Более подробные сведения об App-V можно найти по адресу www.microsoft.com/systemcenter/appv/default.mspx.

VMware ThinApp. Продукт ThinApp корпорация VMware приобрела у компании ThinStall еще в 2008 году. По принципу функционирования ThinApp существенно отличается от App-V. Рассматриваемый продукт проще и предъявляет не столь жесткие требования к инфраструктуре. Чтобы виртуализовать приложения с помощью ThinApp, можно обойтись без установки клиента на целевой машине. Вместо этого нужно объединить клиент виртуализации и соответствующее приложение в один исполняемый файл, который можно будет распределить по целевым системам и запускать немедленно. Такая группировка позволяет с легкостью развертывать приложения ThinApp на накопителях USB или с сетевых ресурсов общего доступа. После копирования исполняемого файла виртуального приложения на целевую систему это виртуальное приложение можно выполнять так же, как и любую стандартную исполняемую программу.

Продукт VMware ThinApp включает в себя уровень Virtual Operating System (VOS), который инкапсулирует код приложения, в результате чего приложения выполняются в среде базовой операционной системы, никоим образом не модифицируя ее. Компонент VOS весьма компактен; для его выполнения требуется менее 300 Кбайт дискового пространства и оперативная память емкостью 1 Мбайт. VOS, включающий в себя уровень виртуального реестра, а также уровень файловой системы, обеспечивает загрузку исполняемого файла и всех необходимых DLL. VOS загружается при запуске виртуальных приложений и в свою очередь загружает соответствующее приложение в его виртуальную среду. Компонент VOS поддерживает все функции операционной системы, необходимые для запуска приложений Windows, включая внешние COM-вызовы, COM-вызовы на основе служб, обработку политик манифеста и параллельное выполнении DLL. Вы можете подробнее ознакомиться с VMware ThinApp и загрузить пробную версию, которой можно пользоваться в течение 30 дней, с сайта www.vmware.com/products/thinapp. Кроме того, компания VMware бесплатно предлагает версию starter edition данного продукта всем покупателям системы VMware Workstation 7.0

Жизнь в виртуальном мире

Виртуализация стала неотъемлемой частью современной инфраструктуры ИТ. Виртуализация серверов используется при консолидации серверов и для обеспечения непрерывности бизнеса. Виртуализация компьютеров пользователей применяется главным образом в целях тестирования и разработки. Хостированная виртуализация компьютеров пользователей используется для организации централизованного управления компьютерами пользователей. Виртуализация приложений применяется при централизованном развертывании приложений, а также для повышения уровня их совместимости. Получив представление о продуктах, имеющихся сегодня на рынке средств виртуализации, вы сможете более взвешенно выбрать тип технологии виртуализации, максимально соответствующий потребностям вашего бизнеса.

Майкл Оти (motey@windowsitpro.com) — технический директор Windows IT Pro и SQL Server Magazine, автор Microsoft SQL Server 2008 New Features (Osborne/McGraw-Hill)