1.2.1 Програмна віртуалізація

Програмна віртуалізація припускає функціонування віртуальних середовищ поверх програмної прошарку, що забезпечує доступ ізольованих ВМ до загального пулу апаратних ресурсів. Програмна віртуалізація отримала саме широке поширення на серверах стандартної архітектури x86.

Використання програмної віртуалізації дозволяє реалізувати такі переваги:

1. Підвищення норми утилізації ресурсів з 5-15% до 60-80% приводить до скорочення числа необхідних серверів і розмірів ЦОД. Результатом стане економія на оренді площ, зниженні енергоспоживання серверів і систем кондиціонування, зниження потреби в обслуговуючому персоналі;

2. Розгортання віртуальних серверів і додатків та їх перенесення на інше обладнання займає набагато менше часу;

3. Відкривається можливість динамічно виділяти ресурси кожної ВМ відповідно до реальних потреб бізнес-додатків;

4. Консолідація виконуваних додатків, забезпечувана повною ізоляцією кожної з ВМ. Крах будь-якої ВМ не впливає на працездатність інших машин, що функціонують на тій же апаратурі;

5. Міграція успадкованих додатків і версій ОС на віртуальні розділи без модифікації;

6. Централізований засіб управління всіма віртуальними серверами підприємства через єдиний інтерфейс;

7. Висока оперативність відновлення доступності додатків після збоїв.

Програмна паравіртуалізація

Паравіртуалізація є рішенням по обходу команд процесора (операційної системи хоста), які не піддаються віртуалізації. Для цього ядро гостьової системи перед початком роботи модифікується таким чином, щоб замінити «погані» команди на запити до гіпервізора, який транслює запити до процесора. За аналогією з мережевими технологіями, в даному випадку гіпервізор можна порівняти з проксі-сервером. Однак застосування даної технології довгий час було обмежене закритістю вихідного коду пропрієтарних операційних систем. Однак з введенням процесорів з підтримкою технологій апаратної віртуалізації, стало можливо запускати немодифіковані ОС на системах паравіртуалізації.

Програмна повна віртуалізація

У 1998 році компанія VMWare випустила програмний комплекс повної віртуалізації, який був заснований на бінарній трансляції коду. Код гостьової операційної системи приймався гіпервізором і перевірявся на наявність проблемних команд. Логіка гіпервізора при цьому або перекладала команди на виконання від імені гіпервізора, або заміняла певним чином команди. Технологія повної віртуалізації дала можливість реалізувати віртуалізацію пропрієтарних операційних систем, як Windows, MacOS, де немає можливості модифікувати ядро системи. Однак слід зазначити, що повна трансляція і модифікація бінарного коду - вельми ресурсномістка операція, тому така повна віртуалізація не відрізняється високою продуктивністю.

1.2.2 Апаратна віртуалізація

Апаратна віртуалізація - віртуалізація з підтримкою спеціальної процесорної архітектури. На відміну від програмної віртуалізації, за допомогою даної техніки можливе використання ізольованих гостьових систем, керованих гіпервізором безпосередньо. Гостьова система не залежить від архітектури хостової платформи та реалізації платформи віртуалізації. Наприклад, за допомогою технологій апаратної віртуалізації можливий запуск 64-бітних гостьових систем на 32-бітних хостових системах.

Апаратна віртуалізація забезпечує продуктивність, порівнянну з продуктивністю невіртуалізованной машини, що дає віртуалізації можливість практичного використання і тягне її широке поширення. Найбільш поширені технології віртуалізації Intel-VT і AMD-V:

У Intel VT (Intel Virtualization Technology) реалізована віртуалізація режиму реальної адресації (режим сумісності з 8086). Відповідна апаратна віртуалізація введення-виведення - VT-d. Часто позначається абревіатурою VMX (Virtual Machine eXtension). Кодова назва — Vanderpool.

AMD-V часто позначається абревіатурою SVM (Secure Virtual Machines). Кодова назва - Pacifica. Відповідна технологія віртуалізації введення-виведення - IOMMU. AMD-V простіше і ефективніше, ніж Intel VT. Підтримка AMD-V з'явилася в Xen 3.3.

За кожним віртуальним сервером, як правило, закріплюється власний набір апаратних ресурсів. Апаратна віртуалізація дозволяє виділити віртуальній машині (ВМ) потрібні апаратні ресурси і забезпечити розподіл апаратних потужностей на рівні пристроїв.