Virtualisering för småföretag

Under det senaste året eller två har vi sett virtualisering gå från ett dåligt förstått begrepp till ett kraftigt omhuldat branschmodeord som ständigt slängs runt i varje samtal som rör teknik. Det råder ingen tvekan om att virtualisering spelar en viktig roll i dagens IT-landskap, men frågan vi ställer oss är huruvida virtualisering är tillämplig på små- och medelstora företagsmarknader i nuläget.

Det snabba svaret på denna fråga är: absolut. Till skillnad från många tekniker som har ett tveksamt värde eller som medför en hög grad av teknisk komplikation, risk och kostnad som kanske inte är lämplig för ett småföretag, är virtualisering en mogen teknik (IBM CP/CMS omkring 1968) som är väl förstådd och tillhandahåller ett lager av hårdvaruabstraktion som kan gynna en IT-organisation av vilken storlek som helst och möjligen kan vara ännu mer tillämplig på småföretagets IT-avdelning än den är i företagssfären.

Innan vi tittar på hur virtualisering kan gynna SMB-marknaden vill jag ge några definitioner för att vara säker på att vi diskuterar samma uppsättning tekniker. I dagens IT-landskap har det blivit populärt att av marknadsföringsskäl omdöpa vanliga tekniker till “virtualisering” och detta har i onödan komplicerat frågan.

Äkta virtualisering avser virtualiseringen av hela operativsystem. Wikipedia använder termen plattformsvirtualisering och det kommer jag också att göra. Tekniskt sett skulle vi kunna kalla detta “systemvirtualisering” eller “operativsystemsvirtualisering” för att skilja det från löst relaterade tekniker som möjligen har rätt att också använda samma allmänna term.

Grundkonceptet för plattformsvirtualisering innebär att man kör ett abstraktionslager på en dator som emulerar själva hårdvaran. Genom kombinationen av abstraktion och emulering får vi det som kallas en virtuell maskin. Denna virtuella maskin är en fullt fungerande “dator” på vilken vi kan installera ett operativsystem precis som om vi installerade direkt på en dedikerad maskins bara metall. Istället för att vara begränsade till att endast installera en operativsystemsavbildning per dator kan vi nu, med plattformsvirtualisering, installera många kopior av samma eller olika operativsystem på samma hårdvara. Ett kraftfullt koncept verkligen.

Det uppenbara i denna tekniks användbarhet leder till den uppenbara frågan: “Om plattformsvirtualisering har varit tillgänglig sedan 1968, varför blir den först nu populär och viktig?” Detta är en utmärkt fråga. Svaret är faktiskt ganska enkelt.

Traditionella tekniker för plattformsvirtualisering kräver mycket stöd inom själva datorhårdvaran. IBM har byggt in denna typ av stöd i sina stordatorsystem i decennier och stora UNIX-leverantörer som Sun har tillhandahållit detta i sina avancerade UNIX-servrar i åratal också. Dessa system är högt specialiserade och kör vanligtvis sina egna anpassade operativsystem. I allmänhet hade endast stora IT-avdelningar råd med servrar av denna storlek och små avdelningar hade inte enkel tillgång till dessa tekniker. För de IT-proffs som har arbetat med denna typ av utrustning tidigare var idén om virtualisering ofta så inbyggd i plattformen att den ofta diskuterades mycket lite eftersom den sågs som helt enkelt en aspekt av dessa avancerade serversystem och inte nödvändigtvis ett koncept i sig.

Det som har förändrats nyligen är övergången till att föra plattformsvirtualisering till det standardhårdvaruutrymme som upptas av AMD- och Intel-processorerna (x86_64) som används av majoriteten av små och medelstora företag liksom större organisationer. Det första steget var att enbart använda mjukvara för att göra detta möjligt på x86-processorfamiljen. De tidiga aktörerna inom detta område var VMWare och Microsoft med produkter som VMWare Workstation, Virtual PC, VMWare GSX och MS Virtual Server. Dessa produkter visade att ingen särskild hårdvara behövdes för att effektivt virtualisera hela operativsystem och började låta företag av alla storlekar experimentera med konceptet att virtualisera sina befintliga standardplattformar. Denna form av virtualisering kallas “värdbaserad virtualisering” eftersom den kräver ett värdoperativsystem på vilket virtualiseringsmiljön körs.

I kölvattnet av dessa rena mjukvarulösningar började de stora processorleverantörerna i standardsegmentet, AMD och Intel, bygga in virtualiseringsfunktioner i processorn vilket möjliggjorde mer flexibilitet, säkerhet och prestanda och förde standardmarknaden för x64-hårdvara mycket mer i linje med de traditionella erbjudandena från de andra processorfamiljerna som är vanliga i stordatorservrar. Genom att göra detta har virtualiseringsmarknaden verkligen exploderat både från leverantörssidan i takt med att fler och fler leverantörer börjar erbjuda virtualiseringsrelaterade produkter och från kundsidan i takt med att virtualisering börjar förstås bättre och dess användning blir vanligare. Med de senaste inköpsomgångarna har de flesta små IT-avdelningar köpt servrar, och ofta stationära datorer, som stöder virtualisering på hårdvarunivå även utan att avse att förbereda sig för en övergång till virtualisering vilket gör att ekvationen ofta lutar i den riktningen naturligt. Denna hårdvarustödda virtualiseringsmodell kallas “hypervisorbaserad virtualisering” eftersom alla operativsystem körs ovanpå en liten kärna som kallas hypervisor och inget traditionellt operativsystem körs direkt på hårdvaran.

Nu när vi har en god uppfattning om vad plattformsvirtualisering är och varför den nu är tillgänglig för oss som ett alternativ ska vi titta på varför plattformsvirtualisering kan vara fördelaktig för oss i små- och medelstora företagssegmentet.

Det finns två saker som vi enkelt kan virtualisera (utan att bli esoteriska eller börja virtualisera vår routing- och switchinfrastruktur) – servrar och stationära datorer. Det överlägset enklaste och mest uppenbara valet är virtualisering av servrar.

Att virtualisera serverinfrastrukturen, eller delar av den, är det första som de flesta IT-avdelningar tittar på idag som en potential för virtualisering. De flesta företag finner att majoriteten av deras servrar är extremt underutnyttjade med överflödig CPU-, minnes- och diskkapacitet som står oanvänd medan ytterligare arbetsbelastningar inte hittar något hem på grund av budgetbegränsningar, utrymme eller implementeringstid. Virtualisering till undsättning.

Genom virtualisering har vi möjlighet att köra flera virtuella servrar på en enda serverhårdvara. Vi skulle kunna virtualisera bara ett enda serversystem men detta skulle inte ge oss några utnyttjandefördelar, eller så skulle vi i teorin kunna virtualisera hundratals servrar om vår hårdvara klarade det. Vanligtvis kan småföretag virtualisera flera typiska serverroller på en enda fysisk server. Den virtuella maskindensiteten bestäms naturligtvis av belastningsegenskaper liksom av den tillgängliga hårdvaran. Virtualisering använder mycket minne och lagring, uppenbarligen, och därför måste noggrann planering göras. Minne och lagring är relativt billigt idag och är förvisso betydligt billigare än att köpa ytterligare serverhårdvara och betala för att stödja den. Det är inte ovanligt att ett småföretag enkelt virtualiserar ett halvdussin servrar på en enda hårdvara som ett minimum och ett tjugotal eller fler är inte ett orimligt antal att hoppas kunna uppnå.

Många små avdelningar drar omedelbart slutsatsen att virtualisering kräver dyr SAN-lagring. Detta är inte alls fallet. Virtualisering ger en rad fördelar även utan att använda en SAN-lagringsinfrastruktur som avdelningar kan dra nytta av omedelbart. Det finns naturligtvis vissa betydande fördelar tillgängliga genom att använda SAN i kombination med virtualisering och teknik för hög tillgänglighet eller lastbalansering. Ofta är dock dessa funktioner för hög tillgänglighet och lastbalansering ytterligare funktioner som inte fanns före virtualisering och är inte nödvändiga för att en avdelning ska se betydande fördelar av virtualisering men utgör en möjlighet till framtida förbättring när och om budgeten tillåter.

Småföretag kommer att se många fördelar av virtualisering omedelbart även om de gör det i liten skala. Vissa av dessa fördelar är uppenbara och vissa är mindre så.

Vår första fördel är hårdvarukostnaden som jag nämnde ovan. Genom att eliminera behovet av att köpa och stödja dyr serverhårdvara per operativsystem kan vi nu driftsätta fler system till lägre kostnad per system. I många fall är detta inte bara en kostnadsbesparing utan kommer också att ge större medel som behövs för att gå från mer spartanska servrar till färre men mer organisationsklassade erbjudanden med viktiga prestanda-, stabilitets- och stödfunktioner såsom integrerad strömhantering och KVM över IP från en out-of-band-hanteringskonsol.

Vår andra fördel är kostnadsbesparingen från att minska strömförbrukningen. Det är mycket trendigt, och med goda skäl, för företag att bry sig om hur “gröna” de är idag och IT-virtualisering spelar en nyckelroll i avdelningens grönifiering. Tillägget av virtuella maskiner på en enda fysisk server representerar vanligtvis en obetydlig, om ens mätbar, ökning av strömförbrukningen. Att lägga till ytterligare fysiska servrar lägger naturligtvis till en betydande mängd strömförbrukning även för system som används lite eller används endast tillfälligt.

Vår tredje fördel är att minska komplexiteten i säkerhetskopieringen. Virtualiserade servrar kan säkerhetskopieras med helt traditionella metoder såsom säkerhetskopieringar på filsystemsnivå från själva operativsystemet såsom populariserats av traditionella säkerhetskopieringssystem som NetBackup, BackupExec, Amanda, Bacula och andra. Så om vi önskar hålla oss till nuvarande säkerhetskopieringsstrategier kan vi göra det utan någon ytterligare komplexitet, men om vi vill gå över till avbildningsbaserade säkerhetskopieringar kan vi göra det ganska enkelt. Att använda systemavbildningar som säkerhetskopior är inte nödvändigtvis nytt eller unikt för virtualisering men virtualisering gör detta mycket mer uppenbart och tillgängligt för många användare. Faktum är att med virtualisering kan systemavbildningar (en kopia av hela systemet, inte bara av dess enskilda filer) tas med inget annat än det vanliga filsystemet – ingen särskild mjukvara behövs. En komplett systemsäkerhetskopia kan tas genom att helt enkelt stänga av den virtuella servern, göra en kopia av dess virtuella filsystem – ofta en enda, stor fil, och starta systemet igen. Att återställa ett system kan vara så enkelt som att kopiera en avbildningsfil från en säkerhetskopieringslagringsenhet till den virtuella servern och starta den igen. Återställning klar. Systemet åter online. Enklare än så blir det inte.

Vår fjärde fördel är enkelheten i provisionering. Att bygga ett nytt serveroperativsystem direkt på hårdvara är ett tidskrävande företag för de flesta avdelningar. Detta gäller särskilt om det finns några överraskningar med en ny hårdvarutyp som inte har använts tidigare. Det kan finnas saknade drivrutiner eller särskilda operativsystemsinställningar och parametrar som behövs för att stödja hårdvaran. Med virtualisering är målplattformen alltid identisk vilket tar bort många överraskningar från denna process och gör den både snabbare och mer tillförlitlig. I många fall är driftsättningen också snabbare helt enkelt för att processen att förbereda basmaskinen är så mycket snabbare. För att dra igång en manuell installation av Linux på en traditionell fysisk server måste jag köpa nämnda server, installera i rack, koppla in ström och nätverk, provisionera nätverk, slå på servern, uppdatera firmware, konfigurera out-of-band-hanteringssystemet, köra in hårdvaran, sätta in installationsmedia och börja installera. Eller från vissa virtualiseringsmiljöer kan jag helt enkelt dra igång hela processen med ett enda kommando vid kommandoraden. Att driftsätta en ny server kan gå från timmar eller dagar till minuter. Detta börjar inte ens beröra enkelheten i att klona befintliga system inom en virtuell miljö.

En femte “mjuk” fördel med virtualisering är att det ganska ofta finns en betydande kostnadsbesparing på mjukvara vid virtualisering. Vissa leverantörer, som Novell med Suse Linux, låter dig virtualisera så många servrar du vill på en enda fysisk maskin samtidigt som du betalar för endast en maskinlicens. Red Hat ger dig flera installationer men inte obegränsat som Novell. Microsoft har en rad prissättningsalternativ för virtualisering beroende på dina behov inklusive en obegränsad driftsättningslicens per processor. I ett värsta scenario kommer du att behöva betala för ytterligare operativsystems- och annan mjukvarulicenser exakt som om du körde samma maskiner fysiskt men i nästan alla fall finns det mer prissättningsflexibilitet och ofta dramatiska kostnadsminskningar för flera virtualiserade värdar.

En sjätte fördel är möjligheten att “rulla tillbaka” ett helt operativsystem. De flesta virtualiseringsplattformar tillåter ett koncept med att ta en systemögonblicksbild, göra ändringar i det aktiva systemet och sedan återställa systemet tillbaka till dess ursprungliga tillstånd när man är klar. Detta är utmärkt för mjukvarutestning och särskilt för testning av operativsystemspatchar eller någon kritisk uppdateringsprocess där något som går fel kan få ditt system att bli oresponsivt och potentiellt inte reparerbart. Förmågan att gå “tillbaka i tiden” till den senaste ögonblicksbilden, tagen sekunder före patchtillämpningen eller den riskabla konfigurationsändringen, kan vara en livräddare. Naturligtvis skulle en avbildningssäkerhetskopia kunna användas på samma sätt men ögonblicksbilder möjliggör en ännu snabbare återställning på grund av deras “närhet” till det ursprungliga filsystemet.

Alla dessa ovannämnda fördelar följer med en övergång till virtualisering och kräver ingen ytterligare kostnad för mjukvara eller hårdvara. Om vår budget tillåter och behovet finns finns det också alternativet att lägga till en eller flera virtualiseringsservrar och låta dessa servrar dela ett SAN för lagring av virtuella maskinavbildningar. Som ett minimum kommer detta att ungefär tredubbla hårdvarukostnaden men ger dubbel processorkraft och några riktigt fantastiska funktioner. Den huvudsakliga funktionen som verkligen gör denna lösning imponerande är konceptet med livemigrering. Livemigrering är när ett virtuellt operativsystem kan flyttas, medan det körs, från en fysisk virtualiseringsserver till en annan. Detta kan göras för lastbalansering, katastroftestning eller för att överleva en katastrof i sig. Med vissa livemigreringslösningar, som generellt säljs som hög tillgänglighet, kan denna migrering ske så snabbt att den ger i praktiken “noll driftstopp” och även hårt belastade webbservrar skulle kunna överleva förlusten av en fysisk server utan att kunderna någonsin vet att en fysisk server hade gått ner. Övergången mellan virtuella maskinvärdnoder är helt transparent för slutanvändarna.

Det finns en stor förbehåll. Att förlita sig på ett SAN i ett katastrofåterställningsscenario skapar naturligtvis ytterligare en felpunkt – SAN-systemet. Så när du planerar att använda SAN för att öka tillförlitligheten hos dina virtuella maskiner var noga med att inte använda ett SAN som inte är lika redundant eller mer så än dina servrar själva annars kan du öka kostnaden samtidigt som du av misstag sänker tillförlitligheten och prestandan.

För det genomsnittliga småföretaget är det inte osannolikt att det kommer att vara meningsfullt att inte bara virtualisera delar av serverinfrastrukturen utan att virtualisera hela eller nästan hela den. Virtualiseringens fördelar är så många och dess nackdelar så få och små att det är en sällsynt arbetsbelastning i småföretagssegmentet som skulle motivera dedikerade hårdvaruservrar.

Nu när vi har undersökt varför servervirtualisering är meningsfull kan vi börja titta mot virtualisering av stationära datorer. Till skillnad från riktiga stationära datorer och servrar lägger virtualiserade stationära datorer ofta till en del komplexitet på grund av licenskrav särskilt med Microsoft Windows-stationära datorer.

Att virtualisera stationära datorer är också något komplicerat eftersom det finns många sätt att fysiskt tillhandahålla stationära datorer. Uppenbarligen, när vi väl börjar tala om att virtualisera infrastrukturen för stationära datorer talar vi faktiskt om en rad lösningar eftersom någon enhet alltid måste finnas “på skrivbordet” och tillhandahålla ett tangentbord, en mus och en bildskärm som inte kan virtualiseras och själva det stationära operativsystemet måste köras någon annanstans. Även utan virtualisering görs detta (och marknadsförs ibland som virtualisering när det i själva verket helt enkelt är fjärråtkomst) mycket vanligt genom desktop-blad, rackmonterade stationära datorer eller terminalservrar. Alla dessa lösningar flyttar den stationära datorn in i datacentret och ger åtkomst till den antingen från tunna klienters frontend eller helt enkelt via mjukvara till fjärranvändares befintliga maskiner såsom användare hemma som loggar in på kontoret.

Vi börjar med konceptet terminalserver eftersom detta är det enklaste att virtualisera och det mest okomplicerade. Oavsett om vi talar om att virtualisera servern på vilken vi kör Microsoft Terminal Server (numera känd som Remote Desktop Services), Citrix XenApp eller helt enkelt en vanlig Linux-terminalserver för fjärrskrivbord behöver vi inte göra något mer än att installera den servern i en virtuell miljö snarare än i en fysisk. Det är egentligen en fråga om servervirtualisering inte om virtualisering av stationära datorer – det uppfattas endast av slutanvändaren som relaterat till deras stationära datorer.

Den andra metoden för virtualisering av stationära datorer, “äkta virtualisering av stationära datorer” som jag kommer att kalla den, är att faktiskt köra stationära operativsystemsavbildningar på en virtuell server precis som om de vore normala stationära datorer dedikerade till en användare. Detta innebär att virtualisera operativsystem som Windows XP, Windows Vista eller Windows 7 med varje avbildning dedikerad till en enda användare precis som om det var en fysisk stationär dator. Vi skulle teoretiskt kunna göra samma sak med Linux eller någon annan smak av Unix men eftersom dessa system inte har licensiering per användare eller stationärspecifika versioner och eftersom de alltid kör sina skrivbord i ett serverläge skulle vi endast kunna skilja mellan en äkta virtualiserad stationär dator och en Unix-baserad terminalserver i dess användning och inte med några strikt tekniska medel eftersom de är en och samma. Endast Windows erbjuder verkligen en dedikerad stationärmodell som tillåter att detta sker på just detta sätt utan konceptet med delad åtkomst till en enda avbildning samtidigt.

På grund av licensbegränsningar från Microsoft måste Windows-stationära datorer installeras med en avbildning per användare även om tekniker existerar för att göra detta tekniskt onödigt, men ändå finns det fördelar med denna modell. De stora fördelarna med virtualiserade stationära datorer går definitivt till företag som har anställda som rör sig antingen internt eller till och med externt.

Att använda virtualiserade stationära datorer ger företaget mycket mer kontroll än vad det gör att tillhandahålla bärbara datorer. Bärbara datorer kan bli stulna, försvinna eller skadas. Bärbara datorer slits ut och behöver bytas ut regelbundet. En virtuell stationär dator som görs tillgänglig utanför företaget kan säkras och skyddas på sätt som en bärbar dator inte kan. Uppgraderingar är mycket enklare och det finns ingen oro för att den virtuella stationära datorn ska bli avskuren från företagsnätverket och inte kunna stödjas av IT-personalen.

Nästan varje arbetstagare som använder en dator på kontoret har redan en hemma för personligt bruk och har ofta en bärbar dator också utöver höghastighetsinternetåtkomst. Att tillhandahålla fjärråtkomst till en virtuell stationär dator på kontoret medför därför potentiellt ingen ytterligare hårdvarukostnad för företaget eller personalen samtidigt som det lättar administrativa bördor, sänker strömförbrukningen och ökar säkerheten. Vissa arbetstagare kommer alltid att behöva bärbara datorer men många kommer inte att göra det.

För arbetstagare som fortfarande sitter vid ett traditionellt skrivbord inne i företagets lokaler finns det fortfarande ett behov av något som fysiskt sitter på skrivbordet och som ansluter tangentbordet, musen och bildskärmen till den nyligen virtualiserade stationära datorn. Detta skulle kunna vara en gammal PC som planerades för pensionering, en dedikerad hårdvarutunna klient eller till och med en bärbar dator. Intern personal kan sedan röra sig runt i kontoret eller mellan kontor och sätta sig vid vilket ledigt skrivbord som helst med en tunn klient och logga in på sin egen dedikerade virtuella stationära dator och arbeta exakt som om de satt vid sitt eget skrivbord. De kan sedan gå hem och arbeta därifrån också om detta tillåts.

Liksom virtualiserade servrar kan stationära datorer, om behovet är motiverat, enkelt säkerhetskopieras antingen med traditionella metoder eller genom att helt enkelt ta kompletta systemavbildningar. Flexibiliteten finns där för att göra vad som är mest meningsfullt i din miljö.

Med komplexiteten och den oväntade kostnaden för licensiering samt avsaknaden av förmåga att helt göra sig av med hårdvara på skrivbordet utom för enbart fjärranvändare är virtualisering av stationära datorer knappast den självklarhet som servervirtualisering är. Virtualisering av stationära datorer kommer att kräva noggrann analys från fall till fall för att avgöra om den kommer att möta den enskilda organisationens kostnads- och användbarhetsbehov. De flesta organisationer som väljer att gå denna väg kommer sannolikt att välja att endast delvis virtualisera – och använda det endast i fall där det är mest meningsfullt såsom roamande användare och fjärrarbetare samtidigt som de behåller traditionella stationära datorer för de användare som sällan skulle vara i en position att dra nytta av denna teknik. Att använda terminalserveralternativ kommer ofta att vara mycket vanligare än “äkta virtualisering av stationära datorer” som ofta är meningsfull endast för avancerade användare, utvecklare eller för att stödja vissa applikationer som fungerar dåligt i ett terminalserverläge.

Det finns en sista användning av virtualisering som förtjänar diskussion om än bara för att det är viktigt att förstå dess användning i affärsmiljön. Denna sista typ av virtualisering används inte för att placera operativsystem i datacentret på serverhårdvara utan används istället för att köra ytterligare operativsystemsavbildningar på traditionella stationära och bärbara datorer. Detta är ett vanligt scenario för personer som behöver testa flera operativsystem för stöd eller utveckling. Det är inte användbart för produktionssystem och ligger generellt utanför ramen för denna diskussion. Det är en mycket användbar användning av tekniken men det är snarare ett nischscenario som främst är användbart för kompatibilitetstestning.

I hela denna diskussion har det, något iögonfallande, inte funnits något omnämnande av Apples Mac OSX-produkter. Det finns en anledning till detta. Apple licensierar inte Mac OSX så att det kan virtualiseras på icke-Apple-hårdvara och Apple har ingen organisationsfärdig virtualiseringsprodukt redo för sin egen plattform. Det enda sättet att virtualisera Mac OSX är att köpa fullständiga, ytterligare licenser för varje operativsysteminstans och därmed eliminera de flesta kostnadsfördelarna med detta tillvägagångssätt och att köra det på en värdbaserad virtualiseringsprodukt såsom VMWare Fusion eller Parallels som är utformade för användning ovanpå en stationär dator och inte som en serverklassad produkt. Detta är en stor lucka i Mac OSX-portföljen och ett av sätten på vilka Apple fortsätter att släpa efter resten av marknaden i kapacitet och i sin förståelse av sina företagskunders behov. Om Apple skulle ändra sin licensieringsstrategi kring virtualisering skulle Mac OSX visa sig vara ett extremt populärt och användbart operativsystem att virtualisera både ur server- och stationärperspektiv.

Virtualisering är en stor möjlighet att sänka kostnader och höja produktiviteten samtidigt som risken minskar för företag av alla storlekar och med budgetar så låga som noll. Många tekniker lovar viktiga förbättringar för företag men de flesta skapar tveksamt värde samtidigt som de medför verklig kostnad. Virtualisering ger verkligt, mätbart värde samtidigt som det ofta inte kostar något och ofta minskar utgifterna omedelbart. För många företag är virtualisering den teknik som de alltid har drömt om och är faktiskt tillgänglig idag.