Альт Виртуализация: обзор операционной системы от Базальт СПО

Виртуализация давно стала одним из ключевых инструментов для оптимизации работы серверов, повышения эффективности использования ресурсов и обеспечения высокой доступности систем. В этом контексте операционная система Альт Виртуализация занимает особое место, предлагая полный набор инструментов для создания и управления виртуальными средами. Сочетание надежности, гибкости настроек и высокой производительности делает ее привлекательным выбором для предприятий и организаций, стремящихся оптимизировать свою информационную инфраструктуру.

Давайте более подробно рассмотрим, что представляет собой ОС Альт Виртуализация, какие преимущества она предоставляет своим пользователям, и какие возможности она открывает для современных бизнес-процессов.

Краткий обзор системы

«Альт Виртуализация» — это операционная система, предназначенная для создания и управления виртуальной информационной инфраструктурой в корпоративной среде. Она может использоваться для переноса с VMware vSphere или VMware vCloud на платформы, независимые от импорта.

Операционная система «Альт Сервер Виртуализации» является многофункциональным дистрибутивом, специально разработанным для серверов с целью создания и управления виртуальной средой. Она представляет собой совокупность интегрированных программных продуктов на базе Linux, предназначенных для непрерывной обработки, хранения и передачи информации.

Дистрибутив обеспечивает единую оптимизированную пакетную базу для работы на различных аппаратных платформах, предоставляя интегрированную операционную систему. Включает в себя средства виртуализации для управления вычислительными ресурсами (ЦПУ и память), сетями и хранилищем данных.

Дистрибутив поддерживает различные процессоры и архитектуры, включая x86_64, AArch64 и ppc64le. Управление виртуализацией доступно через различные интерфейсы, такие как консоль, веб-интерфейс, REST API, а также приложения для мобильных устройств.

Она обладает функционалом для обеспечения безопасности, включая ACL, Role-based доступ, SSO и MFA, а также может интегрироваться с корпоративными IdM-системами. Имеется удобный инсталлятор с несколькими вариантами автоматической установки, а также инструменты для обеспечения отказоустойчивости, высокой доступности и балансировки нагрузки. ОС также поддерживает функции Thin Provisioning, KSM, Memory balooning, NUMA, сегментирование сети, агрегацию сетевых каналов и проброс PCI-устройств.

Управление системой виртуализации доступно через различные интерфейсы, включая командную строку, веб-интерфейс и API. Кроме того, «Альт Сервер Виртуализации» обладает удобным пользовательским интерфейсом для настройки и управления сервером, который можно осуществлять с любого компьютера через веб-браузер.

Для создания защищенного виртуального контура на основе решения, сертифицированного ФСТЭК, необходимо приобрести лицензию для операционной системы «Альт СП» с правом использования виртуализации. Эта лицензия включает все необходимые компоненты для виртуализации, обеспечивая соответствие требованиям безопасности и обеспечивая надежное функционирование виртуального контура.

Важные отличия от конкурентов

ОС Альт Виртуализация выделяется среди конкурентов благодаря своей уникальной комбинации функциональности, производительности и надежности. В отличие от других платформ виртуализации, ОС Альт предлагает интуитивно понятный интерфейс, простую установку и настройку, а также широкий спектр инструментов для управления виртуальными средами.

Российское ПО, сертифицированное ФСТЭК

«Альт Виртуализация» представляет собой полностью российское программное обеспечение, зарегистрированное в Едином реестре российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных под номером 6487. Это гарантирует соответствие требованиям безопасности и правовым нормам Российской Федерации.

Возможность установки в открытом и закрытом контурах

Платформа может быть развернута с одного накопителя, содержащего все необходимые пакеты. Кроме того, предусмотрена возможность установки в изолированном, или закрытом, контуре. Если выбран вариант установки в закрытом контуре, предлагается также установить или настроить сервер синхронизации времени NTP.

Управление гипервизором

Управляющий сервер устанавливается по умолчанию, однако все операции по управлению виртуальными машинами, хранилищами и другими компонентами виртуальной инфраструктуры можно выполнять непосредственно на узле.

PVE включает в себя веб-интерфейс, распределенное хранилище данных конфигурации виртуальных окружений, а также набор утилит для конфигурирования, доступных через командную строку.

Доступно 4 сценария использования

«Альт Сервер Виртуализации» поддерживает несколько сценариев:

• Базовая виртуализация: Создание виртуальной среды с небольшим количеством виртуальных машин с использованием гипервизора KVM, включая управление через интерфейс командной строки virsh или графическое приложение virt-manager.
• Классическая виртуализация с изолированными виртуальными машинами: Предоставление классической виртуализации с изолированными виртуальными машинами и контейнерами на основе проекта PVE. Устанавливается на один или группу серверов и управляется через интерфейс командной строки и веб-интерфейс.
• Облачная виртуализация: Обеспечение облачной виртуализации на уровне предприятия с использованием проекта OpenNebula. Устанавливается на группу серверов, позволяет создавать шаблоны виртуализации и интегрироваться с корпоративными системами аутентификации для создания корпоративного облачного ресурса IaaS.
• Контейнеризация: Включает необходимые компоненты для создания и управления контейнерами, включая оркестратор Kubernetes, среды выполнения Docker, CRI-O и Podman, а также гипервизоры LXC/LXD. Позволяет развернуть среду, аналогичную Openshift, с предоставлением Docker-образа бесплатно при покупке лицензии для ОС «Альт Сервер Виртуализации».

Сфера применения

ОС Альт Виртуализация является мощным инструментом для виртуализации и управления виртуальными средами в различных сферах применения. Своевременная поддержка, широкий набор функций и высокая производительность делают ОС Альт Виртуализацию идеальным выбором для решения различных задач в современной информационной технологии.

Коммерческие предприятия и корпоративная среда

ОС Альт Виртуализация является популярным решением в области виртуализации для различных сценариев использования. Она широко применяется в корпоративной среде для создания виртуальных сред и управления ими. ОС Альт Виртуализация позволяет организовать высокопроизводительные виртуальные инфраструктуры, обеспечивая гибкость, масштабируемость и безопасность.

Облачные сервисы

В сфере облачных вычислений ОС Альт Виртуализация используется для развертывания и управления виртуальными машинами в облачных средах, что позволяет обеспечить высокую доступность и надежность облачных сервисов. Она также подходит для построения платформ виртуализации на базе открытых стандартов для предприятий всех размеров, от небольших офисов до крупных предприятий.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Обзор семейства ОС AltLinux.

Тестирование ПО

ОС Альт Виртуализация также находит применение в тестировании и разработке программного обеспечения, где виртуальные среды позволяют эффективно тестировать и отлаживать приложения в различных конфигурациях и окружениях без необходимости использования физического оборудования.

Функционал

Альт Сервер Виртуализации предоставляет несколько удобных способов управления системой виртуализации: через командную строку, веб-интерфейс и API, что обеспечивает гибкость и доступность для администраторов. Он оснащен интуитивно понятным пользовательским интерфейсом, который позволяет настраивать сервер прямо из веб-браузера, что делает управление удобным и доступным из любой точки сети.

ОС Альт Сервер Виртуализации включает в себя несколько ключевых компонентов для создания и управления виртуализированными средами.

Давайте более подробно рассмотрим доступный функционал этой операционной системы.

Базовый гипервизор

Эта ОС использует два варианта базовых гипервизоров:

1. libvirt: это набор инструментов, предоставляющих единое API для управления множеством различных технологий виртуализации. Он не только управляет виртуальными машинами и контейнерами, но также обеспечивает управление виртуальными сетями и хранением образов. Для управления из консоли разработан набор утилит, таких как virt-install, virt-clone, virsh, а для управления из графической оболочки предоставлено приложение virt-manager. Всякий виртуальный ресурс, необходимый для создания виртуальной машины, представлен в виде объекта в libvirt, а сама виртуальная машина называется доменом и описывается в XML-файле.
2. QEMU-KVM: KVM — гипервизор, работающий в качестве модуля на ОС Linux и предназначенный для запуска виртуальных машин. Он обеспечивает разделение физического железа хоста и виртуальных операционных систем. Он получает все преимущества ядра Linux, такие как работа с памятью и планирование, что делает его быстрым и эффективным. Однако, для эмуляции ввода-вывода (I/O) KVM использует QEMU (Quick Emulator), который эмулирует различные устройства, такие как сетевые карты, жесткие диски и PCI. Это позволяет KVM запускать виртуальные машины на хосте, даже если его процессор не поддерживает аппаратную виртуализацию, хотя в таких случаях производительность может быть снижена из-за необходимости повторной компиляции исполняемого кода.

Кластер серверов виртуализации

Proxmox Virtual Environment (PVE) — это средство управления виртуальными окружениями, основанное на гипервизоре KVM и системе контейнерной изоляции LXC. Основными компонентами PVE являются физические серверы, на которых работают процессы гипервизора KVM и процессы в контейнерах LXC, хранилища данных для образов установочных дисков и файлов, доступных из контейнеров, а также виртуальные сетевые коммутаторы. PVE включает веб-интерфейс, распределенное хранилище данных конфигурации виртуальных окружений и утилиты конфигурирования для работы в командной строке.

Существуют два основных типа хранилищ данных в PVE:

• Файловые — хранят данные в виде файлов и обеспечивают доступ к полнофункциональной файловой системе, что делает их гибкими и позволяет хранить контент любого типа.
• Блочные — позволяют хранить большие необработанные образы и обычно не поддерживают хранение других файлов.

PVE может управлять различными типами хранилищ, такими как сетевые файловые системы (NFS, CEPH, GlusterFS), локальные системы управления дисковыми томами (LVM, ZFS), удаленные и локальные дисковые тома, а также локальные дисковые каталоги, используя их в качестве бэкенда хранилищ.

Облачная виртуализация уровня предприятия

Для реализации этой функции используется OpenNebula — платформа облачных вычислений, предназначенная для управления разнородными инфраструктурами распределенных центров обработки данных. Она управляет виртуальной инфраструктурой для создания частных, общедоступных и гибридных реализаций инфраструктуры как службы. Облачная архитектура OpenNebula определяется тремя основными элементами: хранилищем данных, сетью и системой виртуализации.

Компоненты OpenNebula:

1. Сервер управления (Front-end): Этот сервер выполняет сервисы OpenNebula и является центральным узлом управления всей инфраструктурой. Он отвечает за управление виртуальными машинами, хранилищем данных и сетью.
2. Серверы с виртуальными машинами: Эти серверы представляют собой физические устройства, на которых запускаются виртуальные машины, созданные и управляемые платформой OpenNebula.
3. Хранилище данных: Здесь содержатся образы виртуальных машин, которые используются для создания новых экземпляров. Хранилище данных играет ключевую роль в масштабировании и управлении данными в инфраструктуре.
4. Физическая сеть: Эта сеть обеспечивает связь между хранилищем данных и серверами с виртуальными машинами, поддерживает VLAN для виртуальных машин и обеспечивает управление сервисами OpenNebula.

Контейнерная виртуализация

Для виртуализации операционная система Альт может использовать Docker, Podman или LXC/LXD. Если требуется построить кластер и управлять контейнерами, можно также использовать Kubernetes.

• Docker — это инновационная платформа для контейнеризации приложений, предоставляющая простой и эффективный способ управления изолированными приложениями. Основанная на технологии контейнеризации, Docker позволяет запускать приложения в изолированной среде, упакованные в специальные контейнеры. Это ускоряет и автоматизирует процесс развертывания, доставки и масштабирования приложений. Docker позволяет управлять приложениями, запускать разные версии программ на одном компьютере и обеспечивает гибкость в развертывании приложений.
• Kubernetes (или K8s) — это мощная система для автоматизации развертывания, масштабирования и управления контейнеризированными приложениями. Она поддерживает различные технологии контейнеризации, включая Docker и Rocket, и обеспечивает надежное и эффективное управление контейнерами на большом количестве хостов. Основные задачи Kubernetes включают развертывание контейнеров, масштабирование и управление ресурсами, а также балансировку нагрузки между различными контейнерами. Утилиты, такие как kubectl, kubelet и kubeadm, облегчают создание и управление кластером Kubernetes, делая его идеальным выбором для развертывания и управления масштабируемыми приложениями в облачной среде.
• Podman — это инструмент с открытым исходным кодом, который предоставляет возможность поиска, сборки, передачи и запуска приложений в контейнерах. Он аналогичен Docker в использовании командной строки, но не требует дополнительного сервиса для работы и может функционировать без прав root. Поддержка работы с контейнерами без прав root открывает новые возможности для пользователей, позволяя им легче и безопаснее работать с контейнеризированными приложениями.
• LXD — это инновационный системный менеджер контейнеров следующего поколения, который предоставляет пользовательский интерфейс, похожий на виртуальные машины, но использующий вместо них контейнеры Linux. Ядро LXD — это привилегированный демон, который обеспечивает REST API для управления контейнерами через командную строку или интерфейс пользователя. Это делает LXD удобным и эффективным инструментом для развертывания и управления контейнерами в различных средах.

ПО для организации хранилища

Операционная система Альт виртуализация использует следующие файловые системы для хранения различных данных:

• Ceph — это распределенная файловая система с открытым исходным кодом, которая обеспечивает высокую доступность и надежность хранения данных. Она легко масштабируется до петабайтных размеров и обеспечивает репликацию данных для предотвращения потери информации. Одной из ключевых особенностей Ceph является его способность восстанавливать утраченные копии данных на других узлах без простоев в работе. Это позволяет обеспечить непрерывную доступность данных даже при выходе из строя узлов или дисков. Ceph идеально подходит для создания масштабируемых хранилищ данных для корпоративных сред и облачных инфраструктур.
• GlusterFS — это сетевая файловая система, которая также обеспечивает высокую доступность и отказоустойчивость данных. Она имеет модульную конструкцию и может масштабироваться до нескольких петабайт, обрабатывая тысячи клиентов. GlusterFS работает на аппаратном оборудовании и предоставляет высокую скорость работы благодаря клиент-серверной архитектуре. Она использует модуль FUSE для монтирования серверных томов на стороне клиента, что делает процесс подключения быстрым и надежным. GlusterFS идеально подходит для организации распределенного хранилища данных с высокой производительностью и низкими затратами.
• NFS (Network File System) — это протокол и система файловой организации, которая позволяет обеспечить общий доступ к файлам и каталогам через сеть. Он поддерживает множество клиентов и обеспечивает высокую скорость передачи данных. NFS обладает отказоустойчивостью и масштабируемостью, что делает его подходящим для использования в корпоративных средах и облачных инфраструктурах. Подключение к NFS ресурсам осуществляется через IP-адрес сервера или DNS-имя, что делает его удобным и гибким в использовании.
• LINSTOR — это инструмент для управления блочными устройствами хранения в крупных кластерах Linux серверов. Он предназначен для обеспечения высокой доступности и отказоустойчивости данных путем репликации блочных устройств. LINSTOR интегрируется с различными платформами, такими как Kubernetes, Docker, OpenStack и другими, что делает его универсальным решением для развертывания хранилищ данных. Он предоставляет широкий спектр функций, включая резервирование и моментальные снимки, что облегчает управление и обеспечивает надежность данных в больших кластерах.

ПО для организации сети

ОС Альт Виртуализация представляет собой мощный инструмент для создания виртуальных сред, способствующих эффективной организации сетевых инфраструктур. Это программное обеспечение обладает широким функционалом, позволяющим создавать и управлять виртуальными машинами, а также настраивать сетевые соединения в виртуальных средах.

Система способа использовать следующие программы для создания, настройки и управления сетями:

• Open vSwitch (OVS) представляет собой программную реализацию коммутатора, которая совместима с протоколом OpenFlow. Он широко используется для управления трафиком в системах виртуализации, таких как OpenStack и oVirt. С помощью OVS можно создавать VLAN, фильтровать трафик на сетевом уровне, агрегировать каналы и ограничивать пропускную способность для конкретных виртуальных машин. Одним из преимуществ OVS является его способность к централизованному управлению сетевой конфигурацией и правилами даже в случае миграции виртуальных машин между физическими узлами.
• HAProxy — серверное программное обеспечение для обеспечения высокой доступности и балансировки нагрузки для TCP- и HTTP-приложений. Оно обеспечивает распределение входящих запросов на несколько обслуживающих серверов, что увеличивает скорость обработки данных и предоставляет ответы на запросы своевременно. HAProxy также осуществляет мониторинг всех серверов в реальном времени и перенаправляет запросы на менее нагруженные серверы для обеспечения высокой производительности.
• Keepalived — это легкое приложение для обеспечения отказоустойчивости сервисов и балансировки нагрузки. Оно реализует набор средств для проверки работоспособности участников кластера и позволяет определить рабочие ноды. С помощью протокола маршрутизации с виртуальным резервированием (VRRP) Keepalived обеспечивает высокую доступность сервисов. Кроме того, Keepalived может выполнять набор хуков для автоматизации процесса при смене состояния участников кластера.

Важно отметить, что HAProxy осуществляет балансировку трафика, направляя его через себя, тогда как keepalived позволяет определить активный узел для прямого обращения. Интересно, что часто keepalived и HAProxy используются в совместной конфигурации.

Средства мониторинга

Эта операционная система поддерживают работу со следующими системами мониторинга серверов:

• Zabbix — это профессиональная система мониторинга, широко используемая администраторами серверов. Она предоставляет возможности мониторинга различных параметров серверов и приложений, а также отправку уведомлений на почту или другие платформы коммуникации. Несмотря на обширные функциональные возможности, Zabbix может быть немного тяжеловесным как для пользователя, так и для сервера. Ядро Zabbix написано на языке C, а веб-интерфейс на PHP. Она поддерживает различные базы данных, такие как MySQL, PostgreSQL, SQLite, Oracle или IBM DB2.
• Telegraf — это агент с открытым исходным кодом, написанный на языке Go, который используется для сбора метрик или данных с системы, на которой он установлен. Он передает собранные метрики в базу данных InfluxDB, предоставляя информацию о состоянии различных систем и приложений.
• Collectd — это сборщик статистики, который регулярно собирает информацию о использовании ресурсов системы каждые 10 секунд. Он работает по принципу push, то есть ожидает, что сервера сами отправят статистику, в отличие от poll/pull метода, где сборщик сам опрашивает устройства. Collectd может собирать статистику для нескольких хостов и отправлять ее на сервер для отрисовки графиков.
• Monit — это легковесная система мониторинга серверов с открытым исходным кодом. Она устанавливается на сервер и отправляет уведомления в случае обнаружения проблем. Monit также способен выполнять определенные действия в ответ на события автономно. У Monit есть собственный HTTP-сервер, который работает с привилегиями root, и может быть использован для централизованного мониторинга нескольких серверов через M/Monit — коммерческую надстройку над Monit.
• Prometheus — это система мониторинга серверов и программ с открытым исходным кодом. Она собирает информацию о состоянии различных серверов и систем, используя язык запросов PromQL. Прометеус хранит данные в базе данных временных рядов и позволяет пользователям создавать графики и получать предупреждения о проблемах.
• Nagios Remote Plugin Executor (NRPE) — это плагин для системы мониторинга Nagios, который позволяет отслеживать локальные ресурсы и службы на удаленных машинах Linux/Unix. NRPE дополняет функциональность Nagios, позволяя проверять загрузку процессора, использование памяти, пользователей онлайн и другие параметры на удаленных серверах, а также отправлять уведомления в случае обнаружения проблем.

Преимущества

Одним из ключевых преимуществ ОС Альт Виртуализация является её способность обеспечивать высокую степень отказоустойчивости и надежности виртуальных сред. Благодаря этому программному обеспечению возможно создание и управление виртуальными машинами с минимальными рисками потери данных или простоев в работе. Давайте рассмотрим все главные преимущества это операционной системы.

Создание виртуальной инфраструктуры любого масштаба

Платформа позволяет создавать виртуальные инфраструктуры различного масштаба, включая корпоративные среды, и предлагает 4 сценария исполнения для этого. Это обеспечивает гибкость и адаптивность к потребностям различных организаций.

Удобный инсталлятор с несколькими сценариями автоматической установки

Инсталлятор «Альт Виртуализации» предлагает несколько сценариев автоматической установки, что делает процесс установки удобным и гибким. Пользователи могут выбрать наиболее подходящий сценарий в зависимости от своих потребностей.

Поддержка различных типов виртуализации

Платформа «Альт Виртуализация» позволяет создавать различные типы виртуализации, включая виртуализацию операционных систем, программного обеспечения, инфраструктуры, систем хранения данных и сети. Это обеспечивает гибкость и возможность адаптации к различным задачам и требованиям.

Встроенные механизмы и инструменты для управления контейнерами

Дистрибутив включает все необходимые механизмы и инструменты для создания, хранения, распределения и управления контейнерами. Это делает процесс управления виртуализированными окружениями более эффективным и удобным.

Содержит службы и компоненты для миграции на импортозамещающее ПО

В контексте современных вызовов и требований к безопасности данных, а также стратегий импортозамещения, ОС Альт Виртуализация представляет собой важный инструмент для организаций, которые стремятся минимизировать свою зависимость от иностранного программного обеспечения.

Эта операционная система обеспечивает высокую степень контроля над инфраструктурой и данными, а также предоставляет набор служб и компонентов, способных обеспечить эффективную миграцию на отечественное или импортозамещающее программное обеспечение.

Гибкие средства управления

Управление системой виртуализации «Альт Виртуализация» возможно через командный интерфейс, веб-интерфейс или с использованием API. Это обеспечивает удобство и гибкость в выборе способа управления в зависимости от потребностей пользователя.

Интеграция с корпоративными IdM-системами

Платформа поддерживает интеграцию с корпоративными системами управления идентификацией и доступом (IdM), что обеспечивает единый контроль доступа и аутентификации в виртуализированных средах.

Недостатки

Несмотря на множество преимуществ, ОС Альт Виртуализация также имеет свои недостатки.

Ограничения в создании и миграции кластеров

Недостатком является невозможность создания нескольких кластеров в одной системе, что ограничивает гибкость в управлении ресурсами. Кроме того, отсутствует возможность миграции между кластерами, что усложняет процессы масштабирования и управления.

Функциональные ограничения

Встречаются некоторые шероховатости в функциональности платформы, включая отсутствие встроенного балансировщика нагрузки. Для полноценной работы с сетью требуется использование Open vSwitch (OVS), что может создать дополнительные сложности в конфигурации и управлении сетевыми ресурсами.

Отсутствие проверки настроек

Еще одним недостатком является отсутствие проверки задаваемых настроек, что означает, что платформа допускает задание любой конфигурации, даже если она не работоспособна или приведет к нежелательным последствиям. Это требует более внимательного и аккуратного подхода к настройке и управлению платформой.

Заключение

В заключении статьи о ОС Альт Виртуализация можно подчеркнуть, что это мощное и гибкое программное обеспечение, которое предоставляет широкий спектр возможностей для создания и управления виртуальными средами. Сочетание надежности, производительности и удобства использования делает ее привлекательным выбором для организаций любого размера и направления.

Несмотря на некоторые недостатки, ОС Альт Виртуализация обладает высокой степенью функциональности и является конкурентоспособным решением на рынке виртуализации. В целом, это надежное решение, способное эффективно удовлетворить потребности в виртуализации и обеспечить стабильную работу информационной инфраструктуры компании.