O que é virtualização?
Virtualização é a tecnologia que você pode usar para criar representações virtuais de servidores, armazenamento, redes e outras máquinas físicas. O software virtual imita as funções do hardware físico para executar várias máquinas virtuais simultaneamente em uma única máquina física. As empresas usam a virtualização para usar seus recursos de hardware com eficiência e obter maiores retornos de seus investimentos. Ele também potencializa os serviços de computação em nuvem que ajudam as organizações a gerenciar a infraestrutura com mais eficiência.
Por que a virtualização é importante?
Ao usar a virtualização, você pode interagir com qualquer recurso de hardware com maior flexibilidade. Os servidores físicos consomem eletricidade, ocupam espaço de armazenamento e precisam de manutenção. Muitas vezes, você fica limitado pela proximidade física e pelo design da rede se quiser acessá-los. A virtualização remove todas essas limitações ao abstrair a funcionalidade do hardware físico no software. Você pode gerenciar, manter e usar sua infraestrutura de hardware como uma aplicação na Web.
Exemplo de virtualização
Considere uma empresa que precisa de servidores para três funções:
- Armazenar o e-mail comercial com segurança
- Executar uma aplicação voltada para o cliente
- Executar aplicações de negócios internas
Cada uma dessas funções tem diferentes requisitos de configuração:
- A aplicação de e-mail requer mais capacidade de armazenamento e um sistema operacional Windows.
- A aplicação voltada para o cliente requer um sistema operacional Linux e alto poder de processamento para lidar com grandes volumes de tráfego do site.
- A aplicação de negócios interna requer iOS e mais memória interna (RAM).
Para atender a esses requisitos, a empresa configura três servidores físicos dedicados diferentes para cada aplicação. A empresa deve fazer um alto investimento inicial e realizar manutenções e atualizações contínuas em uma máquina por vez. A empresa também não consegue otimizar sua capacidade de computação. Ela paga 100% dos custos de manutenção dos servidores, mas usa apenas uma fração de suas capacidades de armazenamento e processamento.
Uso eficiente de hardware
Com a virtualização, a empresa cria três servidores digitais, ou máquinas virtuais, em um único servidor físico. Ela especifica os requisitos do sistema operacional para as máquinas virtuais e pode usá-las como os servidores físicos. No entanto, a empresa agora tem menos hardware e menos despesas relacionadas.
Infraestrutura como serviço
A empresa pode dar um passo adiante e usar uma instância em nuvem ou máquina virtual de um provedor de computação em nuvem como a AWS. A AWS gerencia todo o hardware subjacente e a empresa pode solicitar recursos de servidor com configurações variadas. Todas as aplicações são executadas nesses servidores virtuais sem que os usuários percebam qualquer diferença. O gerenciamento de servidores também se torna mais fácil para a equipe de TI da empresa.
O que é virtualização?
Para entender adequadamente a máquina virtual baseada em kernel (KVM), primeiro você precisa entender alguns conceitos básicos de virtualização. A virtualização é um processo que permite que um computador compartilhe seus recursos de hardware com vários ambientes separados digitalmente. Cada ambiente virtualizado é executado dentro dos recursos alocados, como memória, capacidade de processamento e armazenamento. Com a virtualização, as organizações podem alternar entre diferentes sistemas operacionais no mesmo servidor sem precisar reinicializar.
Máquinas virtuais e hipervisores são dois conceitos importantes na virtualização.
Máquina virtual
Uma máquina virtual é um computador definido por software executado em um computador físico com um sistema operacional e recursos de computação separados. O computador físico é chamado de máquina host e as máquinas virtuais são máquinas convidadas. Várias máquinas virtuais podem ser executadas em uma única máquina física. As máquinas virtuais são abstraídas do hardware do computador por um hipervisor.
Hipervisor
O hipervisor é um componente de software que gerencia várias máquinas virtuais em um computador. Ele garante que cada máquina virtual receba os recursos alocados e não interfira na operação de outras máquinas virtuais. Existem dois tipos de hipervisores.
Hipervisor tipo 1
Um hipervisor tipo 1, ou hipervisor bare-metal, é um programa hipervisor instalado diretamente no hardware do computador em vez de no sistema operacional. Portanto, os hipervisores do tipo 1 têm melhor desempenho e são comumente usados por aplicações corporativas. O KVM usa o hipervisor tipo 1 para hospedar várias máquinas virtuais no sistema operacional Linux.
Hipervisor tipo 2
Também conhecido como hipervisor hospedado, o hipervisor tipo 2 é instalado em um sistema operacional. Os hipervisores do tipo 2 são adequados para a computação do usuário final.
Quais são os benefícios da virtualização?
A virtualização oferece vários benefícios para qualquer organização:
Uso eficiente de recursos
A virtualização melhora os recursos de hardware usados em seu datacenter. Por exemplo, em vez de executar um servidor em um sistema de computador, você pode criar um grupo de servidores virtuais no mesmo sistema de computador usando e retornando servidores ao grupo conforme necessário. Ter menos servidores físicos subjacentes libera espaço em seu datacenter e economiza dinheiro em eletricidade, geradores e dispositivos de refrigeração.
Gerenciamento automatizado de TI
Agora que os computadores físicos são virtuais, você pode gerenciá-los usando ferramentas de software. Os administradores criam programas de implantação e configuração para definir modelos de máquina virtual. Você pode duplicar sua infraestrutura de forma repetida e consistente e evitar configurações manuais propensas a erros.
Recuperação de desastres mais rápida
Quando eventos como desastres naturais ou ataques cibernéticos afetam negativamente as operações de negócios, recuperar o acesso à infraestrutura de TI e substituir ou consertar um servidor físico pode levar horas ou até dias. Por outro lado, esse processo leva minutos em ambientes virtualizados. Essa resposta imediata melhora significativamente a resiliência e facilita a continuidade de negócios para que as operações possam continuar conforme programado.
Como funciona a virtualização?
A virtualização usa um software especializado, chamado hipervisor, para criar várias instâncias em nuvem ou máquinas virtuais em um computador físico.
Instâncias em nuvem ou máquinas virtuais
Depois de instalar o software de virtualização em seu computador, você pode criar uma ou mais máquinas virtuais. É possível acessar as máquinas virtuais da mesma forma que acessa outras aplicações em seu computador. Seu computador é chamado de host e a máquina virtual é chamada de convidado. Vários convidados podem ser executados no host. Cada convidado tem seu próprio sistema operacional, que pode ser igual ou diferente do sistema operacional do host.
Do ponto de vista do usuário, a máquina virtual funciona como um servidor típico. Ela tem definições, configurações e aplicações instaladas. Recursos de computação, como unidades de processamento central (CPUs), memória de acesso aleatório (RAM) e armazenamento aparecem da mesma forma que em um servidor físico. Você também pode configurar e atualizar os sistemas operacionais convidados e as aplicações conforme necessário sem afetar o sistema operacional do host.
Hipervisores
Um hipervisor é o software de virtualização que você instala em sua máquina física. É uma camada de software que atua como intermediária entre as máquinas virtuais e o hardware subjacente ou sistema operacional do host. O hipervisor coordena o acesso ao ambiente físico para que várias máquinas virtuais tenham acesso à sua própria parcela de recursos físicos.
Por exemplo, se a máquina virtual requer recursos de computação, como poder de processamento do computador, a solicitação vai primeiro para o hipervisor. O hipervisor então passa a solicitação para o hardware subjacente, que executa a tarefa.
Veja seguir os dois principais tipos de hipervisores.
Hipervisores tipo 1
Um hipervisor tipo 1, também chamado hipervisor bare-metal, é executado diretamente no hardware do computador. Ele tem alguns recursos do sistema operacional e é altamente eficiente porque interage diretamente com os recursos físicos.
Hipervisores tipo 2
Um hipervisor tipo 2 é executado como uma aplicação em hardware de computador com um sistema operacional existente. Use esse tipo de hipervisor ao executar vários sistemas operacionais em uma única máquina.
Quais são os diferentes tipos de virtualização?
Você pode usar a tecnologia de virtualização para obter as funções de diversos tipos de infraestrutura física e todos os benefícios de um ambiente virtualizado. Você pode ir além das máquinas virtuais para criar uma coleção de recursos virtuais em seu ambiente virtual.
Virtualização de servidores
A virtualização de servidores é um processo que particiona um servidor físico em vários servidores virtuais. É uma maneira eficiente e econômica de usar recursos de servidor e implantar serviços de TI em uma organização. Sem a virtualização de servidores, os servidores físicos usam apenas uma pequena quantidade de suas capacidades de processamento, o que deixa os dispositivos ociosos.
Virtualização de armazenamento
A virtualização de armazenamento combina as funções de dispositivos de armazenamento físico, como Network Attached Storage (NAS – Armazenamento conectado à rede) e Storage Area Network (SAN – Rede de área de armazenamento). Você pode agrupar o hardware de armazenamento em seu datacenter, mesmo que seja de fornecedores diferentes ou de tipos diferentes. A virtualização de armazenamento usa todo o armazenamento de dados físicos e cria uma grande unidade de armazenamento virtual que você pode atribuir e controlar usando software de gerenciamento. Os administradores de TI podem otimizar as atividades de armazenamento, como arquivamento, backup e recuperação, pois podem combinar vários dispositivos de armazenamento de rede virtualmente em um único dispositivo de armazenamento.
Virtualização de rede
Todas as redes de computadores têm elementos de hardware como switches, roteadores e firewalls. Uma organização com escritórios em várias localizações geográficas pode ter várias tecnologias de rede diferentes trabalhando juntas para criar a rede corporativa. A virtualização de rede é um processo que combina todos esses recursos de rede para centralizar as tarefas administrativas. Os administradores podem ajustar e controlar esses elementos virtualmente sem tocar nos componentes físicos, o que simplifica muito o gerenciamento da rede.
Veja a seguir duas abordagens para a virtualização de rede.
Rede definida por software
Uma Software-Defined Networking (SDN – Rede definida por software) controla o roteamento de tráfego assumindo o gerenciamento de roteamento do roteamento de dados no ambiente físico. Por exemplo, você pode programar seu sistema para priorizar o tráfego de chamadas de vídeo sobre o tráfego de aplicações para garantir uma qualidade de chamada consistente em todas as reuniões online.
Virtualização de funções de rede
A tecnologia de virtualização de funções de rede combina as funções de dispositivos de rede, como firewalls, balanceadores de carga e analisadores de tráfego, que trabalham juntos para melhorar a performance da rede.
Virtualização
As organizações modernas coletam dados de várias fontes e os armazenam em diferentes formatos. Elas também podem armazenar dados em locais diferentes, como em uma infraestrutura de nuvem e em um datacenter on-premises. A virtualização de dados cria uma camada de software entre esses dados e as aplicações que precisam deles. As ferramentas de virtualização de dados processam a solicitação de dados de uma aplicação e retornam os resultados em um formato adequado. Assim, as organizações usam soluções de virtualização de dados para aumentar a flexibilidade da integração de dados e dar suporte à análise de dados multifuncional.
Virtualização de aplicações
A virtualização de aplicações extrai as funções das aplicações para serem executadas em sistemas operacionais diferentes daqueles em que foram projetadas para serem executadas. Por exemplo, os usuários podem executar uma aplicação do Microsoft Windows em uma máquina Linux sem alterar a configuração da máquina. Para obter a virtualização aplicações, siga estas práticas:
- Transmissão de aplicações: os usuários transmitem a aplicação de um servidor remoto, para que ela seja executada apenas no dispositivo do usuário final quando necessário.
- Virtualização de aplicações baseada em servidor: os usuários podem acessar a aplicação remota de seu navegador ou interface do cliente sem instalá-la.
- Virtualização de aplicações locais: o código da aplicação é fornecido com seu próprio ambiente para ser executado em todos os sistemas operacionais sem alterações.
Virtualização de desktops
A maioria das organizações tem funcionários não técnicos que usam sistemas operacionais de desktop para executar aplicações de negócios comuns. Por exemplo, você pode ter as seguintes equipes:
- Uma equipe de atendimento ao cliente que requer um computador desktop com Windows 10 e software de gerenciamento de relacionamento com o cliente
- Uma equipe de marketing que requer o Windows Vista para aplicações de vendas
Você pode usar a virtualização de desktops para executar esses diferentes sistemas operacionais de desktops em máquinas virtuais que suas equipes podem acessar remotamente. Esse tipo de virtualização torna o gerenciamento de desktops eficiente e seguro, economizando dinheiro em hardware de desktop. Veja a seguir os tipos de virtualização de desktops.
Infraestrutura de desktop virtual
A Infraestrutura de desktop virtual executa desktops virtuais em um servidor remoto. Seus usuários podem acessá-los usando dispositivos cliente.
Virtualização de desktops locais
Na virtualização de desktops locais, você executa o hipervisor em um computador local e cria um computador virtual com um sistema operacional diferente. Você pode alternar entre seu ambiente local e virtual da mesma forma que pode alternar entre aplicações.
Como a virtualização é diferente da computação em nuvem?
A computação em nuvem é a entrega de recursos de computação sob demanda por meio da Internet com preço conforme o uso. Em vez de comprar, possuir e manter datacenters físicos, você pode acessar serviços de tecnologia como capacidade de computação, armazenamento e bancos de dados conforme necessário a partir de um provedor de nuvem.
A tecnologia de virtualização viabiliza a computação em nuvem. Os provedores de nuvem configuram e mantêm seus próprios datacenters. Eles criam diferentes ambientes virtuais que usam os recursos de hardware subjacentes. Você pode então programar seu sistema para acessar esses recursos de nuvem usando APIs. Suas necessidades de infraestrutura podem ser atendidas como um serviço totalmente gerenciado.
Como a virtualização de servidor é diferente da conteinerização?
A conteinerização é uma maneira de implantar o código da aplicação para ser executado em qualquer ambiente físico ou virtual sem alterações. Os desenvolvedores criam um pacote do código da aplicação com bibliotecas relacionadas, arquivos de configuração e outras dependências de que o código precisa para ser executado. Este pacote único do software, chamado de contêiner, pode ser executado de forma independente em qualquer plataforma. A conteinerização é um tipo de virtualização de aplicações.
Você pode pensar na virtualização de servidores como a construção de um caminho para conectar dois lugares. Você precisa recriar um ambiente virtual inteiro e executar sua aplicação nele. Em comparação, a conteinerização é como construir um helicóptero que pode voar para qualquer um desses lugares. Sua aplicação está dentro de um contêiner e pode ser executada em todos os tipos de ambientes físicos ou virtuais.
Como a AWS pode ajudar com a virtualização e a computação em nuvem?
Usando a AWS, você tem diversas formas de criar, implantar e entrar no mercado rapidamente por meio das mais recentes tecnologias. Por exemplo, você pode se beneficiar de qualquer um destes serviços:
- Usar o Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) para exercer controle granular sobre sua infraestrutura. Escolha os processadores, armazenamento e rede que você deseja.
- Usar o AWS Lambda para computação com tecnologia sem servidor para que você possa executar o código sem considerar os servidores.
- Usar o Amazon Lightsail para implementar servidores virtuais, armazenamento, bancos de dados e redes por um preço baixo e previsível.
Comece a usar a virtualização e a computação em nuvem criando uma Conta da AWS hoje.
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