Wirtualizacja umożliwia wielu maszynom lub ograniczonym środowiskom współdzielenie fizycznej infrastruktury sprzętowej. Usługi chmurowe oferują zasoby jako usługi przez sieć, zazwyczaj z samodzielną obsługą oraz możliwością skalowania. Możesz wirtualizować sprzęt, który posiadasz na własność, a środowisko wirtualizacji nie jest automatycznie chmurą obliczeniową.

Tutaj należy wyjaśnić, co wirtualna maszyna (VM) i kontener dzielą z systemem gospodarza, oraz rozróżnić IaaS, PaaS i SaaS za pomocą własnych przykładów. Nie musisz kupować usługi chmurowej. Użyj VM, do której już masz dostęp, lub podanych w tekście przykładów.

Miejsce w materiałach dydaktycznych: Ten poziom wyjaśnia wirtualizację w architekturze operacyjnej. Rdzeń systemu operacyjnego wyjaśnia, które elementy ma odrębną wersję gośćowy system operacyjny. Mapa przeglądowa przedstawia relacje części–całości, powiązania techniczne oraz ścieżki do zadań praktycznych.

Czym jest wirtualizacja?

Wirtualizacja oznacza uruchamianie wielu „wirtualnych” maszyn na tej samej maszynie fizycznej. Zamiast posiadania osobnego serwera fizycznego dla serwera WWW, jednego dla bazy danych i jeszcze jednego dla serwera plików, możesz uruchomić wszystkie trzy jako maszyny wirtualne na jednej i tej samej maszynie.

Oprogramowanie umożliwiające to nazywa się hiperwisorem:

Czym jest wirtualna maszyna (VM)?

Wirtualna maszyna to urządzenie z wirtualnym procesorem (CPU), pamięcią i dyskiem. Uruchamia system gościa z własnym jądrem, podczas gdy hypervisor zapewnia dostęp do sprzętu fizycznego. Proxmox VE używa systemu Linux oraz KVM do uruchamiania maszyn wirtualnych; fraza „bezpośrednio na serwerze” nie oznacza braku jądra systemu operacyjnego w platformie.

Zalety maszyn wirtualnych:

• Izolacja – Błąd w jednym systemie gościa zazwyczaj nie musi zatrzymywać innych maszyn wirtualnych. Współdzielą jednak hosta, magazynowanie danych i inne zasoby, co może prowadzić do wspólnych awarii lub niedoboru zasobów.
• Elastyczność – Możesz uruchomić różne systemy operacyjne na tym samym komputerze (np. Ubuntu i Windows Server).
• Migawka/kopia zapasowa – Możesz wykonać migawkę maszyny wirtualnej i przywrócić poprzedni stan, jeśli coś pójdzie nie tak.
• Wykorzystanie zasobów – Fizyczny komputer wyposażony w dużą ilość RAM i CPU może obsługiwać wiele maszyn wirtualnych.

Czym są kontenery?

Kontener Linuksa uruchamia aplikację w odizolowanym środowisku i współdzieli jądro systemu operacyjnego Linuksa, na którym działa. Maszyna wirtualna ma własny system gościa z własnym jądrem.

Conteinery i maszyny wirtualne zawiera zilustrowane porównanie oraz pokazuje również, jak wiele kontenerów może być uruchamianych wewnątrz jednej maszyny wirtualnej. Użyj tego do wyjaśnienia, co jest współdzielone przez jądro i co się dzieje, gdy maszyna wirtualna zostanie wyłączona. Następnie Poziom 0 Dockera wprowadza konkretny narzędzie do aplikacji kontenerowych.

W praktyce często używamy obu: maszyn wirtualnych jako hostów dla kontenerów Dockera.

Usługi chmurowe

W publicznej chmurze dostawca posiada i utrzymuje infrastrukturę, a Ty zamawiasz zasoby przez sieć. Prywatna chmura jest przeznaczona dla jednej organizacji i może być utrzymywana bezpośrednio przez tę organizację lub przez dostawcę. Samodzielne zarządzanie, współdzielone magazyny zasobów, skalowanie oraz mierzenie zużycia są kluczowymi cechami chmury.

Modele usługowe

Istnieją trzy główne modele usług chmurowych:

Modele dostawy

Usługi chmurowe mogą być świadczone na różne sposoby:

VPS: Rozwiązanie chmurowe

VPS (wirtualny serwer prywatny) to jedno z najpopularniejszych rozwiązań typu IaaS. Wynajmujesz maszynę wirtualną u dostawcy usług chmurowych i masz nad nią pełną kontrolę, tak jak gdybyś posiadał własny serwer.

Typowe zastosowania:

• Uruchamianie serwera WWW
• Konfigurowanie usługi VPN
• Hosting aplikacji (np. Flask + baza danych)
• Testowanie funkcji bez ryzyka dla własnego sprzętu

Przykłady dostawców oferujących serwery wirtualne:

• Akamai (Linode)
• DigitalOcean
• Hetzner
• Microsoft Azure

Lokalnie vs. w chmurze

Wiele firm korzysta z połączenia serwerów lokalnych i usług chmurowych. Oto kilka czynników do rozważenia:

Zadanie 1 – Badzenie maszyny wirtualnej

Użyj maszyny wirtualnej, do której już masz dostęp. Jeśli korzystasz z Proxmoxa, strona [[Instalacja serwera poziom 3 - Nawigowanie po Proxmox VE|Nawiguj w Proxmox VE]] pokazuje, jak odczytać informacje o procesorze, pamięci operacyjnej i dysku. Aby utworzyć maszynę wirtualną, postępuj zgodnie z [[Instalacja serwera poziom 2 - Maszyna wirtualna w Proxmox|instrukcją instalacji]]. Nie musisz instalować dodatkowego hipervizora na własnym komputerze dla tego zadania.

• Ile zasobów CPU, RAM i miejsca na dane przypisano do tej maszyny wirtualnej?
• Jakie zasoby są współdzielone z innymi maszynami wirtualnymi na fizycznym hoście?
• Co może się stać, jeśli kilka maszyn wirtualnych łącznie potrzebuje więcej pamięci niż jest dostępne u hosta? Wyjaśnij to bez zmiany przydziału zasobów.

Jeśli nie masz dostępu do żadnej maszyny wirtualnej, użyj propozycji dotyczących zasobów zawartych w instrukcji instalacji jako przykładu teoretycznego. W takim przypadku oznacz odpowiedź jako wyjaśnienie przykładu, a nie jako przeprowadzoną instalację.

Zadanie 2 – Uruchom kontener za pomocą Dockera

Wykorzystaj kontener Nginxa z [[Używanie kontenerów Poziom 1 – Uruchomienie i badanie kontenera|Uruchomienie i badanie kontenera]], jeśli już wykonałeś ćwiczenie. Jeśli go usunąłeś, utwórz go ponownie w sposób pokazany w ćwiczeniu dotyczącym kontenerów. Brakuje Ci Dockera? Zacznij od [[Poziom 1 Dockera – Wstęp do pracy|instalacji]]. Wyjaśnij, które jądro systemu operacyjnego wykorzystuje kontener, i porównaj jego uruchamianie z uruchamianiem maszyny wirtualnej. Jeśli nie masz dostępu do Dockera, użyj [[Wirtualizacja kontenerowa Poziom 1 – Kontenery i maszyny wirtualne|rycin ilustrujących konteneryzację]], aby wyjaśnić różnicę bez udawania, że przeprowadzono praktyczny test.

Zadanie 3 – Jakie usługi chmurowe już używasz?

Pomyśl o usługach, których codziennie korzystasz:

• Microsoft 365 (Word, Teams, OneDrive) to usługa SaaS
• GitHub Pages do hostowania strony internetowej to usługa PaaS
• Wirtualna maszyna w Proxmoxie pokazuje wirtualizację. Nie jest ona automatycznie usługą IaaS; zależy od tego, jak zasoby są dostarczane i zarządzane jako usługa.

Czy potrafisz sklasyfikować inne usługi, z których korzystasz?

Zadanie 4 - Gdzie znajdują się Twoje dane?

Przejdź do Microsoft Privacy Dashboard i sprawdź, co Microsoft przechowuje o Tobie. Sprawdź również warunki korzystania z usługi w chmurze, z której korzystasz:

• Gdzie na świecie przechowywane są dane?
• Co się stanie z danymi, jeśli usuniesz swoje konto?
• Czy jesteś właścicielem swoich danych, czy dostawca?

Te pytania są szczególnie ważne w kontekście RODO i prywatności.

Sprawdź wyjaśnienie

Wyjaśnij ustnie lub na piśmie, dlaczego maszyna wirtualna (VM) w Proxmox nie jest automatycznie usługą chmurową. Wybierz następnie po jednym przykładzie dla modeli IaaS, PaaS oraz SaaS i opisz, co klient i dostawca zarządzają w każdym przypadku. Jeśli jedynie wymieniasz nazwy, użyj tabeli z modelami serwisowymi, aby wyjaśnić podział odpowiedzialności.

Podsumowanie

• Wirtualizacja pozwala uruchamiać wiele usług na tym samym sprzęcie, zarówno jako maszyny wirtualne, jak i kontenery
• Usługi chmurowe oferują zasoby przez sieć, z takimi funkcjami jak samoobsługa i skalowalność
• IaaS, PaaS oraz SaaS opisują zakres Twojej odpowiedzialności
• W praktyce wielu użytkowników stosuje rozwiązanie hybrydowe, łączące usługi lokalne i oparte o chmurę
• Wybór między rozwiązaniem lokalnym a chmurowym zależy od kontroli, kosztów, skalowalności i ochrony prywatności

Źródła: NIST: definicja usług chmurowych oraz Proxmox VE: KVM i maszyny wirtualne.