Лекція 7: Основи Віртуалізації
Ця лекція повинна надати студентам загальний огляд віртуалізації, різницю між гіпервізорами та контейнерами, а також практичні навички роботи з ними. Також важливо надати можливість студентам задавати питання та обговорювати важливі аспекти віртуалізації в контексті підтримки ІТ.
Лекція 7: Основи Віртуалізації
Частина 1: Вступ до Віртуалізації (30 хвилин)
- Визначення віртуалізації та її важливість у сучасному ІТ.
- Основні концепції віртуалізації: гіпервізори, віртуальні машини (VMs), контейнери.
- Відмінності між гіпервізорами та контейнерами.
Частина 2: Гіпервізори та Віртуальні Машини (40 хвилин)
- Типи гіпервізорів: Тип 1 (безпосереднього доступу до апаратного забезпечення) і Тип 2 (гіпервізори на основі операційних систем).
- Основи налаштування та управління віртуальними машинами.
- Переваги та недоліки використання віртуальних машин.
Частина 3: Контейнери
- Визначення та основні характеристики контейнерів.
- Робота з Docker: створення, запуск та керування контейнерами.
- Переваги використання контейнерів у порівнянні з віртуальними машинами.
Частина 4: Віртуалізація та Підтримка
- Роль віртуалізації в інфраструктурі підтримки ІТ.
- Проблеми та вирішення, пов’язані з віртуалізацією.
Частина 5: Практичні Вправи та Демонстрації
- Демонстрація створення та управління віртуальною машиною (на прикладі вибраного гіпервізора).
- Встановлення Docker та створення контейнера.
- Практичні завдання для студентів: створення віртуальної машини або контейнера, робота з ними.
Частина 6: Питання та Обговорення
- Відкрите обговорення важливих питань та можливостей віртуалізації в ІТ-сфері.
- Відповіді на запитання студентів.
Частина 1: Вступ до Віртуалізації
Визначення віртуалізації та її важливість у сучасному ІТ.
Віртуалізація — це технологічний процес створення віртуальних (логічних) версій фізичних ресурсів, таких як обчислювальні машини, мережі або сховища даних. Ця технологія дозволяє оптимізувати використання ресурсів, підвищувати ефективність роботи інфраструктури та забезпечувати більшу гнучкість.
Основні концепції віртуалізації: гіпервізори, віртуальні машини (VMs), контейнери.
Віртуалізація включає в себе дві основні концепції: гіпервізори і контейнери.
Гіпервізори — це програмне забезпечення або апаратні пристрої, які дозволяють створювати та запускати віртуальні машини (VMs) на одному фізичному сервері. VMs є ізольованими середовищами, які містять власну операційну систему та програмне забезпечення.
Контейнери — це інша форма віртуалізації, де програми та їх залежності виконуються в окремих контейнерах, які використовують спільну операційну систему як хазяїн. Контейнери зазвичай запускаються швидше і використовують менше ресурсів, ніж VMs.
Відмінності між гіпервізорами та контейнерами.
Основною відмінністю між гіпервізорами і контейнерами є рівень ізоляції та використання ресурсів. Гіпервізори забезпечують повну ізоляцію між VMs, але вони вимагають більше ресурсів для кожної VM. У контейнерах ресурси діляться між контейнерами більш ефективно, але ізоляція є меншою.
Частина 2: Гіпервізори та Віртуальні Машини
Типи гіпервізорів: Тип 1 (безпосереднього доступу до апаратного забезпечення) і Тип 2 (гіпервізори на основі операційних систем).
Гіпервізори поділяються на два основних типи:
- Тип 1: Гіпервізори безпосереднього доступу до апаратного забезпечення, які працюють безпосередньо на фізичному сервері. Приклади включають VMware vSphere/ESXi та Microsoft Hyper-V.
- Тип 2: Гіпервізори, які працюють поверх операційної системи і вимагають її наявності. Приклади включають VirtualBox і VMware Workstation.
Основи налаштування та управління віртуальними машинами.
Для налаштування та управління віртуальними машинами потрібно встановити гіпервізор, створити VM, вибрати потрібну операційну систему та надати необхідні ресурси. Після цього можна запускати та управляти VM через консоль адміністратора.
Переваги та недоліки використання віртуальних машин.
Переваги використання віртуальних машин включають:
- Ізоляцію: Кожна VM є ізольованим середовищем, що дозволяє запускати різні операційні системи на одному фізичному сервері.
- Споживання ресурсів: VMs можуть ділитися ресурсами, що дозволяє ефективніше використовувати обчислювальну потужність.
- Зручність керування: VMs можна легко створювати, копіювати, переміщувати та резервувати.
Недоліки включають:
- Витрати ресурсів: гіпервізори вимагають додаткових ресурсів для управління VMs.
- Переваги контейнерів: для деяких завдань контейнери можуть бути більш ефективними за VMs.
Частина 3: Контейнери
Визначення та основні характеристики контейнерів.
Контейнери — це ізольовані середовища, в яких виконуються програми та їх залежності. Вони включають в себе всі необхідні файли та бібліотеки, що дозволяє їм бути переносними і швидше запускатися.
Робота з Docker: створення, запуск та керування контейнерами.
Docker — це популярний інструмент для створення та управління контейнерами. Для створення контейнера потрібно створити Docker-файл, який містить інструкції щодо налаштування середовища, і збудувати контейнер з використанням цього файлу. Потім контейнер може бути запущений і керований через Docker-команди.
Переваги використання контейнерів у порівнянні з віртуальними машинами.
Контейнери мають кілька переваг у порівнянні з віртуальними машинами:
- Швидкість запуску: контейнери запускаються набагато швидше, оскільки вони використовують спільну операційну систему з хазяїном.
- Використання ресурсів: контейнери вимагають менше ресурсів, оскільки вони діляться ядром операційної системи з хазяїном.
- Переносність: контейнери легко переносити між різними системами.
Частина 4: Віртуалізація та Підтримка
Роль віртуалізації в інфраструктурі підтримки ІТ.
Віртуалізація грає важливу роль у сучасних системах підтримки ІТ, оскільки дозволяє зменшити витрати на обладнання, підвищити гнучкість та ефективність роботи інфраструктури.
Проблеми та вирішення, пов’язані з віртуалізацією.
Під час впровадження віртуалізації можуть виникати проблеми, такі як перевантаження сервера, конфлікти ресурсів та проблеми з безпекою. Для їх вирішення потрібно використовувати правильні стратегії та інструменти.
Моніторинг і управління віртуальними ресурсами.
Один з ключових аспектів підтримки віртуалізованого середовища — це здатність моніторити та управляти віртуальними ресурсами. Для цього використовуються інструменти моніторингу та оркестрації, які дозволяють контролювати завантаження, розподілювати ресурси та реагувати на аварійні ситуації.
Безпека віртуалізованих середовищ.
Віртуалізовані середовища вимагають особливої уваги до питань безпеки. Необхідно встановити відповідні політики безпеки, забезпечити регулярні оновлення та моніторити діяльність віртуальних машин та контейнерів для виявлення потенційних загроз.
Розгортання та масштабування віртуальних середовищ.
Важливо мати стратегію розгортання та масштабування віртуальних середовищ, яка відповідає потребам бізнесу. Відповідно до цієї стратегії можна розгортати нові VMs або контейнери, а також збільшувати або зменшувати кількість ресурсів, виділених на віртуальні машини.
Частина 5: Практичні Вправи та Демонстрації
Демонстрація створення та управління віртуальною машиною (на прикладі вибраного гіпервізора).
Під час демонстрації покажемо, як створювати віртуальну машину за допомогою обраного гіпервізора, як налаштовувати її параметри та як управляти нею.
Встановлення Docker та створення контейнера.
Покажемо, як встановити Docker на хазяїнську систему та створити контейнер з використанням Docker-файлу.
Практичні завдання для студентів: створення віртуальної машини або контейнера, робота з ними.
Студентам буде запропоновано завдання, щоб вони могли самостійно створити та управляти віртуальною машиною або контейнером.
Робота з контейнерами за допомогою Docker.
Учасники курсу матимуть можливість більш докладно дослідити Docker. Ми продемонструємо створення Docker-контейнера з використанням Dockerfile, налаштуємо його та запустимо.
Практичні завдання для студентів: розгортання віртуальної машини та контейнера.
Студентам буде надано завдання на розгортання віртуальної машини на базі гіпервізора та створення контейнера з використанням Docker. Вони також зможуть спробувати налаштування і управління цими ресурсами.
Частина 6: Питання та Обговорення
Відкрите обговорення важливих питань та можливостей віртуалізації в ІТ-сфері.
Спільно обговоримо переваги та недоліки віртуалізації, а також сучасні тенденції в цій галузі.
Відповіді на запитання студентів.
Відповім на запитання студентів та надам додаткову інформацію щодо віртуалізації.
Оптимальне використання віртуалізації в різних галузях.
Ми обговоримо приклади успішного використання віртуалізації в різних сферах діяльності, таких як веб-розробка, хостинг, тестування програмного забезпечення тощо. Розглянемо, як віртуалізація може поліпшити ефективність та витрати в цих галузях.
Майбутнє віртуалізації та тренди в цій галузі.
Під час обговорення відзначимо тренди та нововведення в області віртуалізації. Розглянемо майбутнє цієї технології та її можливий вплив на ІТ-сферу.
Загалом, ця лекція надає студентам розширене розуміння віртуалізації, глибокі знання щодо її ролі у сучасній ІТ-інфраструктурі та практичні навички для роботи з гіпервізорами і контейнерами. Вона також сприяє активному обговоренню і взаємодії між студентами та лектором.