Аппаратная виртуализация

Развитие бизнеса или потребность в одновременной работе разработчика в различных операционных системах приводит к необходимости внедрения виртуальных систем. Так аппаратная виртуализация позволяет упростить рабочие процессы и сэкономить финансовые и кадровые ресурсы на построение центра обмена данными или сервера. Однако при выборе системы следует опираться на соответствующее физическое оборудование и актуальное программное обеспечение для оперативной работы всех составляющих.

Как включить аппаратную виртуализацию

Запуск виртуальной системы актуален в тех случаях, когда пользователь должен работать не только на физическом оборудовании, но и получить доступ к виртуальным машинам. Так, например, разработчик упрощает задачу, запуская дополнительную операционную систему, которая никак не взаимосвязана со стартовой. Включение аппаратной виртуализации доступно на любой машине – персональном компьютере или сервере или ноутбуке. В большинстве случаев она представлена технологиями AMD или Intel и находится в разделе BIOS устройства.

Что такое аппаратная виртуализация

Аппаратная виртуализация – это часть IT-архитектуры, которая обеспечивает многозадачность устройства за счет внедрения дополнительного программного обеспечения – гипервизора. В зависимости от его специфики и начальных задач построения виртуальной системы выбирают оптимальные варианты распределения данных между виртуальными машинами. Такая схема упрощает работу на физическом устройстве благодаря одновременному использованию невзаимосвязанных операционных систем, что особенно актуально для IT-разработчиков и проектирования серверного оборудования.

Проверка доступности виртуализации на вашем устройстве

Формально аппаратная виртуализация доступна на любом современном компьютере, однако на практике следует проверить ее работу с помощью вспомогательного программного обеспечения. В самом простом случае используют «Диспетчер задач», где во вкладке «Производительность» отражен статус виртуализации. Аналогично эту информацию можно получить, запустив командную строку или открыв настройки устройства и вкладку «Программы и компоненты». Расширенную информацию о виртуальной системе процессора можно получить в BIOS.

Вход в BIOS

BIOS – базовое программное обеспечение, которое отражает состояние операционной системы и позволяет ей управлять. Для ее запуска на персональном компьютере или ноутбуке необходимо во время загрузки нажать клавишу Del или F2. На некоторых устройствах вход в BIOS запускается с помощью других кнопок: например, F11. Узнать о стартовой клавише для входа в BIOS можно во время загрузки компьютера, когда на экране появляется подсказка о возможности изменения настроек (Press to Start Setup). Некоторые производители комплектующих предоставляют вход в БИОС с помощью специального программного обеспечения.

Включение виртуализации

Основная сложность после входа в BIOS – не включение виртуализации само по себе, а поиск ее местоположения. В зависимости от типа материнской платы и установленного программного обеспечения, а также специфики устройства необходимо найти расположение виртуализации, которое обозначено как AMD-v или Intel-vt. В некоторых случаях система называется Virtualization. Здесь важно выставить значение Enabled и сохранить обновленные настройки БИОС. Если виртуализация включена, но фактически не запущена, можно сделать вывод о том, что процессор ее не поддерживает.

Поддержка аппаратным обеспечением

Для обеспечения параллельной работы двух или нескольких виртуальных машин необходимо настроить оборудование таким образом, чтобы аппаратная составляющая контролировала продуктивность комплексной системы. Схема предполагает распределение задач за счет выбора привилегированной операционной системы и установки вспомогательных средств поддержки – трансляции, переключения процессов, защиты сегментов памяти, а также таймера для контроля продуктивности. Такая схема работает посредством переключения внутренних процессов с сохранением последовательности действий.

Поддержка программным обеспечением

Программная виртуализация существует наряду с аппаратной и предполагает установку соответствующего программного обеспечения в стартовую операционную систему. Однако такой процесс характеризуется дополнительными временными затратами на выполнение единичного действия, а также зависимостью гостевых операционных систем от хостовой. Несмотря на упрощенную схему установки такой виртуализации, в действительности она связана с рисками безопасности данных как в хостовой, так и в гостевой ОС.

Рекурсивная виртуализация

Для совершенствования управления внутренними процессами вводят схему рекурсивной виртуализации, которая объединяет инструменты программной и аппаратной виртуальной системы. В этом случае ОС запускают внутри виртуальной машины. Рекурсивная виртуализация позволяет выстраивать иерархию в рамках виртуальной системы и распределять гостевые операционные системы в соответствии с уровнями приоритета. Однако при запуске стоит учитывать снижение производительности и заводские характеристики оборудования.

Аппаратная виртуализация

В общем смысле аппаратная виртуализация – это имитация процессора на базе хостовой системы, которая обеспечивает рост производительности, одновременный старт различных операционных систем и проверку работы программного обеспечения в рамках различных платформ. Здесь речь идет не только о параллельном выполнении команд в разных ОС, но и об одновременном построении системы команд. Однако при выборе аппаратной или программной виртуализации следует предусмотреть нюансы создания системы: например, доступ хакерской программы к хостовой системе.

Как это работает

Для реализации виртуальной схемы необходимо не только обеспечение начального соответствия физического оборудования запуску нескольких платформ, но и распределение задач внутри самой системы. В роли своеобразного «буфера» выступает гипервизор – распределитель между физическим и виртуальным оборудованием. С его помощью пользователь управляет через хостовую операционную систему всеми подключенными виртуальными машинами. Именно благодаря гипервизору проблемы с одной виртуальной копией никак не затрагивают остальную часть комплексной схемы.

Аппаратная поддержка

Аппаратная поддержка виртуализации позволяет установить доступ к виртуальным машинам с различного физического оборудования, что особенно актуально для ускорения бизнес-процессов. Так, например, производители AMD-v и Intel-vt разрабатывают наиболее масштабные технологии для создания качественных виртуальных систем с высокой производительностью и безопасностью доступа к виртуальным машинам.

Типы аппаратной виртуализации

IT-архитектура предполагает несколько ключевых типов виртуализации: полная, паравиртуализация и аппаратная поддержка. Полная представляет собой комплексную эмуляцию гостевой системы и не требует дополнительной установки оборудования или вспомогательных средств. Пользователь может контролировать все виртуальные машины с хостовой операционной системы. Паравиртуализация – частичное соответствие гостевой ОС начальным настройкам. В случае аппаратной поддержки реализуют иерархию виртуальных машин.

Отличия аппаратного представления от программного

Ключевое различие в видах виртуальных систем заключается в их реализации: аппаратная основана на физическом оборудовании, программная же всегда привязана к хостовой операционной системе. У каждой из них есть свои плюсы и минусы. Так, например, аппаратная схема позволяет создать автономную виртуальную машину, которая не зависит от гипервизора. Однако программный тип подходит в тех случаях, когда пользователь вынужден контролировать все процессы на нескольких виртуальных машинах, что актуально в рамках обучения или запуска виртуализации в коммерческих целях.

Преимущества для бизнеса

Основное преимущество виртуализации для бизнеса – сокращение расходов на создание IT-структуры. Такой способ позволяет построить оптимальную серверную архитектуру или использовать меньшее количество персональных компьютеров за счет создания виртуальных машин. Кроме того, одновременно с финансовыми ресурсами аппаратная визуализация экономит и кадровые: для администрирования и контроля виртуальной системы требуется меньшее количество сотрудников.

Принцип работы

Ключевой принцип эффективной работы виртуальной системы – корректный выбор стартовой платформы и программного обеспечения. В основу создания структуры виртуальных машин легли принципы взаимодополняемости и масштабирования: внутренние процессы не должны противоречить выбранной иерархии вне зависимости от темпов развития системы в целом. Кроме того, при создании большого количества виртуальных машин следует учитывать согласование их работы гипервизором в случае масштабирования структуры.

Основные функции

Независимо от личного или корпоративного использования виртуальных систем, выделяют несколько основных функций подключения:

• упрощение администрирования и создание единого центра постановки задач;
• повышение производительности;
• снижение затрат на построение IT-конфигурации;
• усиление безопасности и дополнительная защита данных от внешних угроз;
• резервное копирование информации.

Однако при выборе программного обеспечения и физического оборудования важно отталкиваться от первичных задач создания виртуальной системы, что особенно важно в рамках построения коммерческой ИТ-архитектуры.

Где применяются виртуальные системы

Благодаря упрощению текущих и долгосрочных задач, виртуализацию используют в различных областях ИТ. Так, например, разработчики и тестировщики программного обеспечения прибегают к работе на виртуальных машинах для одновременной оценки программы в нескольких операционных системах и корректировки ошибок. Для бизнеса создание виртуальной системы увеличивает возможности построения серверной сети и сокращает расходы на обслуживание платформы. Кроме того, виртуальные системы применяют в рамках обучения программированию.

Какие бывают 3 типа виртуализации?

Глобально виртуализацию разделяют на три основных типа – аппаратную, программную и контейнерную. Первая обеспечивает работу виртуальной системы за счет физического оборудования, а вторая – благодаря установке соответствующего программного обеспечения. Контейнерный тип актуален для процессоров с двумя или несколькими ядрами, поскольку позволяет создать выделенную виртуальную машину, которая изолирована от остальных процессов системы.

Как работает виртуализация?

Создание виртуальной системы предполагает эмуляцию на основе текущего оборудования и программ с использованием серверных и клиентских средств. К первой категории относят гипервизор и вспомогательные средства, ко второй – оборудование, предоставляющее доступ к виртуальным машинам.

Аппаратная виртуализация позволяет масштабировать ИТ-возможности существующего физического оборудования и сократить расходы на построение серверной системы. Квалифицированные инженеры ittelo.ru проведут подробную консультацию об актуальном типе виртуализации и подберут необходимые компоненты.