Библиотека

   

Матвєєв І.М.

Куліш О.І.

 

    ВІРТУАЛІЗАЦІЯ ОБЧИСЛЕНЬ І ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ КОРПОРАТИВНОЇ ІТ-ІНФРАСТРУКТУРИ



Анотація. У статті розглядаються економічні аспекти використання технологій віртуалізації в IT-середовищах підприємств.

Ключові слова: віртуалізація, технології віртуалізації, віртуальне середовище, віртуальна машина, ІТ-послуги, ІТ-середовища.

Summary. Іn this article the economic aspects of the use of technologies of virtualization are examined in IT- environments of the enterprises.

Key words: virtualization, technologies of the virtualization, virtual environment, virtual machine, IT-services, IT-environments.

        

        Постановка проблеми.

    

    Для ефективного ведення бізнесу і збереження конкурентоспроможності як малі, так і великі компанії потребують інновацій. Причому впровадження нових технічних рішень може виявитися досить дорогим процесом, зважаючи на складність управління ІТінфраструктурою, що розширюється. Інновації для зростаючого бізнесу, зважаючи на обмежений бюджет, можуть виявитися зовсім недоступними. ІТ-інфраструктура, побудована з розрахунку на вчорашні запити бізнесу, яка не підтримує зростаючі потреби в нових функціях і сервісах, залишається складною і негнучкою, а тому і дорогою. Одним із варіантів рішення цих проблем є перехід до віртуалізації обчислень з використанням центрів обробки даних (ЦОД).

         

        Аналіз останніх досліджень.

     

        Ідея віртуалізації народилася в 1960-х, коли корпорацією IBM була запропонована концепція віртуальних машин на базі IBM 360.

        На сьогодні не існує єдиного погляду на те, що таке віртуалізація, як з наукової, так і з практичної точки зору. А. А. Рибалко визначає віртуалізацію як логічне об’єднання ресурсів з метою отримання переваг над оригінальною конфігурацією [1]. А. В. Богдановим, Е. Н. Станковою і В. В. Мареєвим віртуалізація описується як технологія для розподілу ресурсів комп’ютера на декілька незалежних середовищ [2]. Компанія VMware вважає, що віртуалізація є програмною технологією, що перетворює ІТ-інфраструктуру за допомогою виконання на одному фізичному комп’ютері декількох віртуальних машин і спільного використання його ресурсів, а віртуалізацію визначають як архітектуру і продукти, що відтворюють фізичні пристрої [3].

        У той же час віртуалізація зберігання даних дозволяє об’єднати ресурси декількох систем зберігання в єдиний пул і управляти ними як єдиним фізичним пристроєм. Але окрім фізичних пристроїв, сучасні технології віртуалізації охоплюють і нематеріальні сутності: робоче середовище користувача, зони безпеки та ін [4].

        Таким чином, з проведеного вище аналізу ми можемо визначити, що технології віртуалізації — це програмні, апаратні або програмно-апаратні технології, що дозволяють подати матеріальні і нематеріальні ресурси у вигляді одного або декількох абстрактних ресурсів з різними цілями: розподіли на незалежні середовища, логічного об’єднання, емуляції іншого ресурсу, зручності експлуатації.

            

            Мета дослідження.

    

      Визначити основні тенденції розвитку технологій віртуалізації, зміни в підходах до надання ІТ-послуг на їх базі, для найбільш ефективного використання в ІТ-середовищах.

           

            Виклад основного матеріалу.

    

           На сьогодні віртуалізація — одна з найбільш динамічних галузей інформаційних технологій, що розвиваються. Згідно з дослідженням аналітичного підрозділу Gartner віртуалізація посіла перше місце серед стратегічних технологій у 2009 р. 25 % великих підприємств використовують віртуалізацію, а малі і середні підприємства активно почнуть її використовувати в 2010–2011 роках, а до 2012 року віртуалізація стане найважливішим чинником, що впливає на ІТ-інфраструктуру [5]. Динаміку росту відсотка робочих навантажень, що виконуються у віртуальному середовищі, можна простежити на рис. 1, а кількість інстальованих віртуальних машин зросте з 5,8 мільйона в 2008 р. до 58 мільйонів у 2012 р.

        Окрім росту процентного співвідношення робочих навантажень, виконуваних у віртуальному середовищі, спостерігається також ріст числа віртуальних машин у рамках одного фізичного сервера (рис. 2).

РИСРИС

      

        Таким чином, можна зробити висновок, що добре розвинені й отримали значне поширення технології віртуалізації серверів, віртуалізації представлень і віртуалізації настільних систем з використанням монітора віртуальних машин. За нашим прогнозом, надалі будуть активно розвиватися наступні типи віртуалізації: віртуалізація додатків, віртуалізація зберігання даних, віртуалізація настільних систем, віртуалізація мереж, віртуалізація користувачів.

    Також очевидно, що, зважаючи на поширення технологій віртуалізації, виникає питання управління віртуальними середовищами. Ми вважаємо, що це приведе до істотного розвитку засобів моніторингу, діагностики й управління віртуалізацією і також активно розвиватиметься наступний функціонал засобів віртуалізації: простота використання, управління додатками, висока доступність, оптимізація ресурсів, безперервність надання сервісів, забезпечення роботи мобільних користувачів, відновлення при збої, балансування навантаження.

        

        Постановка задачи.

 

     Таким чином, на підставі проведеного нами дослідження можна зробити висновок, що динаміка розвитку технологій віртуалізації спрямована на забезпечення відповідності моделі «Infrastructure as eService» і надалі — моделі хмарних обчислень.

     Переваги віртуалізації обчислень залежать від характеру діяльності підприємства. Дослідження впливу використання технологій віртуалізації на надання ІТ-послуг показує, що:

1.          Віртуалізація дозволяє на вже наявних площах і устаткуванні розгорнути нові сервіси, таким чином, організація може розгорнути центр управління інфраструктурою без зайвих витрат на придбання і обслуговування серверів. Так, наприклад, ВАТ «Південгідромаш» понизило витрати на підтримку працездатності серверів і існуючої ІТ-інфраструктури за допомогою використання технологій віртуалізації серверів.

2.           Очевидним фактом є те, що постачання і введення в експлуатацію устаткування займає достатньо тривалий термін (до декількох місяців). При використанні технологій віртуалізації введення в експлуатацію робочих ресурсів можна прискорити і відокремити від процесу придбання устаткування, скоротивши таким чином час введення ІТ-послуги в експлуатацію до часу її розгортання. Так, розгорнути для нового сервісу віртуальну машину набагато простіше, швидше й економічніше за придбання нового сервера.

3.    Використання технологій віртуалізації дозволяє мінімізувати несумісність ПЗ з існуючим програмноапаратним середовищем, що дозволяє використовувати стандартизовані робочі середовища, забезпечуючи при цьому роботу всіх необхідних бізнесу застосувань. Крім цього, значно скорочується тестування ПЗ перед розгортанням, а також можливе швидке і мало витратне створення тестових лабораторій, що значно скорочує час на розгортання нових ІТ-послуг. Так, наприклад, російська компанія «Віммбілль-Данн», істотно прискорила розгортання ПЗ, скоротила витрати на тестування і виключила несумісність ПЗ за допомогою впровадження технологій віртуалізації обчислювань [6].

4.              Використання технологій віртуалізації дозволяє значно спростити процедури резервного копіювання і відновлення інформації, оскільки мінімізується об’єм унікальних конфігурацій, а дані зберігаються централізовано.

5.            При використанні технологій віртуалізації можливе створення середовища, в якому при виході частини устаткування з ладу працездатність відновлюється на резервному, а при плановому відключенні устаткування для обслуговування можливе переміщення сервісів на резервне без їх переривання. Так, група компаній «Каспійська енергія» підвищила надійність надання ІТ-послуг за допомогою впровадження віртуалізації обчислювань [7].

6.                У віртуальному середовищі можливий динамічний перерозподіл ресурсів, виділених різним сервісам, без їх зупинки.

7.           Віртуалізація дозволяє розглядати ІТ-інфраструктуру як набір логічних шарів, а не як набір фізичного устаткування, що значно скорочує час на усунення проблем і спрощує управління середовищем.

8.             Віртуалізація дозволяє створити ізольовані віртуальні мережі в рамках однієї фізичної локальної мережі, що істотно підвищує безпеку даних.

9.          У віртуальному середовищі можлива відмова від класичних робочих місць і традиційних способів розгортання застосувань на користь віртуальних, що мінімізує витрати на обслуговування комп’ютерного парку. Так, Київський державний торговельно-економічний університет за допомогою впровадження віртуальних робочих місць понизив енергоспоживання, підвищив відмовостійкість робочих місць і серверів, скоротив позапланові простої, збалансував навантаження, а також підвищив масштабованість і керованість ІТ-середовища.

10.         При повномасштабному використанні віртуалізації в крупних компаніях (більше 25 % інфраструктури перенесено у віртуальне середовище, використовується віртуалізація серверів і, як мінімум, віртуалізація зберігання даних, а також інструменти управління, автоматизації і балансування навантаження):

        При використанні віртуалізації вартість виділеного сервера для кінцевого користувача скорочується від двох до п’яти разів. Це показано в таблиці 1. На ціноутворення багато в чому впливає конфігурація сервера, а також термін його експлуатації користувачем і об’єм вхід/вихід трафіку. Обчислювальні потужності віртуальної платформи Amazon EC2 можуть бути надані користувачеві на вимогу, без попереднього резервування, в цьому випадку ціна за годину процесорного часу збільшується. Така політика надання послуг може бути порівнянна з політикою надання послуг хмарної платформи Google App Engine. Порівняння вартості використання даних платформ наведене в таблиці 2. Вартість використання години аналога 8 ядерного процесора в Amazon EC2 складає $0.29 [8]. Але собівартість його у декілька разів менша – від $0.04 до $0.08 [9]. Використання віртуалізації зменшує витрати на енергоспоживання на 80 % [10].

РИС

РИС

            

    Технології віртуалізації набули значного поширення як у всьому світі, так і в Україні (табл. 3).

РИС

        Висновки.

     Підбиваючи підсумки дослідження, можна дійти висновку, що при використанні технологій віртуалізації забезпечується динамічне і безперервне надання ІТ-послуг відповідно до потреб бізнесу, підтримується висока доступність і безпека даних, а також надається доступ до корпоративних ресурсів мобільних користувачів і співробітників філій. При цьому найповніше використовуються ресурси, а самі ІТ-середовища стають гнучкими, централізованими, масштабованими і незалежними від обладнання.

        

        Список літератури


1. Рыбалко А. А. Виртуализация как основа систем компьютерной безопасности нового поколения / А. А. Рыбалко // Вестник МАИ. — 2009.— Т. 16. — № 2. — С. 31–39.

2.  Богданов А. В. Виртуализация. Новые возможности известной технологии / А. В. Богданов, Е. Н. Станкова, В. В. Мареев // Информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» [Электронный ресурс].

3. Tulloch, Mitch. Understanding Microsoft Virtualization Solutions : From Desktop to the Datacenter. Second edition. // Redmond : Microsoft Press, 2010. — 466 p.

4. Bittman, Tom. Virtualization With VMware or HyperV : What You Need To Know // Gartner Inc.[Electronic source] November 2009.

5. Виртуализация приложений Microsoft AppV обеспечила компании «Вимм-Билль-Данн» конкурентные преимущества и позволила снизить затраты на подготовку и установку ПО. Примеры внедрения Microsoft [Электронный ресурс]. — 2010 г. — Июнь.

6.   «Каспийская энергия» расширила применение терминального доступа и сократила расходы на ИТ с помощью технологии Microsoft Remote Desktop Services. Примеры внедрения Microsoft [Электронный ресурс]

7.    Amazon EC2 [Electronic source].

8.    Creeger M. CTO Roundtable on Virtualization / M. Creeger // Communications of the ACM. — November 2008. — vol. 51. — no. 11.

9.     Google App Engine [Electronic source].

10. Reduce Energy Costs and Go Green. VMware [Electronic source].

Библиотека