Выполнение [домашнего задания](https://github.com/netology-code/virt-homeworks/blob/virt-11/05-virt-01-basics/README.md) по теме "5.1. Основы виртуализации". ## Q/A ### Задача 1 > Опишите кратко, как вы поняли: в чем основное отличие полной (аппаратной) виртуализации, паравиртуализации и виртуализации на основе ОС. Главное отличие данных типов вирутализации в том, как именно ОС внутри виртуальной машины взаимодействует с реальным аппаратным комплексом: 1. Полной (аппаратная) виртуализация - это полноценная операционная система, которая имеет непосредственный доступ к "железу". 2. Паравиртуализация реализует взаимодействие через прослойку-гипервизор, которая имеет специальное API для гостевой ОС, но при этом обращается к аппаратной части через ядро хостовой операционной системы. 3. Виртуализации на основе ОС реализует непосредственное взаимодействие гостевой ОС через системные вызовы ядра хостовой операционной системы ### Задача 2 > Выберите один из вариантов использования организации физических серверов, в зависимости от условий использования. > > Организация серверов: > * физические сервера > * паравиртуализация > * виртуализация уровня ОС > > Условия использования: > * Высоконагруженная база данных, чувствительная к отказу > * Различные web-приложения > * Windows системы для использования бухгалтерским отделом > * Системы, выполняющие высокопроизводительные расчеты на GPU > > Опишите, почему вы выбрали к каждому целевому использованию такую организацию. 1. Высоконагруженная база данных, чувствительная к отказу Для данной задачи лучше всего подойдут физические сервера. Это объясняется тем, что любая виртуализация накладывает дополнительные риски на стабильность работы системы. При этом во взаимодействии между гостевой ОС и хостом есть дополнительные расходы, что тоже может быть очень критично в высоконагруженных системах. 2. Различные web-приложения В данном случае лучше всего использовать виртуализацию уровня операционной системы. Это обосновано тем, что по задаче приложения имеют различное назначение (нет уточнений про отказоусточивость, ожидаемую нагрузку, скалируемость и т.п.). При этом они должны запускаться в определённом окружении (желательно одинаковым для каждого приложения), а для безопасности, данные приложения должны быть изолированы. Таким образом вируализация уровня ОС подходит под данную задачу. 3. Windows системы для использования бухгалтерским отделом В данном случае лучше всего будет использовать паравиртуализацию, что обеспечит изолированность систем с минимальной потерей скорости взаимодействия пользователей с системами. 4. Системы, выполняющие высокопроизводительные расчеты на GPU Для данной задачи лучше всего будет использовать физические сервера, так как не все гипервизоры для паравиртуализации имеют поддержку GPU, а некоторые поддерживают GPU только определённых вендоров/моделей. Вирутализация уровня ОС здесь только помешает, так как добавляет дополнительные расходы на взаимодействие виртуальной машины и хоста. ### Задача 3 > Выберите подходящую систему управления виртуализацией для предложенного сценария. Детально опишите ваш выбор. 1. 100 виртуальных машин на базе `Linux` и `Windows`, общие задачи, нет особых требований. Преимущественно `Windows` based инфраструктура, требуется реализация программных балансировщиков нагрузки, репликации данных и автоматизированного механизма создания резервных копий. Для данного сценария наиболее предпочтительно будет использование решение `Microsoft Hyper-V`. Выбор обсловлен следующими факторами: * `Преимущественно Windows based инфраструктура`, а значит лучшим выбором здесь будет решение, которое нативно умеет поддерживать данную ОС. При этом, `Hyper-V` имеет поддержку и [Linux-систем](https://www.windowscentral.com/how-run-linux-distros-windows-10-using-hyper-v). * "Из коробки" имеет поддержку репликации и миграции виртуальных машин, а значит подходит под требование резервного копирования и балансировки нагрузки. * Так как больше нет никаких особых требований, то в этом случае более низкий порог вхождения для инженеров в данную технологию будет плюсом. 2. Требуется наиболее производительное бесплатное open source решение для виртуализации небольшой (20-30 серверов) инфраструктуры на базе Linux и Windows виртуальных машин. В данном сценарии наиболее подходящей технологией является `Xen`: * `Xen` - это open source решение. * Имеет поддержку гостевых ОС как `Linux`, так и `Windows`. Для каждого типа ОС есть свой оптимальный режим виртуализации. Данные режимы можно использовать одновременно на одном хосте. * Имеет высокую производительность. * Каждая виртуальная машина утилизирует только точно выделенные ресурсы без влияния на производительность других соседних виртуальных машин. Подобная проблема есть в `KVM`, поэтому здесь предпочтение отдаётся `Xen`. 3. Необходимо бесплатное, максимально совместимое и производительное решение для виртуализации Windows инфраструктуры. В данном случае стоит использовать `Microsoft Hyper-V Server`: * Является бесплатной операционной системой * Разработан для нативной поддержки виртуальных машин на базе Windows, а значит имеет максимальную совместимость и производительность для текущих потребностей. 4. Необходимо рабочее окружение для тестирования программного продукта на нескольких дистрибутивах `Linux`. Для данного сценария подойдёт `KVM`. Из плюсов этого выбора можно выделить: * Хорошая поддержка `Linux` в качестве гостевых ОС * Близкая к нативной производительность, что полезно для тестирования, так как минимизирует различные накладные расходы на взаимодействие с виртуальной машиной. * Есть возможность построить мониторинг всех виртуальных машин для тестов на хосте, то есть считывать различные метрики приложений из хостовой ОС. * В моём понимании тестирование продукта - это краткосрочный процесс, который предполагает, что виртуальная машина поднимается на короткий срок, и после окончания тестирования удаляется. Исходя из этого понимания, появляется преимущество в виде создания шаблонов виртуальных машин для тестирования в формате ISO-образа, которые могут использоваться как для развёртывания ВМ внутри стенда, так для использования людьми (например, специалистами QA-отдела или разработки). ### Задача 4 > Опишите возможные проблемы и недостатки гетерогенной среды виртуализации (использования нескольких систем управления виртуализацией одновременно) и что необходимо сделать для минимизации этих рисков и проблем. Самая большая проблема гетерогенной среды виртуализации - это высокие расходы на поддержку и управления нескольких систем управления виртуальными машинами одновременно. То есть, для подобного решения необходимо сразу несколько инженеров, которые будут специалистами в своей конкретной области/технологии. Ещё одна проблема, которая может возникнуть - проблемы перемещения данных между виртуальными машинами, работающими в разных гипервизорах. Для минимизации проблем, в общем случае, необходимо стараться максимально стандартизировать подход к виртуализации внутри компании. > Если бы у вас был выбор, то создавали бы вы гетерогенную среду или нет? Мотивируйте ваш ответ примерами. Для выбора решения необходимо на этапе построения всей инфраструктуры решить множество вопросов: * определить, какие решения есть на рынке виртуализаций и сделать некие прогнозы на будущее * сделать анализ рынка вакансий, определить "популярность" решений вирутализации * определить конкретные требования к инфрастуктуре: какие системы/сервисы будут разворачиваться на виртуальных машинах, кто будет пользовать данными системами и т.п. * определить требования к безопасности Только после ответа на данные вопросы можно решить, использовать ли единое решение для построения виртуализации, либо совместить решения.