Mate's CCNA Notes

Day 54 (1) - Virtualization & Cloud54. Nap (1) - Virtualizáció és Felhő (Virtualization & Cloud)

5 min read

Jeremy’s IT Lab lecture video:

Day 54 (1) - Virtualization & Cloud

Commands

No Commands :)

Virtualization & Cloud Info

Although Cisco is more known for their networking devices, they also offer hardware servers such as Unified Computing System (UCS).

Servers before Virtualization

  • Before virtualization, there was a one-to-one relationship between a physical server and an operating system.
  • In that operating system, apps providing services such a web server, email server, etc. A physical server would be used for each of the services.
  • This is inefficient for multiple reasons:
    • Physical servers are expensive and take up space, power, and etc.
    • The resources on each physical server are typically under-used.

Virtualization

Virtualization (Type 1 Hypervisor)

  • Virtualization allows us to run multiple OS’s on a single physical server.
  • Each instance is called a Virtual Machine (VM).
  • A hypervisor is used to manage to allocate the hardware resources to each VM.
  • Another name for a hypervisor is Virtual Machine Monitor (VMM).
  • Type 1 hypervisor is the type of hypervisor which runs directly on top of the hardware.
    • They’re also called bare-metal hypervisors.
    • Another term is native hypervisor.

Virtualization (Type 2 Hypervisor)

  • Type 2 hypervisor run as a program on an operating system (called a Host OS) like a regular computer program.
    • They’re also called hosted hypervisors.
  • The OS running directly on the hardware is called Host OS, and the OS running in a VM is called Guest OS.
  • They are rarely used in data centers, but commonly used on personal-use devices.

Connecting VMs to the Network

  • VMs are connected to each other and the external network via a virtual switch running on the hypervisor.
  • Just like a regular physical switch, the vSwitch interfaces can operate as access or trunk ports and use VLANs to separate the VMs at Layer 2.
  • Interfaces on the vSwitch connect to the physical Network Interface Cards (NICs) of the server to communicate with the external network.
VMs accessing the external network.

Cloud Services

Traditional IT infrastructure deployments were some combination of the following:

  1. On-Premises
    • All devices are located on company property.
    • All equipment is purchased and owned by the company.
    • The company is the responsible for necessary space, power, cooling and etc.
  2. Colocation
    • Data centers that rent out space for customers to put their infrastructure.
    • The equipment is still the responsibility of the end customer, although they are not located on the customer’s premises.
    • The data center is the one who provides the space, electricity, cooling and etc.

Cloud Services Components

Cloud services are made up of many different components:

  • Five essential characteristics
  • Three service models
  • Four deployment models

Five Essential Characteristics

  1. On-demand self-service
    • The customer is able to use/stop the service freely (via a web portal) without direct communication to the service provider.
  2. Broad network access
    • The service is available through standard network connections, and can be accessed through many kinds of devices.
  3. Resource pooling
    • A pool of resources is provided by the service provider, and when a customer requests a service, the resources to fulfill that request are allocated from the shared pool.
  4. Rapid elasticity
    • Customers can quickly expand the services they use in the cloud from a pool of resources that appears to be infinite. Likewise, they can quickly reduce their services when not needed.
  5. Measured service
    • The cloud service provider measures the customer’s usage of cloud resources, and the customer can measure their own use as well. Customers are charged based on usage.

Three Service Models

  1. Software as of a Service (SaaS)
    • Example(s):
      • Microsoft Office 365
  2. Platform as a Service (PaaS)
    • Example(s):
      • AWS Lambda
      • Google App Engine
  3. Infrastructure as a Service (IaaS)
    • Example(s):
      • Amazon EC2
      • Google Compute Engine

Four Deployment Models of Cloud

  1. Public Cloud
    • The cloud infrastructure is provisioned for open use by the general public. It may be owned, managed, and operated by a business, academic, or government organization, or some combination of them. It exists on the premises of the cloud provider.
    • Popular public cloud providers include:
      • AWS
      • Microsoft Azure
      • GCP
      • OCI
      • IBM Cloud
      • Alibaba Cloud
  2. Private Cloud
    • The cloud infrastructure is provisioned for exclusive use by a single organization comprising multiple consumers (e.g., business units). It may be owned, managed, and operated by the organization, a third party, or some combination of them, and it may exist on or off premises.
  3. Community Cloud
    • The cloud infrastructure is provisioned for exclusive use by a specific community of consumers from organizations that have shared concerns (e.g., mission, security requirements, policy, and compliance considerations). It may be owned, managed, and operated by one or more of the organizations in the community, a third party, or some combination of them, and it may exist on or off premises.
  4. Hybrid Cloud
    • The cloud infrastructure is a composition of two or more distinct cloud infrastructures (private, community, or public) that remain unique entities, but are bound together by standardized or proprietary technology that enables data and application portability (e.g., cloud bursting for load balancing between clouds).
Different ways of connecting to cloud resources

Jeremy’s IT Lab előadásvideó:

54. Nap (1) - Virtualizáció és Felhő (Virtualization & Cloud)

Parancsok

Nincsenek parancsok :)

Virtualizáció és Felhő Információk

Bár a Cisco elsősorban a hálózati eszközeiről (routerek, switchek) ismert, hardveres szervereket is kínál a piacon, mint például a Unified Computing System (UCS) termékcsalád.

Szerverek a Virtualizáció Előtt (Servers before Virtualization)

  • A virtualizáció megjelenése előtt egy-egy kapcsolat volt a fizikai szerver és az operációs rendszer között (egy fizikai gépen egyetlen OS futott).
  • Az adott operációs rendszeren futottak az egyes szolgáltatást nyújtó alkalmazások (pl. webszerver, levelezőszerver, adatbázis stb.). Minden funkcióhoz külön dedikált fizikai szervert állítottak be.
  • Ez több okból is rendkívül gazdaságtalan és nem hatékony:
    • A fizikai szerverek drágák, sok helyet foglalnak, jelentős áramot és hűtést igényelnek.
    • Az egyes fizikai gépek hardveres erőforrásai (CPU, RAM) jellemzően nagyon alulhasználtak voltak (pl. 5-15% kihasználtság).

Virtualizáció (Virtualization)

Virtualizáció (Type 1 Hypervisor)

  • A virtualizáció lehetővé teszi, hogy több különálló operációs rendszert futtassunk egyetlen fizikai szerveren.
  • Minden egyes példányt Virtual Machine-nek (VM, virtuális gép) nevezünk.
  • A hypervisor (hipervizor) feladata a fizikai hardveres erőforrások kezelése és kiosztása az egyes VM-ek között.
  • A hypervisor másik megnevezése: Virtual Machine Monitor (VMM).
  • A Type 1 hypervisor közvetlenül a fizikai hardver felett fut, operációs rendszer közbeiktatása nélkül.
    • Gyakran bare-metal (közvetlen vas) hipervizornak is nevezik.
    • Másik elnevezése a native (natív) hipervizor (pl. VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, KVM).

Virtualizáció (Type 2 Hypervisor)

  • A Type 2 hypervisor egy már meglévő operációs rendszer (úgynevezett Host OS) felett fut, mint egy hagyományos alkalmazás vagy szoftverprogram.
    • Ezeket hosted (gazdagépen futó) hipervizoroknak is hívják (pl. VMware Workstation, Oracle VirtualBox).
  • A közvetlenül a fizikai hardveren futó operációs rendszer a Host OS (gazda OS), míg a virtuális gépen belül futó operációs rendszer a Guest OS (vendég OS).
  • Nagyvállalati adatközpontokban ritkán használják őket, viszont személyes használatra, tesztelésre és fejlesztésre nagyon elterjedtek.

VM-ek Hálózati Csatlakoztatása (Connecting VMs to the Network)

  • A VM-ek egymással és a külső hálózattal a hypervisoron futó virtuális switch (vSwitch) segítségével kommunikálnak.
  • A fizikai switchekhez hasonlóan a vSwitch interfészei is konfigurálhatók access vagy trunk portként, és VLAN-ok segítségével szeparálják el a VM-eket Layer 2 szinten.
  • A vSwitch belső interfészei a fizikai szerver Network Interface Card (NIC, hálózati kártya) interfészeihez csatlakoznak a külső hálózat felé történő adatátvitelhez.
VM-ek külső hálózati elérésének modellje

Felhőszolgáltatások (Cloud Services)

A hagyományos IT infrastruktúra-telepítések az alábbi modellek valamelyikére épültek:

  1. On-Premises (Helyszíni saját infrastruktúra)
    • Minden eszköz a vállalat saját ingatlanában/épületében található.
    • Minden berendezést a vállalat vásárol meg és birtokol (CapEx).
    • A vállalat felelős a fizikai helyért, áramellátásért, hűtésért, karbantartásért és fizikai biztonságért.
  2. Colocation (Bérelt szerverhotel)
    • Olyan speciális adatközpontok, amelyek fizikai rack-területet adnak bérbe az ügyfelek saját infrastruktúrájának elhelyezésére.
    • A hardvereszközök továbbra is az ügyfél tulajdonában és felelősségében maradnak, de nem az ügyfél telephelyén találhatók.
    • Az adatközpont üzemeltetője biztosítja a helyet, a redundáns áramellátást, a klímát és a fizikai védelmet.

A Felhőszolgáltatások Összetevői (Cloud Services Components)

A NIST (National Institute of Standards and Technology) definíciója szerint a felhőszolgáltatásokat három fő kategória határozza meg:

  • Öt alapvető jellemző (Five essential characteristics)
  • Három szolgáltatási modell (Three service models)
  • Négy telepítési modell (Four deployment models)

Öt Alapvető Jellemző (Five Essential Characteristics)

  1. On-demand self-service (Igény szerinti önkiszolgálás)
    • Az ügyfél önállóan, automatizált webes felületen vagy API-n keresztül tud erőforrásokat igényelni vagy leállítani a szolgáltatóval való személyes egyeztetés nélkül.
  2. Broad network access (Széles körű hálózati hozzáférés)
    • A szolgáltatások szabványos hálózati protokollokon keresztül, bármilyen típusú eszközről (laptop, okostelefon, tablet, munkaállomás) elérhetők.
  3. Resource pooling (Erőforrás-összevonás és megosztás)
    • A szolgáltató a fizikai hardvererőforrásokat egy közös készletbe szervezi, amelyből dinamikusan oszt ki kapacitást a több bérlő (multi-tenant) igényei szerint.
  4. Rapid elasticity (Gyors rugalmasság / Skálázhatóság)
    • Az erőforrások azonnal és rugalmasan bővíthetők felfelé vagy csökkenthetők lefelé a terhelés változásának megfelelően, a végtelen kapacitás érzetét keltve.
  5. Measured service (Mért szolgáltatás / Használatalapú elszámolás)
    • A felhőszolgáltató pontosan méri az erőforrások (CPU-idő, tárhely, hálózati forgalom) valós felhasználását, és a számlázás a tényleges fogyasztás alapján történik (Pay-as-you-go).

Három Szolgáltatási Modell (Three Service Models)

  1. Software as a Service (SaaS, Szoftver mint szolgáltatás)
    • Példa / példák:
      • Microsoft Office 365 / Microsoft 365
      • Google Workspace
      • Salesforce
      • Dropbox
  2. Platform as a Service (PaaS, Platform mint szolgáltatás)
    • Példa / példák:
      • AWS Lambda
      • Google App Engine
      • Heroku
      • Azure App Services
  3. Infrastructure as a Service (IaaS, Infrastruktúra mint szolgáltatás)
    • Példa / példák:
      • Amazon EC2
      • Google Compute Engine (GCE)
      • Microsoft Azure Virtual Machines

A Felhő Négy Telepítési Modellje (Four Deployment Models of Cloud)

  1. Public Cloud (Nyilvános felhő)
    • A felhőinfrastruktúrát a nagyközönség vagy bármely vállalat nyílt használatára bocsátják. Üzleti, akadémiai vagy kormányzati szolgáltatók tulajdonában áll és üzemeltetik a szolgáltató saját telephelyein.
    • Népszerű public cloud szolgáltatók:
      • AWS (Amazon Web Services)
      • Microsoft Azure
      • GCP (Google Cloud Platform)
      • OCI (Oracle Cloud Infrastructure)
      • IBM Cloud
      • Alibaba Cloud
  2. Private Cloud (Magánfelhő)
    • A felhőinfrastruktúrát kizárólag egyetlen szervezet (és annak belső üzletágai) dedikált használatára hozzák létre. Üzemeltetheti maga a szervezet vagy egy harmadik fél, és elhelyezkedhet helyben (on-premises) vagy külső adatközpontban.
  3. Community Cloud (Közösségi felhő)
    • Az infrastruktúrát egy meghatározott fogyasztói közösség (pl. közös küldetéssel, szigorú biztonsági vagy iparági megfelelőségi követelményekkel rendelkező bankok, egészségügyi intézmények vagy kutatóintézetek) kizárólagos használatára hozzák létre.
  4. Hybrid Cloud (Hibrid felhő)
    • Két vagy több különálló felhőinfrastruktúra (magán-, közösségi vagy nyilvános felhő) kombinációja, amelyek megőrzik egyedi entitásukat, de szabványosított technológiák kötik össze őket az adatok és alkalmazások hordozhatóságának biztosítására (pl. felhőbeli kapacitásbővítés - cloud bursting terheléselosztáshoz).
Különböző csatlakozási módok a felhőbeli erőforrásokhoz

Graph View