1. Літературний огляд

1. Види та технології віртуалізації

1.1 Види віртуалізації

Поняття віртуалізації умовно можна розділити на дві фундаментально розрізняються категорії:

1) Віртуалізація платформ

Продуктом цього виду віртуалізації є віртуальні машини - деякі програмні абстракції, що запускаються на платформі реальних апаратно-програмних систем.

2. Віртуалізація ресурсів

Даний вид віртуалізації переслідує своєю метою комбінування або спрощення подання апаратних ресурсів для користувача і здобуття якихось користувальницьких абстракцій обладнання, просторів імен, мереж і т.п.

1.1.1 Віртуалізація платформ

Під віртуалізацією платформ розуміють створення програмних систем на основі існуючих апаратно-програмних комплексів, що залежать або незалежних від них. Система, що надає апаратні ресурси і програмне забезпечення, називається хостової (host), а симуляція їй системи - гостьовими (guest). Щоб гостьові системи могли стабільно функціонувати на платформі хостової системи, необхідно, щоб програмне і апаратне забезпечення хоста було досить надійним і надавало необхідний набір інтерфейсів для доступу до його ресурсів. Є кілька видів віртуалізації платформ, в кожному з яких здійснюється свій підхід до поняття «віртуалізація». Види віртуалізації платформ залежать від того, наскільки повно здійснюється симуляція апаратного забезпечення. До цих пір немає єдиної угоди про термінах у сфері віртуалізації, тому деякі з наведених далі видів віртуалізації можуть відрізнятися від тих, що нададуть інші джерела.

Види віртуалізації платформ

1.1.1.1 Повна емуляція (симуляція).

При такому вигляді віртуалізації віртуальна машина повністю виртуализует всі апаратне забезпечення при збереженні гостьової операційної системи в незмінному вигляді. Такий підхід дозволяє емулювати різні апаратні архітектури. Наприклад, можна запускати віртуальні машини з гостьовими системами для x86-процесорів на платформах з іншою архітектурою (наприклад, на RISC-серверах компанії Sun). Довгий час такий вид віртуалізації використовувався, щоб розробляти програмне забезпечення для нових процесорів ще до того, як вони були фізично доступними. Такі емулятори також застосовують для низькорівневої налагодження операційних систем. Основний мінус даного підходу полягає в тому, що емульованого апаратне забезпечення вельми і вельми істотно уповільнює швидкодію гостьової системи, що робить роботу з нею дуже незручною, тому, крім як для розробки системного програмного забезпечення, а також освітніх цілей, такий підхід мало де використовується. Приклади продуктів для створення емуляторів: Bochs, PearPC, QEMU (без прискорення), Hercules Emulator.

Часткова емуляція (нативна віртуалізація).

У цьому випадку віртуальна машина виртуализует лише необхідну кількість апаратного забезпечення, щоб вона могла бути запущена ізольовано. Такий підхід дозволяє запускати гостьові операційні системи, розроблені тільки для тієї ж архітектури, що і у хоста. Таким чином, кілька примірників гостьових систем можуть бути запущені одночасно. Цей вид віртуалізації дозволяє істотно збільшити швидкодію гостьових систем в порівнянні з повною емуляцією і широко використовується в даний час. Також, з метою підвищення швидкодії, в платформах віртуалізації, що використовують даний підхід, застосовується спеціальна «прошарок» між гостьовою операційною системою і устаткуванням (гіпервізор), що дозволяє гостьовий системі безпосередньо звертатися до ресурсів апаратного забезпечення. Гипервизор, званий також «Монітор віртуальних машин» (Virtual Machine Monitor) - одне з ключових понять у світі віртуалізації. Застосування гіпервізора, що є сполучною ланкою між гостьовими системами та апаратурою, істотно збільшує швидкодію платформи, наближаючи його до швидкодії фізичної платформи. До мінусів даного виду віртуалізації можна віднести залежність віртуальних машин від архітектури апаратної платформи.

Приклади продуктів для нативної віртуалізації: VMware Workstation, VMware Server, VMware ESX Server, Virtual Iron, Virtual PC, VirtualBox, Parallels Desktop та інші.