וירטואליזציה ויישום שלה

מהי וירטואליזציה?

במאמר הבא אני אתייחס לוירטואליזציה אשר קשורה לשרתים, שרתים יעודיים ושרתים ווירטואלים. כמובן שיש עוד המון יישומים של וירטואליזציה בתחומים שונים ומגוונים כגון תקשורת ומשאבי רשת, התקני אחסון (Storage), מערכות הפעלה, תחנת עבודה וירטואלית (VDI) ועוד.

כשאומרים וירטואליזציה הכוונה היא בדרך כלל ליצירת שרת וירטואלי שמתנהג כמו שרת יעודי עם מערכת הפעלה פרטית, ממש מחשב לכל דבר. כל התוכנות שפועלות על השרתים הוירטואלים מופרדים בהפרדה מלאה מהחומרה הפיזית של השרת. לדוגמא, שרת יעודי שמריץ מערכת הפעלה Windows Server 2012 יכול להפעיל שרת וירטואלי בתוכו שמריץ מערכת הפעלה מסוג CentOS Linux ועל ידי כך להריץ תוכנות ואפליקציות שנתמכות בCentOS Linux.

בוירטואליזציה מבוססת חומרה, השרת המארח הוא למעשה שרת יעודי שעליה מתבצע תהליך הוירטואליזציה, והמכונה הוירטואלית היא בעצם השרת הוירטואלי שמקבל חומרה וירטואלית. המונחים שרת מארח ושרת וירטואלי מיועדים על מנת להבדיל בין התוכנות שפועלות על השרת היעודי הפיזי לבין התוכנות שפועלות בשרת הוירטואלי. התוכנה שעוזרת לנו לחלק שרת פיזי למספר שרתים וירטואלים שונים נקראת שכבת הפיקוח (Hypervisor) או מנהל מערכות וירטואלית (Virtual Machine Manager).

ישנם 3 סוגים שונים של ווירטואליזציה בתחום השרתים:

  • וירטואליזציה מלאה – הדמייה כמעט מוחלטת של החומרה על מנת לאפשר לתוכנות ולמערכת ההפעלה של השרת הוירטואלי לפעול ולא להבין שמדובר בשרת וירטואלי.
  • וירטואליזציה חלקית – הפרדה חלקית בלבד של המשאבים, דבר שגורם לחלק מהרכיבים בשרת להיות משותפים בצורה גלויה לכל השרתים. באפשרות זו, בדרך כלל, לא ניתן להפעיל מערכת הפעלה נפרדת לשרת הוירטואלי אלא רק מערכת הפעלה זהה לשכבת הפיקוח.
  • פרה-וירטואליזציה – שיטת הפרדה חלקית אשר חולקת משאבים מעטים ובסיסיים כגון ליבת המערכת (Kernel) של שכבת הפיקוח (Hypervisor). משמעות הדבר היא שהמערכת הפעלה עבור השרת הוירטואלי חייבת לתמוך בפרה וירטואליזציה אחרת לא תוכל לפעול בשיטה זו (Windows Server, לדוגמא, לא תומכת בשיטה זו).

וירטואליזציה נתמכת ברמת החומרה היא דרך נוספת לשפר את ביצועי הוירטואליזציה ובעצם להקטין את אחוז המשאבים שמתבזבז כתוצאה מתהליך החלוקה לוירטואליזציה (Overhead). על מנת להשתמש ביכולות האלה, חלקים מרכזיים בחומרה צריכים לתמוך בטכנולוגיה הזו כגון המעבד, לוח האם וכו'.