Виртуализация: ваш гид по самому важному

Привет! 

Про виртуализацию сказано многое. В том числе в нашем блоге — я уже писал статью про то, как выбрать сервер для виртуализации. Она своей актуальности не потеряла, так что смело изучайте, если хотите подобрать оборудование. Также упомяну другую статью — “Какой гипервизор выбрать в 2024 году”, — в ней есть всё, чтобы подобрать ПО, которое подойдёт конкретно вам: от бесплатных KVM / Proxmox VE и Xen, до коммерческих Microsoft Hyper-V и VMware ESXi.

Сегодня же я хочу чуть больше углубиться в конъюнктуру: посмотреть на импортFозамещение; разобрать разные типы виртуализации: серверов, рабочих столов, хранилищ и сетей; изучить проблемы и ограничения для крупного бизнеса; краем глаза заглянуть в будущее этой технологии.

Но обо всём по порядку.

Что ж, начнём этот лонгрид. Кофе, чай лишними не будут.

Виртуализация, настоящее и будущее: что нужно знать IT-специалистам и ЛПРам

Сходу — виртуализация это настоящее и будущее бизнеса разных масштабов и направлений: информационные технологии, телекоммуникации, розничная торговля, корпоративный и банковский сектор, финансирование, обслуживание и страхование (BFSI / banking, financing, servicing, insurance) и прочий HoReCa. Она используется буквально везде.

Исследователи из Research and Markets оценили рынок ПО для виртуализации в $57,3 млрд в 2022 году. По прогнозам к 2028 году эта сумма увеличится в 3.3 раза, рынок достигнет $190 млрд.

Тренд очевиден, если разбить его на пункты, то получим следующее:

• Организации мигрируют в облака. Различные IaaS, PaaS и SaaS модели от облачных провайдеров позволяют полностью или частично перенести локальную IT-инфраструктуру в облако. Это экономит ресурсы (материальные и нематериальные, особенно OPEX), повышает гибкость (нет привязки к оборудованию, софту и локации), повышает производительность (производительность можно мгновенно масштабировать по требованию) и многое другое. А под капотом любого облака живёт виртуализация.

• Эффективное использование ресурсов и удобное администрирование. Если организация не может или не хочет переезжать в облака (полностью или частично), то виртуализация в локальной IT-инфраструктуре помогает увеличить производительность и уменьшить издержки. Удобное администрирование, быстрое восстановление после сбоев, резервное копирование, автоматизация многих процессов, масштабируемость, гибкость и т.д.

• Производительность важна, но безопасность важнее. На бигтех (да и малый тоже) обрушились кибератаки, в 2023 году в России атак стало больше в 4 раза (кв/кв). Виртуализация помогает защитить уязвимые места инфраструктуры, особенно при работе с удалёнными сотрудниками и средами.

Малому и микробизнесу виртуализация необходима редко, чаще всего несколько выделенных серверов закрывают все потребности. Но и тут она найдёт своё применение — ведь можно не платить за несколько аппаратных серверов, а использовать виртуальные, которые за счёт плотности позволят сэкономить как на собственно "железе", так и на банальном электричестве. Но для средне-крупного это вопрос конкурентоспособности. Вам будет тяжело выживать на рынке, где все конкуренты успешно внедрили виртуализацию, а вы всё ещё не успели.

Но перед внедрением, нужно решить, что вообще вы будете виртуализировать. Выбор огромный, от виртуализации виртуальных рабочих столов до серверов, сетей и целых инфраструктур. А поскольку живём мы в условиях санкций, когда многие обязаны закупать отечественные решения (про законы ещё расскажу, пока не отвлекаемся), то перечислю несколько продуктов для импортозамещения ПО для виртуализации.

Примеры импортозамещённого ПО для виртуализации

Дорожная карта SpaceVM

• SpaceVM («ДАКОМ М») — платформа для серверной виртуализации и построения эффективной IT-инфраструктуры. Есть подробная дорожная карта по развитию и внедрению новых фич. В основе гипервизор первого типа (KVM). Работает на классических x86-64 серверах, позволяет создать своё облако и перенести в него не только веб-сайты, порталы, бизнес-приложения и рабочие места, но и обеспечивает работу телекоммуникационных сервисов, виртуальных маршрутизаторов, фаерволов, почтовых и прокси-серверов.

Радует экосистемный подход — много дополнительных решений, например, VDI (виртуализация рабочих столов). Удобный и понятный GUI. Документация тоже приличная, разобраться несложно. Заявлена поддержка 35000 виртуалок на контроллер, 10000 виртуалок и 96 узлов на кластер.

Дорожная карта VMmanager

• VMmanager (ISPsystem, вошла в группу компаний Astra) — платформа виртуализации для классических x86-64 серверов. Под капотом связка из QEMU + KVM + libvirt. Подходит для создания внутренней виртуальной инфраструктуры или для хостинга облачных услуг. Скажу сразу, не весь функционал есть, если сравнивать с крупными зарубежными вендорами, но дорожная карта не может не радовать. Огромный плюс — интеграция с продуктами всё той же ISPsystem (DCImanager, BILLmanager, DNSmanager), а также нового владельца Astra (Astra Linux, Termidesk, ALD PRO, RuBackup). Сюда же отнесу интеграцию со сторонним софтом, вроде WHMCS, Zabbix, Grafana, Nagios, ClickHouse и даже Telegram. 

У VMmanager понятный графический интерфейс, пользоваться удобно, есть база знаний, документация на уровне (в открытом доступе). Заявлена возможность работы более 22000 виртуалок в одной инсталляции, более 50 кластеров и на каждый более 350 узлов. 

Дорожная карта zVirt 

• zVirt от «ОРИОН софт» (сделана на базе oVirt от Red Hat) — полнофункциональная платформа виртуализации. Заявлено 96% функционала VMware vSphere Ent+ и vCenter и быстрая миграция с них. QEMU-KVM под капотом. Функционал и правда широкий, даже гиперконвергентные конфигурации можно развернуть, но вот интерфейс не самый удобный (количество подпунктов в меню огромно). Из доработок над oVirt: живая миграция в кластерах, встроенное резервирование данных прямо в GUI, интеграция с SIEM и Zabbix, проброс vGPU (GRID); поддержка сразу двух ОС под гипервизор (РедОС и CentOS) и многое другое.

Радует дорожная карта zVirt. Но учтите, что порог входа в zVirt точно не ниже oVirt (а там он относительно высокий). Поддерживает тысячи виртуальных машин и сотни узлов виртуализации.  

• Альт Виртуализация («Базальт СПО») — перепакованный Proxmox с поддержкой от Альт. Отсюда все плюсы и минусы: каждая нода может быть управляющей, простая установка, удобный интерфейс, но есть и ограничения в функционале (например, один кластер для одной инсталляции), хотя большинство привычных фич из того же VMware на борту. Документация есть (а заодно и международное комьюнити Proxmox VE), но удобству, на вкус наших инженеров, SpaсeVM и VMmanager проигрывает. В нашем блоге есть подробная статья про Proxmox VE — можете почитать её для лучшего понимания, меняя в головне название на Альт Виртуализация.

• vStack (ИТглобалком Рус) — гиперконвергентная платформа для enterprise-бизнеса, основанная на стеке open source технологий: FreeBSD, ZFS и bhyve. По сути позволяет создавать виртуальный ЦОД из классического x86 серверного оборудования. Менее производительная и функциональная альтернатива продуктам VMware (но и подешевле будет). На базе vStack можно сделать консолидированную IT-инфраструктуру с виртуализацией вычислений, хранения, сетей и т.д. Интерфейс интуитивный, администрирование происходит через единую панель управления с GUI. Документация имеется, разобраться в ней несложно.

• Numa vServer (Нума Технологии) — система виртуализации на базе открытого гипервизора Xen 1-го типа с некоторыми доработками (заявлено более 300). Я бы записал Xen в преимущество, так как большинство решений используют KVM, а потому мало отличаются в функционале. Numa vServer нетребователен к железу, позволяет виртуализировать отдельные серверные роли, а также создавать отказоустойчивые кластеры и облака — частные, гибридные и публичные. На борту бесшовная миграция с других продуктов, вроде vSphere и даже российских платформ. Управление через графический веб-интерфейс Numa Collider. Есть понятная документация в открытом доступе.

Ну а теперь перейдем к типам виртуализации.

Типы виртуализации

В целом виртуализировать можно почти всё, из чего состоит IT-инфраструктура, включая ПО и отдельные приложения. Зависит от требований бизнеса и от того, какой гипервизор и платформу для виртуализации вы выберете; от компетенций сисадмина, техдира, IT-команды; от физических возможностей оборудования и IT-инфраструктуры; от бюджета на лицензирование и других параметров.

Всё в рамках статьи обсудить не получится, поэтому давайте расскажу подробнее про основные виды виртуализации. 

Виртуализация серверов

Это база виртуализации. Один физический сервер (или кластер) на программном уровне работает как несколько разных серверов (виртуальных машин aka ВМ) — от двух до десятков и сотен. Виртуалки изолированы друг от друга: сбой одной ВМ не приведёт к отказу другой. Также виртуализация серверов упрощает администрирование инфраструктуры, позволяет консолидировать ресурсы и оборудование, сокращать его количество не в ущерб процессам. А при правильных настройках доступа и защиты виртуализированная инфраструктура лучше защищена от кибератак и других проблем, чем обычная на выделенных серверах. 

Если посмотреть на офисную классику, когда сервер общего назначения выполняет пару задач, вроде почты и файлового хаба, то мы получим ряд минусов: сервер может простаивать без работы во время небольших нагрузок (ночами, например); у него одна операционная система (ОС), а значит далеко не всё ПО можно развернуть, туда же несовместимые версии разного ПО и т.п.; такой сервер сильно зависит от резервирования компонентов, так как становится единой точкой отказа. То есть упал один сервер — встали все процессы на нём.

Виртуализация серверов, особенно с использованием технологий кластеризации, позволяет закрыть или обойти большинство минусов. Разумеется, при взвешенном внедрении и правильном администрировании. Если всё сделать по уму, то в итоге вы сэкономите деньги и время.

Преимущества виртуализации серверов

Поясню в таблице — так наглядней:

Виртуализация рабочих столов: VDI и RDS/RDP

Если в классическом офисном варианте у каждого сотрудника свой физический ПК, с набором приложений и данных, которые хранятся на локальном диске, то при виртуализации рабочих столов администратор разворачивает специальный сервис (от одного хост-сервера до кластера), на котором работают все пользователи. Там происходят все вычисления, хранятся все данные, разворачиваются удалённые рабочие столы (пространства), доступ к которым пользователь получает через пару логин-пароль по сети — локальной и/или глобальной. 

Он может заходить в своё персонализированное или общее для нескольких пользователей рабочее пространство (начинать терминальную сессию) с любого совместимого устройства: десктоп, ноутбук, планшет или даже смартфон. Обычно для этого используют либо специальное ПО (программа-клиент), либо обычный браузер. Конечный пользователь получает защищенную среду для полноценной работы с доступом ко всем необходимым данным и приложениям, для него в работе ничего не меняется, словно он работает на обычном ПК.

В офисах чаще всего используют не парк разных устройств, а аппаратный тонкий клиент (thin client) — это специализированный компьютер, он почти бесшумный, занимает минимум места, стоит дешевле ПК, однако его мощностей хватает на вывод картинки, которую сервер передаёт ему по сети. Тонкий клиент принимает запросы пользователя с устройств ввода-вывода, вроде мышек, клавиатур, прочих динамиков с микрофонами и  передаёт их серверу. Также возможен и "проброс" периферии, вроде USB-накопителей и принтеров. Всё вместе (особенно в условиях локальной сети) мало отличается по пользовательскому опыту (UX) от работы за обычным ПК.

Виртуализацию рабочих столов можно реализовать двумя разными подходами:

• Классический терминальный сервер: будем рассматривать на примере технологии Microsoft, как одной из самых популярных — RDS/RDP (Remote Desktop Services / Remote Desktop Protocol);

• Виртуальные рабочие столы: VDI (Virtual Desktop Infrastructure) или, если кто-то предпочитает русские аббревиатуры, ВАРМ (Виртуальное Автоматизированное Рабочее Место).

Я не буду углубляться в подходы, так как каждый достоин отдельной статьи, а вкратце опишу разницу в таблице:

Преимущества терминального доступа для бизнеса

Во-первых, централизованное управление и хранение: вам не нужно настраивать, обслуживать и обновлять 50 ПК в офисе по отдельности, с виртуализацией рабочих столов вы делаете всё это через хост-сервер (или кластер\ферму); если на хосте хранятся данные, с которыми нужно работать всем пользователям, то вам не придётся создавать 50 копий на рабочих компьютерах, плюс будут консолидированные данные у всех, а не 50 отличающихся версий (но при консолидации необходимы резервные копии, хотя они нужны всегда и всем).

Во-вторых, безопасность. С виртуализацией рабочих столов вы полностью контролируете права доступа, кто, когда, что и как делает с данными; трафик (можете настраивать фаерволы, запрещать конкретные сайты). Конфиденциальная информация будет хранится на сервере или в дата-центре, а не рассредоточено по десяткам устройств.

В-третьих, доступность. Пользователи могут подключаться к рабочему пространству из любой точки сети, что удобно для удалённых сотрудников.

И последнее (но не по важности) — экономия. Под тонкие клиенты можно использовать старые маломощные ПК. Вам не нужен будет большой штат сисадминов на местах, которые бы разбирались с зависшими ПК, заменить вышедший из строя тонкий клиент намного быстрее. Как итог, такая инфраструктура требует меньше человеко-часов (но больше компетенций для настройки серверов).

Помимо импортозамещённых продуктов, которые я упоминал выше, есть неплохое ПО для виртуализации рабочих столов:

• Базис.WorkPlace — софт для развёртывания инфраструктуры виртуальных рабочих столов с выбором сценариев использования: VDI, подключение к терминальному серверу, к отдельным терминальным приложениям, к физическим ПК. Одно из лучших решений ну российском рынке по мнению автора статьи.

Виртуализация хранилища

Виртуализация хранилищ — это крайне распространённая практика в ЦОДах и серверных, которая активно используется техническими специалистами для развёртывания эффективных IT-инфраструктур. 

Эта технология позволяет с помощью специального серверного ПО объединить физические накопители и массивы хранения (HDD, SSD, ленточные хранилища, DAS, NAS и т.д.) в единое логическое хранилище. Получается некоторый уровень абстракции между конечным местом хранения и устройством, которое делает запросы к данным или записывает их. То есть конечному пользователю и приложению не нужно знать, на какой конкретный накопитель записываются данные, как устроена логика хранения и резервирование данных — он просто обращается к некоему виртуальному хранилищу, а там уже по внутренней логике происходит всё остальное.

Я уже говорил про импортозамещённые продукты, но для полной картины будет честно упомянуть и зарубежное ПО для виртуализации хранилища. Иначе картина будет неполной.

• VMware vSAN — платное программное решение, встроенное в платформу виртуализации VMware vSphere на базе гипервизора ESXi (читайте подробную статью в нашем блоге). Одно из самых функциональных, производительных и дорогих решений на рынке. По сути VMware — мировой лидер в этой области.

• Storage Spaces от Microsoft — встроенный в Windows Server функционал, который позволяет позволяет объединять несколько физических накопителей в единое виртуальное хранилище с возможностью резервирования, отказоустойчивости и масштабирования.

Преимущества виртуализации хранения данных

Что ещё даёт подобная абстракция? Становится легче распределять данные по конечным накопителям, масштабировать хранилище (динамически в реальном времени) и управлять им. Открывается возможность живой миграции — данные можно перенести или реплицировать в другое физическое место (например, из офиса в дата-центр) без остановки работы.

Также вы сможете намного эффективнее использовать доступное дисковое пространство, резервировать и восстанавливать данные, повысить отказоустойчивость хранилища и увеличить скорость чтения и записи за счёт распределения нагрузки.

Виртуализацию хранилища можно реализовать на основе хост-сервера или на основе СХД (систем хранения данных). 

У производителей оборудования даже есть специализированные линейки, вроде Dell EMC Unity и HPE Nimble Storage. Но не ими едины — если ваша нынешняя IT-инфраструктура базируется на оборудовании других брендах, то мы поможем подобрать оборудование, совместимое с ним.

Есть и ещё один вариант — на основе сетей, так что самое время обсудить сетевую виртуализацию.

Сетевая виртуализация

Все тонкости в рамках статьи разобрать не получится, поэтому опишу общую концепцию и добавлю простую аналогию из жизни.

Компьютерные сети состоят из хостов, физических коммутаторов, маршрутизаторов и фаерволов (межсетевые экраны, фильтрующие трафик). В рамках организации или компании из этих устройств и ПО создают корпоративную сеть. Проблема в том, что любые изменения в физической инфраструктуре сети (например, отключили узел для обслуживания) приводят к остановке работы связанных серверов, приложений и как итог — пользователей. А обслуживать сеть рано или поздно придётся.

Виртуализация сети — это технология, которая позволяет объединить несколько физических сетей (корпоративных или любых других) в одну виртуальную сеть или наоборот — из одной физической сети сделать несколько независимых виртуальных. То есть сеть абстрагируется от физического оборудования, что упрощает администрирование, экономит ресурсы, время и деньги, повышает скорость, гибкость и надёжность.

С помощью ПО для виртуализации сетей админы могут перемещать ВМ между различными участками сети без ручных изменений настроек сети. Например, у вас есть ВМ, которая настроена для работы в одном домене; для её перемещения в другой домен не нужно вручную переконфигурировать сетевые параметры оборудования. Это экономит тонны времени.

Также вы сможете создавать оверлейную сеть — это виртуальные сетевые уровни поверх физических сетей (андерлей). Такие уровни можно полностью изолировать друг от друга для безопасности или настроить ограниченную связь между ними, если есть потребность в этом. Для этого достаточно создать виртуальный сетевой оверлей — физическую сеть трогать не придётся.

Преимущества сетевой виртуализации

• Нужно меньше физического оборудования (и менее дорогое). Можно использовать серверы общего назначения с виртуальными маршрутизаторами, коммутаторами и фаерволами.

• Гибкая сеть: быстрее и легче переносить нагрузку, виртуальные машины — без остановки работы.

• Масштабирование ресурсов (в большую или меньшую сторону) — можно создавать или упразднять новые сети без вмешательств в физическое оборудование.

• Изоляция виртуальных сетей повышает безопасность, можно запретить обмен данными между различными доменами или группами пользователей.

• Централизованное управление и мониторинг: виртуальными сетями можно управлять из единой консоли, физический доступ к оборудованию не требуется.

• Интеграция: виртуализация позволяет создавать гетерогенные сети, где могут эффективно взаимодействовать различные устройства с разными протоколами, ОС и ПО.

Проблемы и ограничения виртуализации для Enterprise-бизнеса

Сразу упомяну проблему для российского рынка — многие государственные компании и организации обязаны импортозамещать ПО и железо. Таков закон: указ Президента о применении отечественного программного обеспечения на объектах КИИ и постановление Правительства о переходе на использование отечественных средств защиты информации в государственных компаниях и госкорпорациях; ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации», ФЗ № 149, № 44, № 223% постановления Правительства со сроками перехода на отечественное ПО и многое другое.

Итак, теперь об общих сложностях и ограничениях виртуализации для enterprise, которые касаются всех.

Начну с главного — компетенции и квалифицированные кадры. Чтобы правильно внедрить виртуализацию, сделать её надёжной, отказоустойчивой, безопасной и эффективной, нужны специалисты (админы, инженеры, IT-архитекторы, девопсы) и руководители (техдиры) с высокой квалификацией. Здесь не получится сэкономить — на рынке труда предложение ограничено, поэтому, вероятно, выбирать будете не вы, а вас. При этом текущий штат IT-специалистов также нужно обучать, так как у разных технологий есть специфика, а ваше решение, вероятно, будет уникальным в некоторых аспектах.

Второе — внедрение и интеграция с существующей IT-инфраструктурой; будет полностью зависеть от первого пункта. У enterprise-бизнеса уже есть IT-инфраструктура, но если вы попали в статью из поисковика (привет и тем, кто из рассылки читает за чашкой кофе), значит у вас внедрение виртуализации или полный переход на неё ещё впереди. От того, какую команду вы соберёте или какого интегратора выберете, будет зависеть и планирование, и процесс адаптации/перенастройки, и конечное решение. Сделать всё одним днём не получится.

Третье — совокупная стоимость владения (TCO). Архиважный пункт, так как нужно оценивать не только инвестиции в оборудование и лицензии на ПО, но и будущие расходы на обслуживание, а также выгоды, свои возможности и потребности. 

Помните, что перед внедрением любых решений виртуализации нужен аудит, тщательная подготовка, планирование и тестирование. Если есть ощущение, что силами штатных специалистов не потянете, то Сервер Молл всегда готов помочь в этих вопросах. Спросить не страшно — страшно не спросить.

Итак, без расчёта TCO минимум на 3-5 лет внедрение виртуализации не имеет смысла, так как вы не сможете оценить рентабельность проекта. Без расчётов можно нанять десятки специалистов, усложнить все процессы, потратить миллионы, а в результате получить примерно то же (или хуже), что и было, но дороже. Справедливости ради скажу, что это актуально для любых масштабных проектов, а не только при внедрении виртуализации.

В контексте этих сложностей отдельно отмечу выбор поставщика, всё же часть вопросов по подбору оборудования он возьмёт на себя. Ответственный и опытный поставщик проверит совместимость серверов с другим оборудованием и ПО, займётся постпродажной поддержкой, гарантийным обслуживанием и т.д. Тот же персональный менеджер (нормальный, человечный, а не робот, отвечающий по бумажке) может сильно упростить вам жизнь. За других участников рынка ручаться не могу, но у нас в Сервер Молл с этим полный порядок — опыт более 20 лет, занимаемся не просто подбором сервера под виртуализацию, но и крупными инфраструктурными проектами. Так что вэлком.

Спасибо, что прочитали статью, друзья. В нашем блоге ещё много интересного для изучения.

Обсудите ваш проект

Имя Телефон Отправить

Нажимая на кнопку "Отправить" вы соглашаетесь с политикой и соглашением

Ваше сообщение отправлено!