Uroš Mesojedec: Virtualno zelo zares

Virtualizacija sistemov ponuja toliko prednosti, da je ne more prezreti nihče več. Ne prinaša pa revolucije le v svetu programske opreme, napredek na področju strojne opreme, še posebej pa na ravni celotnih sistemov, je še korenitejši in še bolj daljnosežen.

Virtualizacija je vroča kot še nikoli. Microsoft je po nakupu virtualizacijske tehnologije "prejšnje generacije" iz podjetja Connectix zdaj napovedal pravi, neposredno na železnini izvajajoči se hipervizor, Hyper-V, skoraj hkrati je svojo podporo hipervizorski virtualizaciji napovedal Sun s svojim xVM, tudi Red Hat ima virtualizacijo v svojem najnovejšem Enteprise Linuxu, še Larry Ellison je moral ostati v trendu in se je priključil karavani s svojo mutacijo kode Xen Source, poimenovano Oracle VM. Tudi v Redmondu so svoj Hyper-V zasnovali na zelo podobni arhitekturi, kot Xen, s katerim bodo lahko celo prosto izmenjevali vzpostavljene navidezne naprave. Še več, s potezo, ki je za Microsoft zelo neznačilna, so se v tem programskem velikanu celo odločili, da bodo odprli svoj format zapisa virtualnih naprav (VHD) in s tem ustvarili celoten ekosistem med seboj združljivih virtualizacijskih rešitev. Seveda lahko s popolno zanesljivostjo uganemo, kaj se bo s tem odprtim standardom zgodilo v trenutku, ko (če) Microsoft doseže zaželeni tržni delež. Vse skupaj zaenkrat še dokaj vzvišeno opazuje nesporni kralj virtualizacije, VMWare, ki ga Wall Street nagrajuje skoraj kakor Google, po tržni kapitalizaciji je namreč že dohitel svojega večinskega lastnika, EMC, in s tem celo take velikane, kot je npr. Dell. No, po zadnjih konkurenčnih napovedih mu je cena že upadla na nekoliko bolj realna tla, a so povrnili del cene delnice s prenovo strežniške ponudbe, ki jo v manj zmogljivi različici še naprej ponujajo brezplačno. Cenovno vojno je seveda povzročil Microsoft, po nakupu tehnologij Virtual PC in Virtual Server, a jo bo očitno nadaljeval tudi s svežim hipervizorjem, tega naj bi ponujal za nenavadnih 28 dolarjev. Lahko si mislimo, da bi ga Ballmer in njegova družba najraje delila zastonj, toda s tem bi si verjetno nakopali novo protimonopolno tožbo. Še ena ponazoritev trenutnega navdušenja nad virtualizacijo, tokrat iz strojnega tabora. Intel je ob nedavni predstavitvi inovativne 45 nm tehnologije izdelave mikroprocesorjev kot poglavitno prednost navedel ravno občutno hitrejši preklop med izvodi navideznih naprav!

Poudarjanje "preklopnih" značilnosti procesorja zveni zelo znano. Kot je bila v časih prvih 32-bitnih procesorjev pomembna značilnost preklop med procesi (context switch), postaja danes, recimo v 64-bitnem svetu, merilo zmogljivosti preklop med navideznimi napravami (VM switch). Skoraj ni več dvoma, da bo, kot je bil nekoč navidezni pomnilnik, izveden na samem čipu, temelj za resno večopravilnost, zdaj navidezni sistem (hipervizor) v sami "železnini" temelj za novo večopravilnost: sočasno izvajanje več namenskih programskih naprav. Zakaj pa se nenadoma prav vsem tako zelo mudi v ta prostor? Programske naprave končno postavljajo operacijski sistem znova nazaj tja, kjer mu je mesto - v nemoteč servis programom, ne pa odločujoč dejavnik pri izbiri vseh pritiklin, od miške in tiskalnika do večpredstavnega predvajalnika in spletnega brskalnika. Operacijski sistem in vse zmogljive programske podlage bodo preprosto morale sprejeti virtualizacijo z obeh plati: biti dober gostitelj in biti dober gost. Vse to so seveda (spet) zakuhali odprtokodni operacijski sistemi, ki so jih prvi ponudniki, kot že omenjeni VMWare, lahko z lahkoto prilagajali sicer virtualizaciji precej nenaklonjenim razmeram sveta x86. Ta je bil, kot pri večini stvari, zelo neprijazen do virtualizacije. In vendar je VMWaru na temelju raziskovalnega projekta na kalifornijski univerzi Stanford s številnimi, pozneje tudi patentiranimi zvijačami, uspelo razviti pravi hipervizor (ESX), gostitelj za virtualizacijo, ki se izvaja brez posebnega operacijskega sistema, in z njim narediti izjemen preboj, saj so prednosti virtualizacije v zelo kompleksnem svetu sodobnega IT naravnost očitne. Potem se je usul plaz. Še ena akademska pobuda, tokrat iz angleškega Cambridgea, je rodila Xen Source, odprtokodno virtualizacijsko rešitev, ki jo je danes posvojila skoraj celotna VMWareova konkurenca. Xenova rešitev je sicer najprej zahtevala t. i. paravirtualizacijo, spremembo samega operacijskega sistema, ki je moral strojne klice, ki jih je na x86 zelo težko virtualizirati, spremeniti v klice posebnih programskih gonilnikov, pod nadzorom hipervizorja. Z Linuxom ali družino BSD seveda ni bilo nobenih težav, bližina Microsoftovega razvojnega središča pa je verjetno odločilno vplivala na to, da je Xen postal tarča zanimanja tudi za Microsoft. Kmalu po tem sta tako Intel kot AMD nadgradila strojno podporo virtualizaciji in Xenova posodobljena rešitev je lahko omogočila gostovanje operacijskih sistemov tudi brez kakršnihkoli sprememb v njihovih jedrih (to so npr. uspešno demonstrirali z gostovanjem nespremenjenih Oken XP).

Virtualizacija postavlja še eno stvar nazaj na svoje mesto: ključni igralci bodo spet lahko postali ponudniki strojnih naprav oz. ponudniki celovitih sistemov. Prodor arhitekture x86 in monopol operacijskega sistema je pripeljal do današnjega stanja, ko poleg kupa zelo podobnih ponudnikov standardne arhitekture, ki so si v trdem konkurenčnem boju zbili cene skoraj do roba preživetja, ne ostane dosti prostora za bolj "eksotične" rešitve, kot sta npr. IBMova arhitektura Power in Sunov Sparc. In čeprav bo tudi večina virtualizacijskih rešitev gradila na spet zakrpani arhitekturi x86, postane v virtualiziranem svetu zanesljivost gostujočih naprav nadvse pomembna. V množici strežnikov PC je bil mrk kakega tu pa tam sicer nesreča, vendar se je s tem podrla tipično le ena aplikacija. Če mrkne gostitelj, denimo, 32 navideznih programskih naprav, smo pred katastrofo. V zmogljivem, virtualiziranem podatkovnem središču je še več kritičnih strojnih naprav, kot so omrežno diskovno polje, sistemi za redno izdelavo posnetkov in zaščitnih kopij navideznih naprav, omrežna infrastruktura itn.

Skratka, sodobne programske rešitve, ki so večinoma izdelane v razslojeni arhitekturi, v višjenivojskih jezikih in programerskih ogrodjih, ki niso več vezani na določen operacijski sistem (java, PHP, python, ruby, celo .net ...), bodo omogočale ponudnikom najrazličnejših sistemov, da znova tekmujejo po merilih, ki resnično nekaj pomenijo, kot so: zanesljivost delovanja, stopnja vzporednosti navideznih sistemov, prepustnost vhodno-izhodnih sistemov in podobno.

Operacijski sistem in vse zmogljive programske podlage bodo preprosto morale sprejeti virtualizacijo z obeh plati: biti dober gostitelj in biti dober gost.