Εικονικοποίηση στο Cloud Computing: Τύποι, Archiδομή, Πλεονεκτήματα

Τι είναι η εικονικοποίηση;

Η εικονικοποίηση μπορεί να οριστεί ως μια διαδικασία που επιτρέπει τη δημιουργία μιας εικονικής έκδοσης επιτραπέζιου υπολογιστή, λειτουργικού συστήματος, πόρων δικτύου ή διακομιστή. Η εικονικοποίηση παίζει βασικό και κυρίαρχο ρόλο στο cloud computing.

Αυτό διασφαλίζει ότι η φυσική παράδοση του πόρου ή μιας εφαρμογής διαχωρίζεται από τον ίδιο τον πραγματικό πόρο. Βοηθά στη μείωση του χώρου ή του κόστους που συνεπάγεται ο πόρος. Αυτή η τεχνική επιτρέπει στον τελικό χρήστη να εκτελεί πολλαπλά λειτουργικά συστήματα και εφαρμογές επιτραπέζιου υπολογιστή ταυτόχρονα στο ίδιο υλικό και λογισμικό.

Η διαδικασία εξασφαλίζει επίσης εικονική εξομοίωση προϊόντων ή υπηρεσιών στο ίδιο μηχάνημα και δεν επιβραδύνει ή επηρεάζει την απόδοση του συστήματος.

Η εφεύρεση του Virtualization ξεκίνησε κατά την εποχή της χρήσης του mainframe και καθώς ο χρόνος εξελισσόταν με την πρόοδο στις τεχνολογίες της νέας εποχής, το Virtualization επιτεύχθηκε με τη βοήθεια εξειδικευμένου λογισμικού.

Η εικονικοποίηση ως έννοια του Cloud Computing

Στο cloud computing, το Virtualization διευκολύνει τη δημιουργία εικονικών μηχανών και διασφαλίζει την ομαλή λειτουργία πολλαπλών λειτουργικών συστημάτων. Βοηθά επίσης στη δημιουργία ενός εικονικού οικοσυστήματος για λειτουργικά συστήματα διακομιστών και πολλαπλές συσκευές αποθήκευσης και εκτελεί πολλαπλά λειτουργικά συστήματα.

Cloud Computing προσδιορίζεται ως εφαρμογή ή υπηρεσία που περιλαμβάνει ένα εικονικό οικοσύστημα. Ένα τέτοιο οικοσύστημα θα μπορούσε να είναι δημόσιου ή ιδιωτικού χαρακτήρα. Με το Virtualization, η ανάγκη για φυσική υποδομή μειώνεται. Οι όροι Cloud Computing και Virtualization χρησιμοποιούνται πλέον εναλλακτικά και ενοποιούνται γρήγορα.

Το Virtualization και το Cloud Computing συνεργάζονται χέρι-χέρι για να διασφαλίσουν ότι θα αποκτήσετε προηγμένα και εξελιγμένα επίπεδα υπολογιστών. Διασφαλίζει ότι οι εφαρμογές μπορούν να κοινοποιηθούν σε πολλαπλά νήματα δικτύου διαφορετικών εταιρικών και ενεργών χρηστών.

Το Cloud Computing προσφέρει επεκτασιμότητα, αποτελεσματικότητα και οικονομική αξία. Προσφέρει βελτιωμένα συστήματα διαχείρισης φόρτου εργασίας.

Με πιο απλά λόγια, το Cloud Computing σε συνεργασία με το Virtualization διασφαλίζει ότι η σύγχρονη επιχείρηση αποκτά έναν πιο οικονομικό τρόπο λειτουργίας πολλαπλών λειτουργικών συστημάτων χρησιμοποιώντας έναν αποκλειστικό πόρο.

Χαρακτηριστικά Virtualization

Η εικονικοποίηση προσφέρει πολλά χαρακτηριστικά ή χαρακτηριστικά όπως αναφέρονται παρακάτω: –

• Κατανομή πόρων: Η εικονικοποίηση και η τεχνολογία Cloud Computing διασφαλίζουν ότι οι τελικοί χρήστες αναπτύσσουν ένα μοναδικό περιβάλλον υπολογιστών. Επιτυγχάνεται μέσω της δημιουργίας μιας μηχανής υποδοχής. Μέσω αυτού του κεντρικού υπολογιστή, ο τελικός χρήστης μπορεί να περιορίσει τον αριθμό των ενεργών χρηστών. Με αυτόν τον τρόπο, διευκολύνει τον έλεγχο. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.
• Προσβασιμότητα πόρων διακομιστή: Η εικονικοποίηση παρέχει πολλές μοναδικές δυνατότητες που διασφαλίζουν ότι δεν χρειάζονται φυσικούς διακομιστές. Τέτοια χαρακτηριστικά εξασφαλίζουν ώθηση στο χρόνο λειτουργίας και υπάρχει μικρότερη ανοχή σφαλμάτων και διαθεσιμότητα πόρων.
• Απομόνωση πόρων: Η εικονικοποίηση παρέχει απομονωμένες εικονικές μηχανές. Κάθε εικονική μηχανή μπορεί να έχει πολλούς φιλοξενούμενους χρήστες και οι επισκέπτες θα μπορούσαν να είναι είτε λειτουργικά συστήματα, συσκευές ή εφαρμογές.
  Τα Διαχωριστικά εικονική μηχανή παρέχει σε αυτούς τους επισκέπτες επισκέπτες ένα απομονωμένο εικονικό περιβάλλον. Αυτό διασφαλίζει ότι οι ευαίσθητες πληροφορίες παραμένουν προστατευμένες και, ταυτόχρονα, οι φιλοξενούμενοι χρήστες παραμένουν διασυνδεδεμένοι μεταξύ τους.
• Ασφάλεια και αυθεντικότητα: Τα συστήματα εικονικοποίησης εξασφαλίζουν συνεχή χρόνο λειτουργίας των συστημάτων και κάνει αυτόματη εξισορρόπηση φορτίου και διασφαλίζει ότι υπάρχει λιγότερη διακοπή των υπηρεσιών.
• Συσσωμάτωση: Η συγκέντρωση στην εικονικοποίηση επιτυγχάνεται μέσω λογισμικού διαχείρισης συμπλέγματος. Αυτό το λογισμικό διασφαλίζει ότι τα ομοιογενή σύνολα υπολογιστών ή δικτύων συνδέονται και λειτουργούν ως ένας ενοποιημένος πόρος.

Τύποι εικονικοποιήσεων

Υπάρχουν πολλές παραλλαγές ή τύποι που είναι διαθέσιμοι στην τεχνολογία εικονικοποίησης όπως αναφέρονται παρακάτω:

Εικονικοποίηση εφαρμογής

Αυτό μπορεί να οριστεί ως ο τύπος Virtualization που επιτρέπει στον τελικό χρήστη μιας εφαρμογής να έχει απομακρυσμένη πρόσβαση.

Αυτό επιτυγχάνεται μέσω διακομιστή. Αυτός ο διακομιστής έχει όλα τα προσωπικά στοιχεία και άλλα ισχύοντα χαρακτηριστικά που απαιτούνται για τη χρήση της εφαρμογής.

Ο διακομιστής είναι προσβάσιμος μέσω του Διαδικτύου και εκτελείται σε έναν τοπικό σταθμό εργασίας. Με την εικονικοποίηση εφαρμογών, ένας τελικός χρήστης μπορεί να τρέξει δύο διαφορετικές εκδόσεις του ίδιου λογισμικού ή της ίδιας εφαρμογής.

Η εικονικοποίηση εφαρμογών προσφέρεται μέσω πακέτου λογισμικού ή μιας φιλοξενούμενης εφαρμογής.

Εικονικοποίηση δικτύου

Αυτό το είδος εικονικοποίησης μπορεί να εκτελέσει πολλά εικονικά δίκτυα και το καθένα έχει ξεχωριστό σχέδιο ελέγχου και δεδομένων. Συνυπάρχει στην κορυφή ενός φυσικού δικτύου και μπορεί να εκτελεστεί από μέρη που δεν γνωρίζουν το ένα το άλλο.

Η εικονικοποίηση δικτύου δημιουργεί εικονικά δίκτυα και διατηρεί επίσης μια παροχή εικονικών δικτύων.

Μέσω της εικονικοποίησης δικτύου, μπορούν να δημιουργηθούν λογικοί μεταγωγείς, τείχη προστασίας, δρομολογητές, εξισορροπητές φορτίου και συστήματα διαχείρισης ασφάλειας φόρτου εργασίας.

Εικονικοποίηση επιφάνειας εργασίας

Αυτό μπορεί να οριστεί ως ο τύπος Virtualization που επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα των τελικών χρηστών να αποθηκεύεται εξ αποστάσεως σε διακομιστή ή κέντρο δεδομένων. Επιτρέπει στους χρήστες να έχουν πρόσβαση στους επιτραπέζιους υπολογιστές τους από απόσταση και να το κάνουν καθισμένοι σε οποιαδήποτε γεωγραφική τοποθεσία. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν διαφορετικά μηχανήματα για εικονική πρόσβαση στους επιτραπέζιους υπολογιστές τους.

Με την εικονικοποίηση επιφάνειας εργασίας, ένας τελικός χρήστης μπορεί να εργαστεί σε περισσότερα από ένα λειτουργικά συστήματα με βάση τις επιχειρηματικές ανάγκες αυτού του ατόμου.

Εάν το άτομο θέλει να εργαστεί σε λειτουργικό σύστημα διαφορετικό από το Παράθυρο Operating System, μπορεί να χρησιμοποιήσει εικονικοποίηση επιφάνειας εργασίας. Αυτό παρέχει στο άτομο την ευκαιρία να εργαστεί σε δύο διαφορετικά λειτουργικά συστήματα.

Επομένως, η εικονικοποίηση επιτραπέζιων υπολογιστών προσφέρει μια σειρά από οφέλη. Παρέχει φορητότητα, κινητικότητα χρήστη, εύκολη διαχείριση λογισμικού με ενημερώσεις κώδικα και ενημερώσεις.

Εικονικοποίηση αποθήκευσης

Αυτός ο τύπος Virtualization παρέχει συστήματα εικονικής αποθήκευσης που διευκολύνουν τη διαχείριση της αποθήκευσης.

Διευκολύνει τη διαχείριση του αποθηκευτικού χώρου αποτελεσματικά και μέσω πολλαπλών πηγών πρόσβασης από ένα μόνο αποθετήριο. Οι εικονικοποιήσεις αποθήκευσης εξασφαλίζουν σταθερή απόδοση και ομαλή απόδοση.

Προσφέρει επίσης συνεχείς ενημερώσεις και ενημερώσεις κώδικα για προηγμένες λειτουργίες. Βοηθά επίσης στην αντιμετώπιση των αλλαγών που εμφανίζονται στον υποκείμενο εξοπλισμό αποθήκευσης.

Εικονικοποίηση διακομιστή

Αυτό το είδος Virtualization εξασφαλίζει κάλυψη των διακομιστών. Ο κύριος ή ο προοριζόμενος διακομιστής χωρίζεται σε πολλούς εικονικούς διακομιστές. Τέτοιοι διακομιστές αλλάζουν συνεχώς τους αριθμούς ταυτότητας και τους επεξεργαστές τους για να διευκολύνουν τη διαδικασία κάλυψης. Αυτό διασφαλίζει ότι κάθε διακομιστής μπορεί να τρέξει τα δικά του λειτουργικά συστήματα σε πλήρη απομόνωση.

Εικονικοποίηση δεδομένων

Αυτό μπορεί να οριστεί ως ο τύπος Virtualization όπου τα δεδομένα προέρχονται και συλλέγονται από πολλές πηγές και διαχειρίζονται από μία μόνο τοποθεσία. Δεν υπάρχουν τεχνικές γνώσεις από πού προέρχονται και συλλέγονται, αποθηκεύονται ή μορφοποιούνται αυτά τα δεδομένα για τέτοια δεδομένα.

Τα δεδομένα ταξινομούνται λογικά και τα ενδιαφερόμενα μέρη και οι ενδιαφερόμενοι έχουν πρόσβαση στην εικονική προβολή τέτοιων δεδομένων. Αυτές οι αναφορές είναι επίσης προσβάσιμες από τους τελικούς χρήστες σε απομακρυσμένη βάση.

Η εφαρμογή της εικονικοποίησης δεδομένων κυμαίνεται από την ενοποίηση δεδομένων έως την ενοποίηση επιχειρήσεων. Χρησιμοποιούνται επίσης για υπηρεσίες δεδομένων αρχιτεκτονικής προσανατολισμένες σε υπηρεσίες και βοηθούν στην εύρεση οργανωτικών δεδομένων.

Archiδομή της εικονικοποίησης

Η αρχιτεκτονική στο Virtualization ορίζεται ως ένα μοντέλο που περιγράφει την Virtualization εννοιολογικά. Η εφαρμογή εικονικοποίησης στο Cloud Computing είναι κρίσιμη. Στο Cloud Computing, οι τελικοί χρήστες μοιράζονται τα δεδομένα σε εφαρμογές που ονομάζονται σύννεφα. Ωστόσο, οι τελικοί χρήστες μπορούν να μοιράζονται ολόκληρη την υποδομή πληροφορικής με την ίδια την Virtualization.

Εδώ είναι η αρχιτεκτονική του Virtualization:

Στην παραπάνω εικόνα, το Virtualization περιλαμβάνει εικονικές υπηρεσίες εφαρμογών και υποδομών.

Οι υπηρεσίες εικονικών εφαρμογών βοηθούν στη διαχείριση εφαρμογών και οι υπηρεσίες εικονικής υποδομής μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση της υποδομής.

Και οι δύο υπηρεσίες είναι ενσωματωμένες σε ένα εικονικό κέντρο δεδομένων ή σε ένα λειτουργικό σύστημα. Οι εικονικές υπηρεσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε πλατφόρμα και περιβάλλον προγραμματισμού. Η πρόσβαση στις υπηρεσίες είναι δυνατή μέσω ενός cloud on-premise ή ενός cloud off-premise.

Οι υπηρεσίες εικονικοποίησης παραδίδονται σε χρήστες cloud από τρίτα άτομα. Οι χρήστες του cloud, σε αντάλλαγμα, πρέπει να πληρώνουν τρίτα άτομα με μηνιαία ή ετήσια χρέωση.

Αυτό το τέλος καταβάλλεται για να αποζημιώσει τα τρίτα μέρη για την παροχή υπηρεσιών cloud στους τελικούς χρήστες και παρέχουν επίσης διαφορετικές εκδόσεις εφαρμογών όπως ζητούνται από τους τελικούς χρήστες cloud.

Η εικονικοποίηση επιτυγχάνεται γενικά μέσω του hypervisor. Ένας hypervisor επιτρέπει τον διαχωρισμό των λειτουργικών συστημάτων με το υποκείμενο υλικό. Επιτρέπει στον κεντρικό υπολογιστή να εκτελεί πολλές εικονικές μηχανές ταυτόχρονα και να μοιράζεται τους ίδιους φυσικούς πόρους υπολογιστή. Υπάρχουν δύο μέθοδοι μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η αρχιτεκτονική εικονικοποίησης που περιγράφονται παρακάτω:

• Τύπος πρώτος: Ο πρώτος τύπος hypervisor ονομάζεται ένας υπερεπίστης γυμνού μετάλλου. Διατρέχουν απευθείας την κορυφή του υλικού του κεντρικού συστήματος. Παρέχουν αποτελεσματική διαχείριση των πόρων και διασφαλίζουν την υψηλή διαθεσιμότητα των πόρων. Παρέχει άμεση πρόσβαση στο σύστημα υλικού, εξασφαλίζοντας καλύτερη επεκτασιμότητα, απόδοση και σταθερότητα.
• Τύπος δύο: Ο δεύτερος τύπος hypervisor είναι τον φιλοξενούμενο hypervisor. Αυτό είναι εγκατεστημένο στο λειτουργικό σύστημα κεντρικού υπολογιστή και το εικονικό λειτουργικό σύστημα εκτελείται ακριβώς πάνω από τον hypervisor. Είναι το είδος του συστήματος που διευκολύνει και απλοποιεί τη διαμόρφωση του συστήματος.

Απλοποιεί επιπλέον τις εργασίες διαχείρισης. Η παρουσία του λειτουργικού συστήματος κεντρικού υπολογιστή κατά καιρούς περιορίζει την απόδοση του συστήματος με δυνατότητα εικονικοποίησης και δημιουργεί ακόμη και ελαττώματα ή κινδύνους ασφαλείας.

Πλεονεκτήματα της εικονικοποίησης

Ακολουθούν ορισμένα πλεονεκτήματα/πλεονεκτήματα της εικονικοποίησης:

• Η εικονικοποίηση προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, όπως βοηθά στη μείωση του κόστους και στην ενίσχυση της παραγωγικότητας στη διαδικασία ανάπτυξης.
• Καταργεί την ανάγκη ύπαρξης μιας εξαιρετικά πολύπλοκης υποδομής πληροφορικής.
• Διευκολύνει την απομακρυσμένη πρόσβαση σε πόρους και διασφαλίζει ότι προωθεί την ταχύτερη επεκτασιμότητα.
• Είναι εξαιρετικά ευέλικτο και επιτρέπει στους χρήστες να εκτελούν πολλαπλά λειτουργικά συστήματα επιτραπέζιων υπολογιστών σε ένα τυπικό μηχάνημα.
• Καταργεί τους κινδύνους που ενέχονται από την άποψη των αστοχιών του συστήματος και επίσης ενισχύει την ευέλικτη μεταφορά δεδομένων μεταξύ διαφορετικών εικονικών διακομιστών.
• Η διαδικασία εργασίας στο Virtualization είναι εξαιρετικά βελτιωμένη και ευέλικτη, γεγονός που διασφαλίζει ότι οι χρήστες εργάζονται και λειτουργούν πιο οικονομικά.

Μειονεκτήματα της εικονικοποίησης

Τα μειονεκτήματα της Virtualization είναι πολύ περιορισμένα στη φύση τους. Ακολουθούν τα μειονεκτήματα/μειονεκτήματα της εικονικοποίησης:

• Η μετάβαση της υπάρχουσας εγκατάστασης υλικού σε μια εικονική εγκατάσταση απαιτεί εκτεταμένη επένδυση χρόνου, και ως εκ τούτου μπορεί να θεωρηθεί ως μια χρονοβόρα διαδικασία.
• Υπάρχει έλλειψη διαθεσιμότητας ειδικευμένων πόρων που βοηθούν όσον αφορά τη μετάβαση της υπάρχουσας ή πραγματικής εγκατάστασης σε εικονική εγκατάσταση.
• Δεδομένου ότι υπάρχει ένας περιορισμός όσον αφορά την ύπαρξη λιγότερο εξειδικευμένων πόρων, η εφαρμογή της εικονικοποίησης απαιτεί υλοποιήσεις υψηλού κόστους.
• Εάν η διαδικασία μετάβασης δεν αντιμετωπιστεί σχολαστικά, ενέχει επίσης κίνδυνο ασφάλειας για ευαίσθητα δεδομένα.

Ο ρόλος της εικονικοποίησης στο Cloud Computing

Στο Virtualization, ένα λογικό ή σωστό όνομα ευθυγραμμίζεται με τον φυσικό διακομιστή. Στη συνέχεια, οι δείκτες κατευθύνονται προς αυτόν τον φυσικό διακομιστή, κάτι που γίνεται κατ' απαίτηση. Η εικονικοποίηση διευκολύνει την εκτέλεση εφαρμογών που είναι ομοιογενείς.

Παρέχει επίσης ένα εικονικό και απομονωμένο περιβάλλον δικτύωσης, αποθήκευσης και περιοχής μνήμης. Η εικονικοποίηση επιτυγχάνεται μέσω μιας μηχανής υποδοχής και μιας μηχανής επισκέπτη. Μια μηχανή υποδοχής μπορεί να οριστεί ως η μηχανή στην οποία αναπτύσσεται μια εικονική μηχανή και η εικονική μηχανή που έχει αναπτυχθεί έτσι ονομάζεται ως επισκέπτης.

Η εικονικοποίηση υλικού διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο παρέχοντας την υποδομή ως λύση υπηρεσίας πιο αποτελεσματικά και αποτελεσματικά στο πλαίσιο μιας διαδικασίας Υπολογιστικού Νέφους.

Αυτός ο τύπος Virtualization εξασφαλίζει φορητότητα. Το μηχάνημα επισκέπτη συσκευάζεται ως εικονική παρουσία μιας εικόνας και τέτοιες εικονικές εικόνες μπορούν να αφαιρεθούν εύκολα όταν και όταν παραστεί ανάγκη.

Σημαντικές ορολογίες εικονικοποίησης

Υπάρχουν μερικές βασικές τεχνολογίες στο Virtualization, οι οποίες ορίζονται ως εξής:

• Εικονική μηχανή: Μια εικονική μηχανή μπορεί να οριστεί ως ο υπολογιστής ενός εικονικού τύπου που λειτουργεί κάτω από έναν hypervisor.
• Υπνωτιστής: Αυτό μπορεί να οριστεί ως το λειτουργικό σύστημα που λειτουργεί σε πραγματικό υλικό. Ένα εικονικό αντίστοιχο του λειτουργικού συστήματος είναι ένα υποτμήμα που εκτελεί ή μιμείται την εικονική διαδικασία. Ορίζονται ως Domain 0 ή Dom0.
• Δοχείο: Αυτά μπορούν να οριστούν ως εικονικές μηχανές ελαφριάς φύσης που αποτελούν υποσύνολο του ίδιου στιγμιότυπου λειτουργικού συστήματος ή του hypervisor. Είναι μια συλλογή διεργασιών που εκτελούνται μαζί με αντίστοιχο χώρο ονομάτων ή αναγνωριστικά διεργασίας.
• Εικονικό δίκτυο: Αυτό ορίζεται ως το δίκτυο που διαχωρίζεται λογικά και υπάρχει μέσα στους διακομιστές. Τέτοια δίκτυα μπορούν να επεκταθούν σε πολλούς διακομιστές.
• Λογισμικό εικονικοποίησης: Αυτός ο τύπος λογισμικού βοηθά στην ανάπτυξη του Virtualization στη συσκευή του υπολογιστή.

Σύνοψη

• Η εικονικοποίηση βοηθά στη δημιουργία εικονικών εκδόσεων επιτραπέζιων υπολογιστών, διακομιστών, λειτουργικών συστημάτων και εφαρμογών.
• Η εικονικοποίηση περιλαμβάνει τον κεντρικό υπολογιστή και την εικονική μηχανή.
• Κάθε σύστημα εικονικοποίησης αποτελείται από hypervisor, κοντέινερ και εικονικό δίκτυο.
• Η εικονικοποίηση προσφέρει αποδοτικότητα επεκτασιμότητας και βοηθά στην αποτελεσματική διαχείριση των πόρων.