Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích Katedra informatiky, pedagogická fakulta Management virtualizace Management of virtualization Autor: Lukáš Komárek Vedoucí práce: Ing. Václav Novák, Csc. Datum zadání: 19.4.2010 Aktuální datum: 30.1.2011
Abstrakt Tato bakalářská práce se zabývá aktuální problematikou virtualizace a to jak aplikační, tak virtualizace operačních systémů. V mé práci dávám přednost otevřeným řešením, ovšem rozhodně se nechci vyhnout i jiným rozšířeným možnostem virtualizace. Management virtualizace řeším dle možností daného systému (Linux/ KVM Bash/ Scripty, MS/ Hyper-V uživatelské rozhraní apod.) a nejlepším možnostem se budu věnovat více do hloubky. U každého typu virtualizace se zajímám o nastavitelné parametry, vhodnost jednotlivých možností přímo pro konkrétní virtualizované systémy a dopad zvolených možností na funkci systémů, případně programů. Nevyhnu se ani porovnání formátů pro virtuální disky, jejich tvorbě, úpravě, formátování na konkrétní file systém, jaký přečte virtuální operační systém a celkovému zapojení disků do virtuálních systémů. Abstract This work deals question of management of virtualization a applications and a servers. I prefer open solusions, but i accept other posibilites of virtualization. I deal with management of virtualization as the system allows (Linux/ KVM bash/ scripts, MS/ Hyper-V user interface etc.). I will spand more time with better systems. I'm intristed in adjustable parameters, approprietaness solutions for virtualizated systems and impact of selected options to function of system or applications. I will compare formats of virtual disks. I will create and edit virtual disks and i will format disks to file systems for the operating systém and global adding disks to virtual systems.
Zadání Optimalizace virtualizace výpočetního výkonu se stále diskutuje na stránkách odborných časopisů a zejména na internetových stránkách. Podstatně důležitější ale je managing virtualizace. Student představí systémy řízení virtualizace a virtualizaci samu. Zhodnotí vhodnost virtualizačního software napříč operačními systémy. Připraví optimální architekturu virtuálních systémů vhodných pro různé typy škol (počítačové učebny a laboratoře na základních, středních a vysokých školách), jak pro výukové účely, tak pro zabezpečení správy virtuálních systémů. Zadání předpokládá návrh a otestování různého stupně virtualizace, od hardwarové až po aplikační, doplněné o testy navržených technologií. Literatura: Microsoft [online]. Praha : Microsoft, 2010 [cit. 2010-04-19 ]. Virtualizace. Dostupné z http://www.microsoft.com/cze/virtualizace/ CONNECT [online]. 2010 [cit. 2010-04-19]. Kategorie Virtualizace. Dostupné z http://connect.zive.cz/serverovavirtualizace ÚVT MU [online]. 13.4.2010 [cit. 2010-04-19]. Virtualizace. Dostupné z http://ics.muni.cz/zpravodaj/articles/545.html NetWin [online]. 13.4.2010 [cit. 2010-04-19]. Technický seminář: virtualizace desktopů, Citrix XenDesktop. Dostupné z http://www.netwin.cz/seminaregclid=cox8qif0kqecfrird godfxhhra
Východiska práce Ve své práci se zabývám problematikou managementu virtualizace. Počátky virtualizace jsou někdy v šedesátých letech dvacátého století, kdy se firma IBM pokoušela o virtualizaci, ovšem pouze na úrovni na úrovni procesorů. Do roku 1998 bylo pouze několik bezvýznamných pokusů o softwarovou virtualizaci, ale ve zmíněném roce byla založena společnost Vmware, která se začala věnovat softwarové virtualizaci. Během dalších let se začali věnovat další společnosti virtualizaci a vyvíjeli se nové virtualizační nástroje např.: 2003 Xen, 2007 KVM, 2008 MS HyperV. V roce 2005 přicházejí přední výrobci procesorů s virtualizačními technologiemi v procesorech, což velmi pomahá všem virtualizačním nástrojům. Dříve byl virtualizovaný systém (systémy) mnohem pomalejší, než nevirtualizovaný systém na stejném hardwaru. Nyní je situace jiná, pokročilé technologie a nástroje umožňují virtualizovaným systémům skoro stejný výkon, jako je výkon hardwaru. To znamená, že samotná virtualizace už nespotřebuje tolik výkonu. Má práce vychází z odborné literatury, zdroje budou pečlivě uvedeny. Cíle práce V bakalářské práci bych měl ukázat nastavení virtualizace na různých systémech. Postupovat budu u každého typu od začátku, ukážu jak se přesně vytváří konkrétní image disku, jak se nasimuluje virtuální hardware, aby si virtualizovaný systém myslel, že je skutečný, jak se propojí virtualizované systémy na jednom fyzickém stroji a i s počítači mimo něj. Předvedu, jak se udržuje v chodu virtualizovaný systém a jak se případně provádí jeho upgrade, záloha či jeho přesun na jiný fyzický počítač. Samozřejmostí je zavedení celého problému do školního prostředí Zde ukážu, jaké řešení je nejvhodnější pro jaký typ školy nebo učebny.
Metoda práce Dosažení stanovených cílů hodlám splnit studiem odborné literatury, manuálových stránek k jednotlivým řešením a jistě budu čerpat informace i ze zahraničních internetových diskuzí, kde budu hledat řešení problémů s virtualizací či inspiraci k vyřešení bodu/ bodů v některém cíli. Znalosti si hodlám ověřovat nejen z více zdrojů, ale samozřejmě také tím, že provedu praktické zkoušky při zprovozňování virtualizace. Nelze předem přesně určit, podle jakých kritérií budu porovnávat konkrétní architektury, ale kdybych měl nějaké kritérium uvést, byla by to funkčnost. Kritérium funkčnost je dost široké a určitě se do něho vejde mnoho jiných bodů. Virtuální systémy budu dělat na osobním počítači, ke kterému mám několik hard disků, takže nebude problém s ovlivňováním jednoho systému druhým. Stav rozpracovanosti práce Nejdříve jsem se snažil získat informace o dané problematice a pokusil se dostat více do hloubky virtualizace. Když jsem získal znalosti o některém z hypervizorů, okamžitě jsem provedl praktickou zkoušku, zda-li je vše podle mých informací. Jako příklad uvedu instalaci virtuálního systému na architektuře KVM. Instalace byla prováděna na linuxové distribuci Debian s verzí jádra 2.6.32-5-amd64. Nejdříve jsem musel zhotovit image disku, na kterém bude nainstalovaý systém jediný soubor, který bude představovat virtuální disk. To jsem provedl následujícím příkazem: kvm-img create -f qcow2 virtualnidisk.img 15G. Kvm-img je program na práci s virtuálními disky, parametr create programu říká, že bude disk vytvářet, parametr -f určuje formát disku, ten jsem zvolil qcow2, následuje jméno souboru virtualnidisk.img a velikost disku v Gb. Formát qcow jsem zvolil kvůli jeho veliké výhodě oproti ostatním formátům, a tou je vlastnost, že na fyzickém disku zabírá pouze tolik místa, kolik je na virtuálním disku dat. Velikost disku jsem nastavil na 15 Gb kvuli tomu, že na disk nebudu potřebovat nahrávat skoro žádná data, ale ponechal jsem tam případný prostor vždyť na fyzickém disku to místo nezabere. Je možno nastavit velikost virtuálního disku
v jednotkách: Kb, Mb, Gb a Tb. Po přípravě disku následovala instalace. K instalaci už potřebuji mít v pc procesor, který podporuje virtualizaci, v jádře mít KVM, dostatek paměti ram a image instalačního disku systému (stačí i cd). Instalaci jsem proved příkazem: kvm -hda imagedisku.img -cdrom debian503.iso -m 2G. kvm je virtualizační nástroj, -hda určuje, jaký budeme mít první virtuální disk, zde je to virtualnidisk.img, který jsem si před chvilkou připravil, parametrem -cdrom debian503.iso vkládáme do virtuální mechaniky virtuálního počítače instalační disk se systémem. Po spuštění příkazu se otevře okno, ve kterém je instalace systému již shodná s instalací systému na fyzický počítač. Přečtená literatura Z literatury ze zadání jsem pročetl první tři body a to informace na stránkách Microsoftu, connect serverová virtualizace a Techniky virtualizace na UVT MU. Jinak pročítám internetové diskuze a hlavně manuálové stránky k programům.