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O que é virtualização? Exemplos de virtualização de rede, dados, aplicativo e armazenamento

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O que é tecnologia de virtualização em gerenciamento de infraestrutura:

Nisso Série de tutoriais de treinamento em redes de A a Z , aprendemos tudo sobre Solução de problemas de rede em nosso tutorial anterior.

Neste tutorial, exploraremos o conceito de gerenciamento de infraestrutura juntamente com a necessidade do processo de virtualização para gerenciar a infraestrutura de forma mais eficiente.

Também enfatiza os diferentes tipos de virtualização, vantagens e outros conceitos relacionados à virtualização com o uso dela no gerenciamento de infraestrutura.

Para profissionais de software , a virtualização é uma ferramenta muito útil que oferece uma plataforma muito adequada para os testadores desenvolverem e testar o software e verificar o impacto no qual estão trabalhando.

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O que é virtualização

O que você aprenderá:

Gerenciamento de infraestrutura na indústria de software

Para uma organização de TI, o gerenciamento da infraestrutura consiste no gerenciamento de todos os seus ativos e recursos importantes, como equipamentos, dados e mão de obra, juntamente com as políticas e processos que eles seguem para garantir o bom funcionamento dos serviços para a construção de uma rede eficiente.

Em termos gerais, o Gerenciamento de infraestrutura inclui vários tipos de gerenciamento, como gerenciamento de software de aplicativo, gerenciamento de banco de dados, gerenciamento de servidor e sistema operacional, gerenciamento de rede e gerenciamento de armazenamento.

Vamos entender isso com a ajuda de um exemplo ao vivo:

Pegamos o exemplo de um aplicativo de software Android para compras online - AMAZON.

Quando navegamos no site de compras online da Amazon. várias páginas que exibem os produtos em diferentes categorias com preços, ofertas e avaliações, etc., estão disponíveis.

Quando solicitamos algum produto e o compramos, todos os detalhes de pagamento e entrega são salvos em um formato que é compreendido pelo software e os mesmos serão exibidos ao usuário final no formato compreendido pelo cliente. Isso é feito pelo processo de gerenciamento de banco de dados.

O tamanho e o conteúdo dos dados exigem uma plataforma onde possam ser armazenados. Isso não pode ser tratado exclusivamente por hardware físico, pois uma grande quantidade de dados deve ser armazenada, portanto, máquinas virtuais conhecidas como servidores são usadas nesses casos. Portanto, o sistema operacional é configurado de acordo com os requisitos das máquinas.

Todas as máquinas virtuais se comunicarão por meio do gerenciamento de rede umas com as outras.

Através do processo de gerenciamento de armazenamento, todos os dados virtuais serão armazenados fisicamente em algum disco rígido ou dispositivo de armazenamento em uma base regular, para que em caso de perda de dados todos os dados possam ser restaurados através de um backup.

Todos esses processos no total serão conhecidos como gerenciamento de infraestrutura.

Necessidade de virtualização no gerenciamento de infraestrutura

Para gerenciar a infraestrutura geral de uma organização como uma empresa de TI cujos ativos são distribuídos em várias regiões do país e no exterior, precisamos de muitos softwares e para gerenciá-los também serão necessários administradores de TI, mão de obra, energia, etc.

Esses requisitos, no total, afetarão o volume de negócios do negócio, aumentando as despesas e levando muito tempo para implementação. Para minimizar o custo do negócio e para otimizar a utilização de tempo e dinheiro, o conceito de virtualização é introduzido.

Em palavras simples, com a ajuda de máquinas virtuais, o espaço que é utilizado para instalar um grande número de servidores físicos pode ser reduzido à metade, o que, por sua vez, economiza a energia gasta na operação e no resfriamento desses servidores.

Substituir servidores físicos por máquinas virtuais economizará os custos envolvidos na aquisição e manutenção da mão de obra. Além disso, a maior vantagem é que é muito fácil e rápido implantar máquinas virtuais para atender às necessidades comerciais urgentes e, como resultado, economizaria tempo e dinheiro.

Portanto, para um funcionamento suave e eficiente do sistema de rede, é benéfico implantar a virtualização.

O que é virtualização?

A formação de recursos de computação virtual como armazenamento, sistema de rede de computadores, sistemas operacionais, etc., é conhecida como virtualização. O bloco de construção básico da virtualização é uma unidade de hardware como um servidor que possui um grupo de recursos.

A virtualização incorpora um recurso físico definido como um servidor que emerge para se comportar como um composto dos recursos virtuais e vice-versa.

A virtualização pode ser:

  • A formação de inúmeros recursos virtuais a partir de um único recurso físico.
  • A formação de um recurso virtual a partir de um ou vários recursos físicos.

Tipos de virtualização

Os diferentes tipos de virtualização incluem:

  • Virtualização de armazenamento
  • Virtualização de rede
  • Virtualização de aplicativos
  • Virtualização de cliente e servidor
  • Virtualização de dados

# 1) Virtualização de armazenamento

Esse tipo de virtualização é mais comumente usado em centros de operação de rede conhecidos como NOC ou data centers de organizações onde há uma grande necessidade de armazenamento de uma grande quantidade de dados. Aqui, ele facilita a criação, exclusão e modificação de dados em diferentes hardwares.

Isso é feito conectando-se várias unidades de hardware na mesma plataforma usando uma conexão de rede como a conexão através da fibra.

Os detalhes foram descritos com a ajuda da figura abaixo.

Virtualização de armazenamento

# 2) Virtualização de rede

Ele é implantado na infraestrutura onde é necessário prever os servidores situados distantes uns dos outros em vários locais da organização. Assim, facilita a construção de redes VLAN e NAT etc.

A figura abaixo descreve como podemos visualizar nossa configuração, adotando o esquema VMware:

Virtualização de rede

# 3) Virtualização de aplicativos

É uma divisão do aplicativo instalado do PC host que o está usando. Do ponto de vista do usuário, o usuário pode acessar o aplicativo como estava usando anteriormente e também pode fazer alterações nele.

Para a virtualização de aplicativos, usaremos a arquitetura baseada em servidor, em que o aplicativo é instalado em um dos servidores centralizados no NOC e o desktop do usuário pode acessá-lo da extremidade remota com apenas direitos restritos.

Para implementar isso, vários softwares, como VMware thin app, Microsoft App-V, etc., são usados.

Virtualização de aplicativos

# 4) Virtualização de cliente e servidor

Nesse tipo de virtualização, os serviços serão executados no servidor gerenciado centralmente, enquanto são executados no cliente que está localizado localmente.

No entanto, a imagem do disco do sistema operacional fará backup e atualizará o sistema em intervalos regulares de tempo para manter o cliente e o servidor sincronizados. Não há necessidade de conexão permanente de rede entre a máquina virtual e o servidor.

A máquina virtual cliente pode operar sem o sistema operacional usando o hipervisor.

# 5) Virtualização de dados

É o processo de combinar dados de vários recursos de dados para construir uma fonte de informação individual, virtual e lógica para que possa ser recuperada e facilmente acessada pelos aplicativos baseados no usuário, painéis, portais, etc., sem conhecer a origem da localização dos dados.

As organizações empresariais adotaram a virtualização de dados em grande escala e atualmente ela é usada principalmente em associação com a tecnologia de computação em nuvem.

O fenômeno da virtualização de dados consiste nos seguintes processos e o software de virtualização deve realizar todas as etapas abaixo:

  • Abstração: Significa abstração de dados de várias fontes e localização e abstração da linguagem da fonte de dados e sua interface de programação.
  • Transformando: Dependendo da necessidade da solução de negócios, integração e transformação dos dados de forma adequada.
  • Federação: Ele executa a operação de reunir o resultado dos dois processos acima de várias fontes.
  • Entrega: O software deve ser capaz de fornecer os dados de acordo com os requisitos do usuário final ou fonte do aplicativo.

Assim, a virtualização de dados reduz as chances de erros de dados no gerenciamento de infraestrutura e também acelera a velocidade de acesso aos dados em um cenário em tempo real.

virtualização de dados

Tipos de hipervisores

Ele também é conhecido como monitor de máquina virtual (VMM) e produz uma plataforma virtual para o PC host para provisionar vários sistemas operacionais de visitantes para executar vários programas nele.

Existem duas classes de hipervisores:

  1. Hipervisor nativo
  2. Hypervisor Hospedado

# 1) Hipervisores nativos

Isso inclui software como o sistema Oracle VM, que flui através do hardware do sistema host para gerenciá-lo e supervisionar a operação do sistema operacional convidado.

O sistema operacional convidado flutuará em um nível acima do hipervisor e cada um deles terá um VMM.

hipervisor nativo

# 2) Hipervisores hospedados

Eles são transmitidos em um sistema operacional típico, assim como o outro software. O sistema operacional convidado é transmitido como um curso de ação no host.

Exemplos: Servidor e estação de trabalho VMware, VirtualBox, KVM e QEMU, etc.

Saiba mais = >> VMWare Vs VirtualBox

hipervisor hospedado

Vantagens da virtualização

A seguir estão listadas as várias vantagens da virtualização:

# 1) Utilização efetiva de hardware : As máquinas virtuais se comportam como hardware, portanto, ao usar a virtualização, o custo e a manutenção necessários para o hardware físico são reduzidos e, assim, fazendo uso adequado do hardware.

# 2) Recuperação de desastres : Em caso de falha de dados no sistema ou qualquer outra falha grave, através do processo de virtualização, é fácil restaurar nossas máquinas virtuais e colocá-las em funcionamento movendo-as para outro sistema de nuvem semelhante.

Além disso, o gerenciamento e a restauração serão mais fáceis com o uso do conceito de virtualização para perda de dados.

# 3) Economize energia : Converter o hardware físico na máquina virtual no centro NOC e na extremidade remota reduzirá o consumo de energia necessária para inicializá-los e continuar funcionando. Assim, a energia geral é economizada.

# 4) Utilização efetiva do espaço no NOC: Suponha que, para operar uma rede, uma organização exija 20 racks de roteadores e 10 racks de switches e 30 PCs. Para implantar todo esse hardware, um grande espaço e recursos equivalentes como mão de obra, energia, AC, etc serão necessários para mantê-lo.

Mas, com o conceito de virtualização, para executar essa rede, apenas menos da metade desse espaço será necessário, economizando espaço, dinheiro e tempo.

# 5) Implementar o servidor facilmente : Durante a execução de uma rede, se de repente um de nossos servidores parecer superutilizado, podemos aumentar muito rapidamente uma imagem de clonagem do servidor e outro servidor que funcionará de acordo com o existente.

Assim, por meio da virtualização, podemos preparar um substituto e fazê-lo funcionar com muita facilidade. Embora se instalarmos fisicamente um servidor, demorará dias ou mesmo uma semana para torná-lo operacional.

# 6) Suporte ao sistema operacional convidado : Diferentes tipos de sistemas operacionais se comportam de maneiras diversas e têm diversos requisitos de hardware. O software de virtualização reunirá todos os requisitos na mesma plataforma e os atenderá.

As máquinas virtuais também oferecem suporte a processadores de 32 e 64 bits para funcionar.

# 7) Ferramentas e drivers complementares para convidados: O software de virtualização provisiona o conjunto de ferramentas e drivers adicionais para as máquinas virtuais. Isso melhora a operação de rede do sistema de rede e também dentro da máquina por meio do aumento da velocidade de processamento.

Ele também fornece uma ferramenta de exibição 3D que é usada para fins de jogos e diversão no mundo do entretenimento.

Virtualizando computadores desktop

Nesse processo de virtualização, a operação geral do desktop ocorrerá em uma unidade de servidor centralizada.

Os clientes desktop são basicamente os clientes finos que se comportam como um dispositivo final para fazer uma conexão com os dispositivos próximos, como teclado, mouse ou portas USB via conexão LAN.

O software desses thin client contém a interface gráfica do usuário (GUI), agentes de acesso à nuvem, um navegador da web nativo e uma coleção de recursos básicos de utilitários. O software mais comum usado para virtualização de desktop inclui XenApp e XenDesktop.

virtualização de desktop

Exemplos de virtualização

a) Fornecimento de um ambiente de teste e desenvolvimento de software amigável:

Suponha que temos uma ideia para desenvolvimento de software e se queremos testar se isso vai funcionar ou não, então usando o processo de virtualização, podemos criar o laboratório e ambiente para testar o software.

A virtualização oferece um utilitário de plataforma cruzada para o desenvolvedor testar e usa a linguagem de escolha do desenvolvedor para a codificação para fabricá-la nativamente. Ele oferece para testar seu software na plataforma de sua escolha, como android, windows etc.

teste de software por meio de virtualização

b) Executando vários aplicativos simultaneamente em smartphones:

Com a ajuda da virtualização, podemos executar vários aplicativos como leituras do tempo em tempo real, o número de quilômetros que caminhamos em um dia, bússola etc. em nossos smartphones sem sobrecarregar a memória do telefone, pois os dados são armazenados em algum outro servidor e os cálculos são feitos pelo software que está instalado no próprio servidor.

Apenas a organização que detém a propriedade do software permite que o software seja executado no servidor de outra pessoa. Portanto, mesmo os telefones celulares com uma pequena capacidade de RAM como 100 MB ou 1 GB apenas com o processador de um único núcleo, serão capazes de executar esses aplicativos pesados.

c) Virtualização e computação em nuvem:

A virtualização é o bloco de construção básico da computação em nuvem.

A virtualização é o conceito que nos permite construir vários recursos a partir de um sistema de hardware físico solo. O software hipervisor é conectado diretamente ao hardware físico e também divide uma unidade de hardware em várias máquinas virtuais.

Por outro lado, a computação em nuvem é a combinação de método e teoria usada para fornecer rede, infraestrutura de armazenamento, serviços e aplicativos sob demanda para o usuário final em qualquer rede.

Assim, podemos dizer que a computação em nuvem é o carteiro de recursos virtuais que entrega software, dados, etc., via Internet.

Esses aplicativos e serviços de infraestrutura que são fornecidos pelas nuvens são uma combinação de vários tipos de fontes virtuais e máquinas virtuais que são organizadas de tal forma pelo software e gerenciamento para que possam ser usados ​​de qualquer lugar sob demanda pelo usuário final .

Também é suportado pelos servidores e aplicativos de alocação dinâmica de recursos. Portanto, a infraestrutura em nuvem contém várias infraestruturas virtuais para entregar os serviços ao cliente final.

Conceito de Hardware Virtual

CPU Virtual

O hipervisor divide cada uma das unidades físicas de CPU em muitas CPUs virtuais. Ele aloca uma carga de trabalho por núcleo virtual.

Para entender melhor, vamos considerar o exemplo abaixo:

Um servidor físico tem dois processadores nomeando CPU1 e CPU2, cada um com dois núcleos físicos.

Portanto, estamos tendo 2 * 2 = 4 núcleos físicos.

Se o hipervisor provisionar 5 vCPUs para cada núcleo físico, então, somando 5 * 4 = 20 vCPUs, podem ser alocados às máquinas.

conceito de hardware virtual

Memória virtual

A memória de hardware físico de um sistema pode ser virtualmente distribuída em duas ou mais máquinas virtuais. Mas o tamanho da memória distribuída não pode exceder o tamanho geral da memória do hardware.

Dependendo do tipo de aplicativo em que está sendo usado, podemos adicionar, alterar e organizar os recursos da memória virtual para tornar o desempenho geral do sistema mais eficiente.

Os parâmetros de alocação de memória virtual são configurados na VM durante sua criação. Mas também pode ser modificado após a instalação do sistema operacional convidado.

A figura a seguir mostra o exemplo de alocação de memória física em duas máquinas virtuais.

memória virual

Armazenamento Virtual

O conceito principal desse tipo de virtualização é combinar os dados armazenados fisicamente dos vários dispositivos de armazenamento físico em uma unidade de dados localizada centralmente, que se parecerá com uma única unidade de armazenamento. O servidor centralizado não pode oferecer mais espaço de armazenamento do que aquele que pode estar presente nos locais físicos e no hardware físico.

Mas agrupar os dados em um centro será mais seguro e pode ser facilmente restaurado em caso de qualquer crise. Os arquivos de dados que são armazenados virtualmente no servidor têm extensões como VDI, VHDX e VMDK etc.

A figura abaixo mostra como os 12 TB de dados são armazenados virtualmente, dividindo-se em quatro máquinas virtuais.

conceito de armazenamento virtual

Rede Virtual

Na rede virtual, as máquinas virtuais se comunicam com os dispositivos físicos como um servidor ou um switch usando a placa de interface de rede virtual conhecida como vNIC que por sua vez é conectada virtualmente a um switch virtual para o processo de comunicação posterior.

Todos esses cartões e switches virtuais são criados pelo software hipervisor.

O switch virtual é conectado ao switch físico por meio do meio de cartão físico. A tarefa realizada por diferentes interfaces do switch ou do servidor pode ser dividida em duas ou mais máquinas virtuais e cada uma delas executará o trabalho que lhes é atribuído.

O cenário ficará mais claro com a ajuda da figura abaixo.

rede virtual

Virtualização de CPU

É o recurso de hardware de todas as versões mais recentes da Intel e de outras CPUs da empresa que permitem que um processador solo se comporte como várias CPUs individuais. Assim, desta forma, a energia da CPU pode ser usada de uma forma mais eficiente e eficaz.

Conclusão

A partir deste tutorial, entendemos que o gerenciamento de infraestrutura é muito importante para o gerenciamento e o bom funcionamento de uma organização. Inclui não apenas o gerenciamento da parte de hardware da empresa, mas também as políticas, recursos, dados, energia e dinheiro gasto no negócio para operações.

A virtualização é uma das principais tecnologias que capacita o desempenho geral do sistema de rede da organização usando seus vários aspectos. Isso economiza tempo e energia.

Além disso, os serviços serão executados com mais rapidez e a virtualização em associação com a computação em nuvem pode fornecer e vários aplicativos de usuário sob demanda.

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