what is virtualization
インフラストラクチャ管理における仮想化テクノロジーとは：
これで ネットワークのAからZに関する一連のトレーニングチュートリアル 、私たちはすべてについて学びました ネットワークのトラブルシューティング 前のチュートリアルで。
このチュートリアルでは、インフラストラクチャ管理の概念と、インフラストラクチャをより効率的な方法で管理するための仮想化プロセスの必要性について説明します。
また、インフラストラクチャ管理での仮想化の使用に関連するさまざまなタイプの仮想化、利点、およびその他の概念についても強調します。
ソフトウェアプロフェッショナル向け 、仮想化は非常に便利なツールであり、テスターがソフトウェアを開発およびテストし、作業への影響をチェックするための非常に適したプラットフォームを提供します。
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学習内容：
- ソフトウェア産業におけるインフラストラクチャ管理
- インフラストラクチャ管理における仮想化の必要性
- 仮想化とは何ですか？
- 仮想化の種類
- ハイパーバイザーの種類
- 仮想化の利点
- デスクトップコンピューターの仮想化
- 仮想化の例
- 仮想ハードウェアの概念
ソフトウェア産業におけるインフラストラクチャ管理
IT組織の場合、インフラストラクチャ管理は、機器、データ、人員などの重要な資産とリソースのすべての管理と、効率的なネットワークを構築するためのサービスの円滑な運用を確保するためのポリシーとプロセスで構成されます。
大まかに言えば、インフラストラクチャ管理には、アプリケーションソフトウェア管理、データベース管理、サーバーとOSの管理、ネットワーク管理、ストレージ管理など、さまざまな種類の管理が含まれます。
ライブの例を参考にして、これを理解しましょう。
オンラインショッピング用のAndroidソフトウェアアプリケーションであるAMAZONを例にとってみましょう。
アマゾンのオンラインショッピングサイトをサーフィンするとき。価格、オファー、レビューなど、さまざまなカテゴリの製品を表示するさまざまなページが用意されています。
いくつかの製品を注文して購入すると、すべての支払いと配送の詳細がソフトウェアが理解できる形式で保存され、同じことが顧客が理解できる形式でエンドユーザーに表示されます。これは、データベース管理プロセスによって実行されます。
データのサイズと内容には、データを保存できるプラットフォームが必要です。大量のデータが保存されるため、これを物理ハードウェアだけで処理することはできません。そのため、このような場合はサーバーと呼ばれる仮想マシンが使用されます。したがって、OSはマシンの要件に従って構成されます。
すべての仮想マシンは、ネットワーク管理を介して相互に通信します。
ストレージ管理プロセスを通じて、すべての仮想データが定期的にハードディスクまたはストレージデバイスに物理的に保存されるため、データが失われた場合でも、バックアップを通じてすべてのデータを復元できます。
これらすべてのプロセスを合わせて、インフラストラクチャ管理と呼びます。
インフラストラクチャ管理における仮想化の必要性
国内外のさまざまな地域に資産が分散しているIT企業のような組織のインフラストラクチャ全体を管理するには、多くのソフトウェアが必要であり、それらを管理するには、IT管理者、人的資源、エネルギーなども必要になります。
これらの要件は合計で、支出を増やすことによって事業の売上高に影響を与え、実装に多くの時間を要します。ビジネスコストを最小限に抑え、時間とお金を最適に活用するために、仮想化の概念が導入されています。
簡単に言えば、仮想マシンの助けを借りて、膨大な数の物理サーバーをインストールするために使用されるスペースを半分に減らすことができ、これにより、それらのサーバーの実行と冷却に費やされるエネルギーを節約できます。
物理サーバーを仮想マシンに置き換えることで、人員の獲得と維持にかかるコストを節約できます。さらに、最大の利点は、緊急のビジネス要件を満たすために仮想マシンを非常に簡単かつ迅速に展開できることです。その結果、時間と費用の両方を節約できます。
したがって、ネットワークシステムをスムーズかつ効率的に実行するには、仮想化を導入することが有益です。
仮想化とは何ですか？
ストレージ、コンピュータネットワークシステム、オペレーティングシステムなどの仮想コンピューティングリソースの形成は、仮想化として知られています。仮想化の基本的な構成要素は、リソースのグループを持つサーバーのようなハードウェアユニットです。
仮想化には、仮想リソースの複合として動作するように見えるサーバーのような明確な物理リソースが組み込まれており、その逆も同様です。
仮想化には次のようなものがあります。
- 1つの物理リソースからの多数の仮想リソースの形成。
- 単一または多数の物理リソースからの1つの仮想リソースの形成。
仮想化の種類
さまざまなタイプの仮想化には次のものがあります。
- ストレージの仮想化
- ネットワーク仮想化
- アプリケーションの仮想化
- クライアントとサーバーの仮想化
- データの仮想化
＃1）ストレージの仮想化
このタイプの仮想化は、NOCと呼ばれるネットワークオペレーティングセンターや、大量のデータを保存する必要がある組織のデータセンターで最も一般的に使用されています。ここでは、さまざまなハードウェアでのデータの作成、削除、および変更が容易になります。
これは、ファイバーを介した接続などのネットワーク接続を使用して、同じプラットフォーム上のさまざまなハードウェアユニットを接続することによって実現されます。
詳細は下の図の助けを借りて説明されています。
＃2）ネットワーク仮想化
これは、組織のさまざまな場所に離れた場所にあるサーバーを想定する必要があるインフラストラクチャに展開されます。したがって、VLANネットワークやNATなどの構築が容易になります。
次の図は、VMwareスキームを採用することでセットアップを視覚化する方法を示しています。
＃3）アプリケーションの仮想化
それを使用しているホストPCからインストールされたアプリケーションの一部門です。ユーザーの観点からは、ユーザーは以前に使用していたアプリケーションにアクセスしたり、アプリケーションに変更を加えたりすることができます。
アプリケーションの仮想化には、サーバーベースのアーキテクチャを使用します。このアーキテクチャでは、アプリケーションはNOCの集中サーバーの1つにインストールされ、ユーザーのデスクトップは制限された権限のみでリモートエンドからアプリケーションにアクセスできます。
これを実装するために、VMwareシンアプリ、MicrosoftApp-Vなどのさまざまなソフトウェアが使用されます。
＃4）クライアントとサーバーの仮想化
このタイプの仮想化では、サービスは中央管理されたサーバーで実行され、ローカルに配置されたクライアント側で実行されます。
ただし、OSのディスクイメージはバックアップを取り、定期的にシステムを更新して、クライアントとサーバーの同期を維持します。仮想マシンとサーバー間のネットワークを永続的に接続する必要はありません。
クライアント仮想マシンは、ハイパーバイザーを使用することにより、OSなしで動作できます。
＃5）データの仮想化
これは、さまざまなデータリソースからのデータを組み合わせて、情報の単独の仮想論理ソースを構築するプロセスです。これにより、ユーザーベースのアプリケーション、ダッシュボード、ポータルなどが、出所を知らなくてもデータを取得して簡単にアクセスできます。データの場所の。
ビジネス組織は大規模にデータ仮想化を採用しており、最近では主にクラウドコンピューティングテクノロジーに関連して使用されています。
データ仮想化の現象は次のプロセスで構成され、仮想化ソフトウェアは以下のすべての手順を実行する必要があります。
- 抽象化： これは、さまざまなソースと場所からのデータの抽象化、およびデータソースとそのプログラミングインターフェイスの言語の抽象化を意味します。
- 変換： ビジネスソリューションの必要性に応じて、適切な形式でのデータの統合と変換。
- フェデレーション： 上記の2つのプロセスの結果を複数のソースからまとめる操作を実行します。
- 配達： ソフトウェアは、エンドユーザーまたはアプリケーションソースの要件に従ってデータを配信できる必要があります。
したがって、データの仮想化により、インフラストラクチャ管理でのデータエラーの可能性が低くなり、リアルタイムシナリオでのデータへのアクセス速度も向上します。
ハイパーバイザーの種類
これは仮想マシンモニター（VMM）とも呼ばれ、さまざまなプログラムを実行するために複数の訪問者OSをプロビジョニングするための仮想プラットフォームをホストPCに生成します。
ハイパーバイザーには2つのクラスがあります。
- ネイティブハイパーバイザー
- ホスト型ハイパーバイザー
＃1）ネイティブハイパーバイザー
これには、ホストシステムのハードウェアを介してストリーミングしてホストシステムを管理し、ゲストオペレーティングシステムの動作を監視するOracleVMシステムなどのソフトウェアが含まれます。
ゲストOSはハイパーバイザーの上のレベルにフロートし、それぞれにVMMがあります。
＃2）ホスト型ハイパーバイザー
これらは、他のソフトウェアと同じように、一般的なオペレーティングシステムでストリーミングされます。ゲストOSは、ホスト上の一連のアクションとしてストリーミングします。
例： VMwareサーバーとワークステーション、VirtualBox、KVM、QEMUなど。
詳細= >> VMWareとVirtualBox
仮想化の利点
以下に、仮想化のさまざまな利点を示します。
＃1）ハードウェアの効果的な利用 ：仮想マシンはハードウェアのように動作するため、仮想化を使用することで、物理ハードウェアに必要なコストとメンテナンスが削減され、ハードウェアを適切に使用できます。
＃2）ディザスタリカバリ ：システムでのデータクラッシュやその他の重大な障害が発生した場合、仮想化のプロセスを通じて、仮想マシンを別の同様のクラウドシステムに移動することで、簡単に復元して実行できます。
また、データ損失の仮想化の概念を利用することで、管理と復元が容易になります。
＃3）エネルギーを節約する ：物理ハードウェアをNOCセンターとリモートエンドで仮想マシンに変換すると、それらを起動して実行を継続するために必要な電力の消費量が削減されます。したがって、全体的なエネルギーが節約されます。
＃4）NOCにおけるスペースの有効活用： ネットワークを実行するために、1つの組織に20ラックのルーターと10ラックのスイッチおよび30台のPCが必要であるとします。このすべてのハードウェアを展開するには、それを維持するために、大きなスペースと、人的資源、エネルギー、ACなどの同等のリソースが必要になります。
しかし、仮想化の概念では、このネットワークを実行するために必要なスペースは半分未満であるため、スペース、コスト、および時間を節約できます。
＃5）サーバーを簡単に展開する ：ネットワークの実行中に、サーバーの1つが突然過剰に使用されているように見える場合は、サーバーのクローンイメージを非常に迅速に拡大し、既存のサーバーに従って動作する別のサーバーを拡大できます。
したがって、仮想化を通じて、代替品を準備し、非常に簡単に実行できるようにすることができます。サーバーを物理的にインストールする場合、サーバーが動作するようになるまでに数日から1週間かかります。
＃6）ゲストオペレーティングシステムのサポート ：さまざまな種類のオペレーティングシステムはさまざまな方法で動作し、多数のハードウェア要件があります。仮想化ソフトウェアは、同じプラットフォーム上で要件全体をまとめ、それらを満たします。
仮想マシンは、動作する32ビットおよび64ビットプロセッサもサポートしています。
＃7）ゲストアドオンツールとドライバー： 仮想化ソフトウェアは、仮想マシン用のアドオンツールとドライバーのセットをプロビジョニングします。これにより、処理速度が向上し、ネットワークシステムおよびマシン内部のネットワーク操作が強化されます。
また、エンターテインメントの世界でゲームや楽しい目的で使用される3D表示ツールも提供します。
デスクトップコンピューターの仮想化
この仮想化プロセスでは、デスクトップ操作全体が集中型サーバーユニット内で実行されます。
デスクトップクライアントは基本的に、LAN接続を介してキーボード、マウス、USBポートなどの近くのデバイスと接続するためのエンドデバイスとして動作するシンクライアントです。
これらのシンクライアントのソフトウェアには、グラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）、クラウドアクセスエージェント、ネイティブWebブラウザー、およびユーティリティの基本的な資産のコレクションが含まれています。デスクトップ仮想化に使用される最も一般的なソフトウェアには、XenAppとXenDesktopが含まれます。
仮想化の例
a）ユーザーフレンドリーなソフトウェアテストおよび開発環境の提供：
ソフトウェア開発のアイデアがあり、それが機能するかどうかをテストしたい場合は、仮想化のプロセスを使用して、ソフトウェアをテストするためのラボと環境を作成できます。
仮想化は、テスト用のクロスプラットフォームユーティリティを開発者に提供し、開発者が選択したコーディング言語を使用してネイティブに作成します。それはアンドロイド、ウィンドウズなどのようなあなたの選択したプラットフォームであなたのソフトウェアをテストすることを提供します。
b）スマートフォンで複数のアプリケーションを同時に実行する：
仮想化の助けを借りて、データが他のサーバーに保存されているため、電話のメモリに負担をかけずに、スマートフォンでリアルタイムの天気予報、1日の歩行距離、コンパスなどの複数のアプリケーションを実行できます。サーバー自体にインストールされているソフトウェアによって実行されます。
ソフトウェアの所有権を保持している組織のみが、ソフトウェアを他のサーバーで実行することを許可しています。したがって、100MBや1GBのようなRAMの容量が小さく、シングルコアプロセッサのみを搭載した携帯電話でも、これらの重いアプリケーションを実行できます。
c）仮想化とクラウドコンピューティング：
仮想化は、クラウドコンピューティングの基本的な構成要素です。
仮想化は、単独の物理ハードウェアシステムから複数のリソースを構築できるようにする概念です。ハイパーバイザーソフトウェアは、物理ハードウェアに直接接続されており、1つのハードウェアユニットを複数の仮想マシンに分割します。
一方、クラウドコンピューティングは、ネットワーク、ストレージインフラストラクチャ、サービス、およびオンデマンドアプリケーションを任意のネットワークのエンドユーザーに提供するために使用される方法と理論の組み合わせです。
したがって、クラウドコンピューティングは、インターネットを介してソフトウェアやデータなどを配信する仮想リソースの郵便配達員であると言えます。
クラウドによって提供されるこれらのインフラストラクチャアプリケーションとサービスは、エンドユーザーがオンデマンドでどこからでも使用できるように、ソフトウェアと管理によってこのように編成された、いくつかの種類の仮想ソースと仮想マシンの組み合わせです。 。
また、動的リソース割り当てサーバーおよびアプリケーションでもサポートされています。したがって、クラウドインフラストラクチャには、エンドカスタマーにサービスを提供するためのいくつかの仮想インフラストラクチャが含まれています。
仮想ハードウェアの概念
仮想CPU
ハイパーバイザーは、各物理CPUユニットを多くの仮想CPUに分割します。仮想コアごとに1つのワークロードを割り当てます。
それをよりよく理解するために、以下の例を考えてみましょう。
物理サーバーには、CPU1とCPU2という名前の2つのプロセッサがあり、それぞれに2つの物理コアがあります。
したがって、2 * 2 = 4の物理コアがあります。
ハイパーバイザーが物理コアごとに5つのvCPUをプロビジョニングする場合、合計5 * 4 = 20のvCPUをマシンに割り当てることができます。
仮想メモリ
システムの物理ハードウェアメモリは、2つ以上の仮想マシンに仮想的に分散できます。ただし、分散メモリのサイズは、ハードウェア全体のメモリサイズを超えることはできません。
使用されているアプリケーションのタイプに応じて、仮想メモリのリソースを追加、変更、および配置して、システム全体のパフォーマンスをより効率的にすることができます。
仮想メモリ割り当てのパラメータは、作成時にVMで構成されます。ただし、ゲストオペレーティングシステムのインストール後に変更することもできます。
次の図は、2つの仮想マシンへの物理メモリの割り当ての例を示しています。
仮想ストレージ
このタイプの仮想化の主な概念は、さまざまな物理ストレージデバイスからの物理的に保存されたデータを、単一のストレージユニットのように見える中央に配置されたデータユニットに結合することです。集中型サーバーは、物理的な場所や物理的なハードウェアに存在できる以上のストレージスペースを提供することはできません。
ただし、1つのセンターにデータをプールすると、より安全になり、危機が発生した場合に簡単に復元できます。サーバーに仮想的に保存されるデータファイルには、VDI、VHDX、VMDKなどの拡張子が付いています。
次の図は、4台の仮想マシンに分割して12TBのデータを仮想的に保存する方法を示しています。
仮想ネットワーク
仮想ネットワークでは、仮想マシンは、vNICと呼ばれる仮想ネットワークインターフェイスカードを使用してサーバーやスイッチなどの物理デバイスと通信します。vNICは、仮想スイッチと仮想的に接続され、さらに通信プロセスを行います。
これらの仮想カードとスイッチはすべて、ハイパーバイザーソフトウェアによって作成されます。
仮想スイッチは、物理カードメディアを介して物理スイッチに接続されます。スイッチまたはサーバーの異なるインターフェースによって実行されるタスクは、2つ以上の仮想マシンに分割でき、それぞれが割り当てられた作業を実行します。
下の図を使用すると、シナリオがより明確になります。
CPU仮想化
これは、Intelおよび他社のCPUのすべての最新バージョンのハードウェア機能であり、ソロプロセッサを複数の個別のCPUとして動作させることができます。したがって、このようにして、CPUパワーをより効率的かつ効果的な方法で使用できます。
結論
このチュートリアルから、インフラストラクチャ管理は組織の管理と円滑な運営にとって非常に重要であることがわかりました。これには、会社のハードウェア部分の管理だけでなく、ポリシー、リソース、データ、エネルギー、および運用のためにビジネスに費やされたお金も含まれます。
仮想化は、さまざまな側面を使用して組織のネットワークシステムの全体的なパフォーマンスを強化する重要なテクノロジの1つです。これにより、時間とエネルギーを節約できます。
また、サービスはより高速に実行され、クラウドコンピューティングに関連する仮想化により、オンデマンドのユーザーアプリケーションをプロビジョニングおよびさまざまに提供できます。