-> <font size=„2“>Chtěli byste provozovat současně
v jednom počítači Windows a Linux? Chcete provozovat nezávisle služby
poštovního serveru a webového serveru bez potřeby dokupovat další
počítač? Požadujete spolehlivý běh serveru a přitom chcete otestovat
nové jádro v Linuxu nebo Service Pack ve Windows? Všechny tyto věci
můžete provádět současně na jednom jediném počítači a dokonce bez
restartů díky virtualizaci. Virtualizace je proces, při kterém je vytvořen
virtuální počítač s veškerými HW komponentami jakými je obvykle
vybaven. Takto vytvořený počítač funguje jako nezávislý stroj, který
neovlivňuje svůj hostitelský systém.</font><font
size=„2“>Virtualizačních nástrojů existuje
poměrně velké množství, proto vám nabídnu malý přehled
nejznámějších z nich.</font><font
size=„2“>
Možné využití virtuálních strojů v praxi
<font size=„2“>Možné využití záleží pouze na vaší
současné potřebě, pokud vás nenapadají konkrétní důvody využití,
uvedu zde nejčastější formu využití, včetně třech názorných
příkladů:</font></font>
- <font size=„2“>Testovací stroj – jeden
virtuální stroj běží v produkčním prostředí, druhý se shodnou
výbavou slouží pro ladění, ověřování nových postupů nebo
software;</font>
- <font size=„2“>Vytvoření stroje jako návnady
(honeypots/honeynets) – záměrně otevřený systém určený
pro studium útočníků a jejich praktik pro vniknutí do těchto
systémů;</font>
- <font size=„2“>Technická podpora –
jednoduchá možnost přivést virtuální systém do potřebného stavu a
v tomto stavu ho zálohovat pro budoucí potřeby;</font>
- <font size=„2“>Vzdělávání –
možnost ponechat zákazníkům plná práva bez ohrožení fyzického systému,
systém se dá snadno obnovit do původního stavu;</font>
- <font size=„2“>Webhosting –
škálování výkonu, možnost ponechat zákazníkům plná práva bez
ohrožení fyzického systému;</font><font
size=„2“>Počítačové sítě – zavádění, testování a
provoz virtuální sítě (i v jednom fyzickém
počítači);</font>
- <font size=„2“>Náhrada za zastaralý HW
s potřebou přenést kritickou aplikaci na nový HW</font>
<font size=„2“>
Příklad první – technická
podpora </font><font size=„2“>Využití
v takovémto odvětví se nabízí samo – společnosti vyvíjející
software musí řešit jejich podporu, což znamená vlastnit desítky
počítačů s různým SW vybavením a odlišnými operačními systémy.
Pro každou specifickou situaci je potřeba nakonfigurovat operační systém a
programové vybavení podle popisu zákazníka a navodit do dané
situace.</font>
<font size=„2“>Místo desítek počítačů je možné
použít mnohem menší množství počítačů, které budou výkonnější a
budou mít větší operační paměť. Veškeré odlišné konfigurace HW a SW
budou zálohovány a je kdykoli možné je obnovit. Vzhledem k výkonu
počítače a použitého SW vybavení je pak možné provozovat současně dva
až tři operační systémy současně.</font>
<font size=„2“>Příklad druhý –
webhosting </font><font
size=„2“>Webhostingové společnosti nabízející širokou
nabídku služeb se během doby svého působení mohou setkat s požadavky
na provoz v jiné platformě. Většina hostingových služeb je
provozována v jedné platformě operačních systémů. Pokud nějaký
zákazník požaduje funkce, které nabízí pouze jiný operační systém,
máte prakticky možnost přikoupit další počítač. V jiné situaci
bude chtít mít zákazník k dispozici celý systém jen pro sebe (chce
pronajmout celý počítač), opět by bylo třeba zakoupit nový
počítač.</font>
<font size=„2“>Celou tuto situaci je možné vyřešit
pořízením snadno škálovatelného serveru (např. víceprocesorového), ve
kterém bude běžet virtuální stroj a v něm samotné operační
systémy podle potřeby. V případě použití VMware GSX Serveru je
možné nasadit zcela rozdílné operační systémy a ponechat zákazníkům
plná práva administrátora bez ohrožení fyzického stroje. Díky
virtualizaci pak probíhá mnohem snadněji a levněji zálohování těchto
systémů (virtuální stroje jsou umístěny v samostatné složce
v několika souborech – k zálohování tedy postačí archivační
program) a jejich obnovu. V budoucnu je pak snadné rozšířit výkon
serveru pouhým přikoupením procesoru a operačních
pamětí.</font>
<font size=„2“>Příklad třetí – zastaralý
HW </font><font size=„2“>Ve firmě provozujete
Windows NT 4.0 Server na starém počítači s podnikovým
informačním systémem vyrobeným na zakázku (dále jen jako PIS). Firma,
která jej vytvořila už před několika lety, ukončila svou činnost a
instalační média a způsob konfigurace je již zapomenut v době, kdy
před vámi pracovali vaši předchůdci. Aplikace je naprosto kritická
pro chod vaší firmy, kde ji využívají čtyři oddělení pro svoji
činnost. Po havárii serveru, kdy byl poškozen jeden z pevných disků,
byl systém obnoven ze zálohy a disk nahrazen. Do budoucna je však potřeba
vyřešit otázku s HW, kterému pomalu končí životnost a je potřeba
jej nahradit novým HW. Před rokem firma investovala do nového HW vybavení
podnikových serverů, který není ještě využíván naplno, ale na tento
server se „pozapomnělo“. Vzniklá situace by se musela řešit nejen
investicí do nového HW ale i do nového PIS, i když stávající
PIS dosud vyhovuje a v horizontu několika let jej nebyla potřeba
nahrazovat.</font>
<font size=„2“>Stávající situace se dá vyřešit
nasazením virtuálního stroje do některého z méně využívaných
serverů s přebytkem výkonu. Pro tuto situaci společnosti VMware a
Microsoft nabízí nástroje pro migraci ze starých systémů do virtuálního
stroje. Microsoft nabízí bezplatně nástroj Microsoft Migration Toolkit
s podporou serverových operačních systémů Windows NT 4.0 SP6a,
Windows 2000 SP4 a Windows Server 2003. VMware nabízí k migraci
o něco dokonalejší nástroj VMware P2V s podporou systémů Windows
NT 4 SP4, Windows 2000 SP1, Windows XP a Windows 2003. VMware P2V je
bohužel nabízen ve formě placené služby včetně příjezdu technika na
místo, hodí se tedy jen k přenosu kritických aplikací.</font>
Platforma Intel IA-32
<font size=„4“>VMware Workstation</font>
<font size=„2“>Nejznámější a pravděpodobně jeden
z nejrozšířenějších virtuálních strojů je VMware Workstation. Je
určen především pro testování a vývoj aplikací. Ve srovnání
s konkurencí nabízí pravděpodobně nejlepší nabídku k poměru
cena/výkon/možnosti. Prozatím jako jediný virtuální stroj nabízí
takové funkce jako 3D akceleraci grafické karty, možnost použití skutečné
fyzické vypalovací mechaniky ve virtuálním stroji, vícenásobné snapshots
(obrazy) virtuálního pevného disku apod.</font>
<font size=„2“>
VMware Workstation umí kromě vícenásobných obrazů
virtuálního disku také nahrávat filmy z virtuálního stroje. Pro filmy
používá vlastní kodeky, které jsou dostupné samostatně.</font>
<font size=„2“>Aktuální verze 5.5.1 v době
psaní článku (leden 2006) se vyznačuje širokou podporou operačních
systémů od běžných distribucí Linuxu (RedHat/Fedora, SUSE/Novell) a
Microsoft Windows (od Windows 3.11 až po Windows Server 2003 a
Windows Vista) až k podpoře poměrně exotického operačního systému
Sun Solaris 10. Virtuální HW tohoto virtuálního stroje je koncipován
moderně. Jsou podporovány 4 zařízení IDE/ATAPI a až
6 zařízení na SCSI. Kromě virtuálních pevných disků, tvořených
souborem, je možné nasdílet logickou oblast fyzického pevného disku
(oddíl), díky čemuž stoupne výkon virtuálního stroje. Dále je možné
používat fyzické sériové a paralelní porty s možností směrování
do souboru a samozřejmě USB porty včetně zařízení do nich
připojených.</font>
<font size=„2“>Výkon virtuálního stroje se pohybuje
přibližně kolem 50–60% výkonu hostitele. Virtuální grafická karta
s 3D akcelerací, na úrovni DirectX 8, má přibližný výkon 25%
hostitelské grafické karty.</font>
<font size=„4“>VMware GSX Server</font>
<font size=„2“>Tento virtuální stroj je již určen
především pro nasazení v serverech. Rozdíl je převedším v tom,
že virtuální stroje GSX Serveru běží ve formě služby, podpora vzdálené
správy virtuálních serverů přes prohlížeč a možnost využití
vzdáleného přístupu do virtuálního stroje pomocí konzoly. GSX Server se
chová podobně jako terminálová služba, pro klientské stanice je tedy
zapotřebí, aby splňovaly požadavky pro běh konzoly (266MHz procesor, 64MB
RAM, 20MB disk). GSX Server podporuje podobně jako VMware Workstation veškerý
HW a operační systémy (kromě Sun Solaris) GSX Server také podporuje
centrální správu pomocí VMware VirtualCenter a programováni pomocí
skriptů v prostředí VMware Scripting API s možností manipulace
s virtuálními stroji zjišťování jejich stavu
apod.</font><font size=„2“>
VMware GSX Server se vyznačuje velice dobře propracovanou
správou s webovým rozhraním. Pro práci ve virtuálním stroji je
potřeba si nainstalovat konzoli VMware Virtual Machine Console, která je
dostupná z tohoto rozhraní.</font>
VMware ESX Server
<font size=„2“>Nejvyšší verze VMware ESX Server zahrnuje
vlastní operační systém založený na Linuxu. Požaduje pouze certifikovaný
hardware, díky čemuž zajišťuje vysokou stabilitu. Jako jediný
z rodiny VMware umožňuje škálování výkonu přidělováním
procesorového času jednotlivým virtuálním strojům. Také jako GSX Server
podporuje centrální správu pomocí nástroje VMware VirtualCenter a
programováni pomocí skriptovacího prostředí VMware Scripting
API.</font><font size=„2“>
VMware ESX Server je založený na vlastní distribuci Linuxu.
Díky tomu nabízí nejvyšší výkon, stabilitu a bezpečnost. Jako jediný
z produktů VMware umí škálovat výkon virtuálních strojů
přidělením určitých prostředků procesoru.</font><font
size=„2“>
Microsoft Virtual PC 2004
<font size=„2“>Šikovný nástroj pro provoz virtuálních
strojů, který zaujme především nižší cenou oproti VMware Workstation.
Virtuální HW je založen na starší architektuře čipsetu Intel 440BX
s grafickou kartou S3 Trio 32/64. Obrovskou výhodou pro starší aplikace,
zejména hry je zvuková karta
Creative Labs Sound Blaster
16, která je v slotu ISA. Síťová karta je Intel 21140A. Menší
nevýhodou při testování serverových systémů je podpora pouze 4 IDE
zařízení, což omezuje při testování různých diskových polí RAID apod.
Výkon je oproti VMware Workstation nepatrně nižší – přibližně
40–50% výkonu hostitelského systému. Oficiálně podporuje Virtual PC
pouze produkty společnosti Microsoft a IBM
OS/2.</font></font><font size=„2“>
</font><font size=„2“>Microsoft Virtual PC
2004 se vyznačuje na dnešní dobu velice dobrou podporou MS-DOS, včetně
síťového prostředí. Virtuální HW tohoto produktu používá běžně
známé komponenty a nepotřebuje tedy speciální ovladače. Platí za to asi
nižšším výkonem.</font>
<font size=„4“>Microsoft Virtual Server
2005 R2</font>
<font size=„2“>Vyšší verze Virtual Server 2005 je na
úrovni VMware GSX Serveru. Oba nástroje jsou si poměrně hodně vyrovnány,
ve prospěch nástroje od Microsoftu mluví zejména možnost škálování
výkonu přidělením času procesoru pro jednotlivé virtuální stroje a
nástroj zdarma pro migraci Microsoft Migration Toolkit (viz. Příklad třetí
– zastaralý HW). Další výhodou je práce s virtuálním strojem přes
webový prohlížeč díky komponentám ActiveX. Nevýhodou takového řešení
je podpora ze strany klienta pouze v Microsoft Windows. Z jiných
prohlížečů bez podpory ActiveX je možné provádět pouze správu
virtuálních strojů. Virtual Server R2 již podporuje zavádění ze sítě
(PXE) a má srovnatelný výkon s VMware GSX Server a je jeho více než
vyrovnaným soupeřem.</font><font size=„2“>
</font><font size=„2“> Microsoft
Virtual Server 2005 silně konkuruje možnostmi, které nabízí až
nejvyšší produkt společnosti VMware. Silně však omezuje využití
s jinými operačními systémy než jsou Microsoft Windows.</font>
QEMU
<font size=„2“>Je jeden z řady Open-Source projektů,
které se snaží nabídnout stejné možnosti jako jiné, zejména komerční
produkty. QEMU nezapře původ ze systémů UNIX/LINUX – ovládání
totiž probíhá z příkazové řádky, naštěstí existuje pro Windows
výborný manažer Qemu Manager, který zajistí naprosto veškeré možnosti
nastavení a ovládání. Možnosti QEMU jsou téměř stejné jako
u komerčních systémů, sice nemá tolik funkcí, ale výkonnostně a
funkčně jsou srovnatelné. Výkon ve Windows je bohužel nižší, oproti
VMware je QEMU ve Windows asi o polovinu pomalejší. Při použití
v Linuxu můžete použít rozšíření KQEMU, který zvýší výkon QEMU
minimálně na stejnou úroveň jako VMware. Zatím také jako jediný umí
v platformě IA-32 emulovat současně platformy X86–64, MIPS,
PPC a SPARC.</font><font size=„2“>
</font><font size=„2“>QEMU nabízí
zvláště v Linuxu s pomocí akcelerátoru KQEMU skvělý poměr
cena/výkon. Zaostává však ovládáním a výkonem v systémech
Microsoft Windows.</font>
<font size=„5“>Platforma
IA-32–64/IA-64/AMD-64</font>
<font size=„2“>Tuto platformu podporují tyto následující
virtuální stroje: VMware Workstation 5.5, VMware GSX Server, VMware ESX
Server, Microsoft Virtual Server 2005 R2</font>
Platforma Power PC
PearPC
<font size=„2“>PearPC je Open-Source projekt, vytvořený pro
emulaci platformy PowerPC v systémech x86 (tzn., zejména jde
o provoz systémů Mac OS X v klasických PC). Tento nástroj je
v ranné fázi vývoje, a přestože je velmi stabilní je vhodný spíše
na testy a seznámení s Mac OS X než pro reálné nasazení
v produkčním prostředí. Prozatím neobsahuje žádné ovládací prvky,
spouští se z příkazové řádky. Existuje však pro něj podobně jako
pro QEMU grafická nadstavba PearPC Control Panel, ale jeho možnosti jsou
mnohem menší, takže většina práce zůstává pořád na uživateli.
Lepší alternativou je spíše QEMU v kombinaci s akcelerátorem
KQEMU v Linuxu, který bude mít zajímavější
výkon.</font><font size=„2“>
</font><font size=„2“> PearPC je
zajímavý nástroj pokud se chcete seznámit s „jablíčky“, jinak je
lepší sáhnout po QEMU.</font>
Závěr
<font size=„2“>Na závěr bych chtěl říci, že virtuální
stroje neposlouží všem. Ne vždy se hodí k danému účelu a zvláště
u komerčních projektů je třeba si rozmyslet jestli se vám investice
vyplatí. Velké podniky nad 100 počítačů nebo webhostingové
společnosti možnosti virtuálních strojů rády využijí.</font>
<font size=„2“>Veškeré virtuální stroje zde popsané,
je možné si vyzkoušet v praxi. Komerční produkty existují ve formě
zkušební verze (většinou 30 dní) a FREE/GNU/GPL projekty můžete
používat zcela legálně bez omezení.</font>
Použitý HW AMD Duron 1,3GHz 1GB RAM nVidia GeForce
2 Titanium 64MB VRAM
Zdroje <font size=„2“>Článek
o virtualizačních technologiích na Wikipedii (anglicky) http://en.wikipedia.org/wiki/Virtualization
Článek o virtualizačních technologiích na Wikipedii <font
size=„2“>http://cs.wikipedia.org/wiki/Virtualizace
</font>Přehled a srovnání virtuálních strojů na Wikipedii
(anglicky) <font
size=„2“>http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_virtual_machines</font>
Blog o virtualizačních technologiích (anglicky) </font><font
size=„2“>http://www.virtualization.info/</font>
Studie o nasazení VMware ESX Server ve společnosti Český Telecom <font
size=„2“>http://www.vmware.com/customers/stories/ceskytelecom_cz.html</font>
VMware Workstation (anglicky) <font
size=„2“>http://www.vmware.com/products/ws/</font><font
size=„2“> VMware GSX Server (anglicky) <font
size=„2“>http://www.vmware.com/products/gsx/</font>
Microsoft Virtual PC (anglicky) <font
size=„2“>http://www.microsoft.com/windows/virtualpc/</font>
Microsoft Virtual Server (anglicky) <font
size=„2“>http://www.microsoft.com/windowsserversystem/virtualserver/</font>
</font><font size=„2“>QEMU (anglicky) </font><font
size=„2“>http://fabrice.bellard.free.fr/qemu/</font>
<font size=„2“>Qemu Manager (anglicky) </font><font
size=„2“>http://www.davereyn.co.uk/qemu.htm</font>
<font size=„2“>PearPC (anglicky) </font><font
size=„2“>http://pearpc.sf.net/</font>
<font size=„2“>DOSBox (anglicky) </font><font
size=„2“>http://dosbox.sf.net/</font>
<font size=„2“>Revize dokumentu:
r01a01</font><font size=„2“>Právní ustanovení
</font><font size=„2“>Tento dokument je
vlastnictvím autora Michala Zobce a/nebo jeho vydavatele a podléhají
zvláštním ustanovením. Tento dokument není dovoleno jakkoli reprodukovat
(písemně, ústně, obrazem nebo jinak) bez výslovného svolení autora a/nebo
vydavatele.</font><font size=„2“>
</font><font size=„2“>Uveřejnění:
Thomas Taylor Media, Upgrade IT!, 2006. http://www.upgradeit.cz/ http://www.tt.cz/</font><font
size=„2“>© 2006 michal zobec. Všechna práva
vyhrazena.</font><font size=„2“> </font>