Участие в прошедшей в феврале во французских Каннах конференции VMworld 2008 Europe представило возможность реализовать давнее желание — познакомиться и побеседовать с Менделем Розенблюмом, самой яркой звездой на небосклоне технологий виртуализации.
Мендель Розенблюм вызывает к себе интерес прежде всего потому, что именно он первым поднял нынешнюю волну виртуализации. Но он не менее интересен и как личность. Архетип академического ученого, Розенблюм стал одним из основоположников полуторамиллиардного бизнеса, продолжающего увеличиваться на 80% в год, но тем не менее не приобрел ни единой черты преуспевания. Его должность в компании называется Chief Scientist, то есть «главный ученый», но став королем виртуализации, он к тому же еще и «шьет понемногу», точнее, читает лекции.
Его путь наверх начался десять лет назад, когда их было всего пятеро, трое из Стэнфордского университета — он сам, двое его студентов-выпускников, Скотт Дивайн и Эдуард Буньон, плюс жена Розенблюма — Дайана Грин, а также Эдвард Ванг, однокурсник Дайаны и Менделя по Университету Беркли. Они создали компанию, назвав ее VMware, а сегодня трудно представить себе специалиста, который хотя бы не знал о ее существовании. Предложенные ими способы и методы реализации идеи виртуализации стали неотъемлемой частью современного компьютерного мира.
Основателям VMware повезло. Есть изобретения (к их числу относятся и технологии виртуализации), появление которых объективно. А потому, если бы не они, на их месте были бы другие; обычно к таким изобретениям независимо друг от друга приходят несколько ученых или инженеров с минимальным разрывом во времени, что приводит к длящимся затем многие годы дискуссиям о научном приоритете. Но в данном случае, спору нет, именно группа Розенблюма была первой, тем, кто от них отстал всего на год-два, обидно. Это проскальзывает в общении с ними, но такова жизнь.
В беседе с Розенблюмом удалось поговорить и о становлении виртуализации, и о новейших разработках.
Доктор Розенблюм, скажите, с чего же все началось?
Работы по виртуализации я начал задолго до создания компании. В университете я входил в команду, строившую микропроцессор FLASH (FLexible Architecture for SHared memory) и суперкомпьютер FLASH Machine. Однако меня интересовало не то, как использовать этот компьютер для перемалывания чисел, а то, как виртуализовать его, тем самым обеспечить возможность для работы под управлением широко распространенных операционных систем. Вместе с моими студентами нам это удалось. Не претендуя на многое, как добросовестные исследователи, по результатам мы опубликовали статью, и, к нашему немалому удивлению, она вызвала определенный интерес, нас даже пригласили сделать выступление в штаб-квартире Microsoft в Редмонде. И тогда, признаюсь честно, не мне самому, а одному из моих студентов пришла в голову мудрая мысль о коммерциализации наших замыслов. Так в 1998 году мы запустили VMware.
Когда мы сосредоточились на практической стороне, стало ясно, что уникальный компьютер FLASH Machine на экспериментальном процессоре для бизнеса не представляет никакого интереса. Нужна массовая аппаратная платформа, и мы естественным образом остановились на архитектуре х86. После принятия этого решения четверо мужчин занялись разработкой, а моя жена взяла на себя деловую сторону: у нее был опыт работы в крупных компаниях. И еще, из возможных операционных систем мы остановили свой выбор на Linux, предполагая, что ее приверженцы нам ближе по духу и поймут нас лучше.
Как с позиции сегодняшнего дня вы оцениваете то, что удалось сделать тогда?
Надо откровенно признать, что на уровне идей мониторы виртуальных машин рассматривались не только в 70-е, но даже и в 60-е годы. В этой области наибольшего успеха достигла, конечно же, IBM: на мэйнфреймах этой компании можно было даже эмулировать другие машины. Но потом развитие пошло по странному пути. Новые машины оказывались неприспособленными к последующей виртуализации, и это при том, что существовали серьезные исследования и научные публикации на эту тему. Фактически нам пришлось возвращаться к уже пройденному, иногда изобретая велосипед. Самую большую трудность на нашем пути мы не предусмотрели, она была связана с тем, что в оригинальной архитектуре x86 не была предусмотрена возможность виртуализации.
В 70-е годы вы могли без особых сложностей запускать операционные системы на пользовательском уровне привилегий, поэтому в тех условиях с программистской точки зрения создание монитора виртуальной машины было вполне заурядной задачей. Вы могли взять операционную систему и выполнять ее на более высоком уровне приоритета. Далее, вы могли выполнять ее на пользовательском уровне или что-то в этом духе, и тогда можно было на этом же уровне выполнять монитор виртуальных машин. В такой конструкции, если ваша операционная система попытается выполнить привилегированную команду, например обращение к вводу/выводу, изменение в распределении памяти, то монитор ее перехватит, эмулирует ее выполнение и возвратит виртуальной машине. К величайшему сожалению, проектировщики архитектуры x86 подобной возможности не предусмотрели. В ней нет команд, имеющих различную семантику в зависимости от того, выполняются ли они на уровне операционной системы или на пользовательском уровне. Преодоление этого барьера было самой большой сложностью и заняло больше времени, чем мы ожидали.
Итак, вам удалось сделать механизм, заменяющий многозадачный режим операционных систем?
В общем-то, да. Что такое «монитор виртуальных машин» (его теперь чаще называют «гипервизором»)? Это узкоспециализированная многозадачная операционная система, которая может представляться виртуальным машинам как аппаратная платформа, поэтому они могут устанавливать на ней свои копии операционных систем, «думая», что работают на настоящем железе.
Сегодня фокус вашего внимания сместился на центры обработки данных, что вы думаете об этой проблематике?
Откровенно говоря, с нынешним отношением к ЦОД мы загнали себя в безвыходное положение, поэтому меня не удивляют возникающие проблемы. Все они следствие ошибочных исходных предпосылок, серверы нагружали сервисами так, что собирали мириады машин, но все они успешно простаивают. Весь расчет строился на максимальную производительность, а не на максимальное использование ресурсов. Те, кто проектировал мэйнфреймы, были мудрее. Нынешнее состояние ЦОД может быть исправлено средствами виртуализации, так что у нас колоссальное поле деятельности. Виртуализация оказалась волшебной палочкой для ЦОД. Cтоит ей взмахнуть, и все улучшится.
VMware ESX 3i — гипервизор следующего поколения, так называемый «тонкий гипервизор» (thin hypervisor). Пожалуйста, несколько слов о нем.
Хотя он и тонкий, но при этом поддерживает полную функциональность ESX Server, включая VMotion для динамической миграции между VM, Distributed Resource Scheduler для управления распределенными ресурсами, VMware HA для обеспечения высокой готовности и Consolidated Backup для резервного копирования. Правда, не во всех продуктах эти функции используются. Гипервизор VMware ESX 3i называют тонким за его размер, сведенный с 2 Гбайт до 32 Мбайт. Подобное сокращение открывает перед виртуализацией качественно новые перспективы, теперь гипервизор можно встраивать в серверы или записывать на «флэшку», причем в таком случае процедура инсталляции исключается, он может загружаться автоматически, создавая среду для виртуальных машин. Сам ESX Server 3i предусматривает несколько вариантов лицензирования, основным которых станет гипервизор «на голом металле» (bare metal), позволяющий только лишь делить физический сервер на виртуальные машины. Минимализм гарантирует качество и надежность и оставляет меньше возможностей для вирусных атак. Показательно, что большинство производителей серверов архитектуры x86, в их числе IBM, HP, Dell, NEC, Fujitsu Siemens и оба ведущих производителя процессоров, Intel и AMD, активно включились в игру.
Что стало стимулом для создания ESX Server 3i?
Сегодня VMWare вступает в новую эпоху виртуализации, ее характерной особенностью является неразделимость программного и аппаратного обеспечения, это единственная возможность дальнейшего развития стандартных серверов на платформе х86. Поэтому совместно с нашими партнерами мы стремились решить проблему интеграции VMware ESX с их аппаратными платформами как можно проще. Качественно новым является переход от виртуализации «как дополнения» (add-on) к виртуализации «встроенной» (built-in). Теперь пользователь, покупая новый сервер, получает полнофункциональный гипервизор и может загрузить его сразу же при включении сервера.
Чем вы объясняете такой интерес к виртуализации стандартных серверов, почему виртуализация настольных систем уступает по популярности?
Все дело в деньгах. Виртуализация рабочих станций не столь критичная с точки зрения экономики, а серверов имеет колоссальное значение. Максимум полезного использования современных серверов, исключая Unix и мэйнфреймы,— 10–15%. Дополнив же сервер всего одним чипом флэш-памяти, вы увеличиваете этот показатель в пять-семь раз. Чистые деньги.
Это похоже на историю с BIOS?
Абсолютно точно, когда-то люди знали и говорили о существовании BIOS (basic input/output system). Я уверен, пройдет лет десять, а может быть, и пять, и люди перестанут задаваться вопросом «Какой гипервизор вы используете?», их будет больше интересовать то, как его использовать.
Что дает вам решение о встраивании ESX Server 3i в продукты практически всех производителей?
Без всякого преувеличения это колоссальный импульс для VMware. Принципиальное отличие в том, что до сих пор виртуализация была опцией, а теперь, грубо говоря, мы не оставляем покупателю выбора (buy-or-do-not-buy). Пользователи имеют заранее встроенную возможность виртуализации. Предустановка принципиально отличает наше предложение от конкурентов, встроенный чип не мешает устанавливать другие средства виртуализации, но они останутся опциями.
А как вам удалось упаковать 2 Гбайт в 32 Мбайт?
Дело в том, что собственный продуктивный код ESX Server очень компактен, но до сих пор мы были вынуждены включать в него версию Red Hat Linux из-за рассогласования с производителями серверов. В современных серверах есть встроенные процессоры, служащие для управления вентиляторами и другим оборудованием, в них работают агенты, передающие сведения в операционные системы, в Linux например, но не в ESX Server. Поэтому мы были вынуждены инкорпорировать полностью всю операционную систему Red Hat в нашу консоль управления, что и занимало 98% объема дистрибутива.
Встроив гипервизор, вы избавились от консоли?
Да, в этом все и дело. Он адаптирован к прямой работе с «железом», теперь объем стал меньше, надежность и безопасность выше, необходимость установки заплат, устраняющих изъяны безопасности, исключена, и нет необходимости загружать Linux, поэтому ESX Server 3i стартует существенно быстрее.
Аппаратный подход и далее станет доминирующим для распространения гипервизоров?
Да, это моя позиция и с появлением многоядерных процессоров. Без виртуализации найдется не так уж много нагрузок, которые могли использовать преимущества многоядерности.
Считаете ли вы перспективным направлением виртуализацию на уровне операционных систем?
Как профессор Стэнфорда, я много лет читаю курс операционных систем. Но я не могу не быть и критичным. Современные операционные системы пошли по пути максимальной поддержки приложений, и в этом отношении они «разжирели». Я не считаю правильным дальнейшее их «накачивание» еще и виртуализационными функциями, с технической точки зрения выбранный нами путь на ESX Server 3i мне представляется более правильным.
Как вы определите место ESX 3i на фоне других продуктов VMware?
Я уже говорил о лицензионных опциях. Теперь у нас четыре группы продуктов. Когда мы говорим VMware ESX 3i, то подразумеваем самую младшую версию, включающую собственно тонкий гипервизор, файловую систему виртуальных машин VMware VMFS и VMware Virtual Symmetric Multi-Processing, позволяющий виртуальной машине использовать несколько процессоров. А далее по нарастающей следуют три версии Virtual Infrastructure: Foundation, Standard и Enterprise. В качестве гипервизора в них может быть использован тот же тонкий VMware ESX 3i или обычный ESX Server, старшая версия отличается от младшей наличием дополнительных функций.
Как вы оцениваете встраивание гипервизора Viridian в Windows Server 2008?
Я никогда не позволял себе недооценивать Microsoft как серьезного конкурента. В области виртуализации мы сильнее с технической точки зрения, но для успеха на рынке только технического преимущества бывает недостаточно. Поэтому сейчас очень важно найти партнеров и создать необходимую экосистему с центром VMware. Появление ESX Server 3i позволяет сплотить вокруг нас производителей серверов, я полагаю, что они, идя на контакт с нами, учитывают свой предшествующий опыт работы с Microsoft.
Смещение акцентов в сторону гипервизоров усиливает значение специализированных виртуальных машин (virtual appliance). Сейчас в арсенале VMware их более 600. Как вы считаете, они смогут стать доминирующим способом для распространения программного обеспечения?
Я верю в специализированные виртуальные машины, в то, что за ними большое будущее. Вы получаете пакет, запускаете в его в работу, и у вас никаких проблем с установкой, конфигурированием и прочими прелестями.
Ваш прогноз на 2008 год?
Мы находимся в точке перегиба, я думаю, что теперь многие займутся виртуализацией своих центров обработки данных и консолидацией серверов. Пока наших клиентов подкупает совокупность аргументов экономического свойства. Но я думаю, что скоро люди увидят возможности виртуализации в полном объеме, они будут распространять ее на другие составляющие их бизнеса, вплоть до домашних компьютеров.
