Virtualization කියන්නේ මොකක්ද? – එක Server එකෙන් Machines ගොඩක් හදන Technology එක
Cloud Computing ගැන ඉගෙනගන්නකොට අපි නිතරම අහන term එකක් තියෙනවා.
Virtual Machine.
AWS EC2 instance එකක් create කරනවා.
Azure Virtual Machine එකක් create කරනවා.
Google Compute Engine instance එකක් launch කරනවා.
හැබැයි මෙතන interesting question එකක් තියෙනවා.
මේ Virtual Machine එක ඇත්තටම මොකක්ද?
ඒක වෙනම Physical Computer එකක්ද?
නැත්නම් එක Physical Server එකක් ඇතුළේ create කරපු Software-based Machine එකක්ද?
මෙතනින් තමයි Virtualization කියන beautiful technology එක පටන් ගන්නේ.
මුලින්ම Physical Server එකක් ගැන හිතමු
හිතන්න Company එකකට powerful Physical Server එකක් තියෙනවා කියලා.
ඒ server එකේ:
32 CPU Cores
128 GB RAM
4 TB Storage
තියෙනවා.
හැබැයි Application එකක් run කරන්න actually use වෙන්නේ:
4 CPU Cores
8 GB RAM
විතරයි කියලා හිතන්න.
එතකොට ඉතුරු Resources?
ගොඩක් වෙලාවට unused.
Server එක තියෙනවා.
Electricity යනවා.
Cooling යනවා.
Space ගන්නවා.
Maintenance කරන්න වෙනවා.
හැබැයි hardware එකේ full power එක use වෙන්නේ නැහැ.
මේක තමයි old infrastructure world එකේ ලොකු problem එකක්.
One Server → One Application
කියන model එක efficient නැහැ.
ඒ problem එක solve කරන්න ආපු powerful idea එකක් තමයි Virtualization.
Virtualization කියන්නේ මොකක්ද?
සරලව කියනවා නම්,
Virtualization කියන්නේ එක Physical Computer එකක hardware resources divide කරලා, ඒක ඇතුළේ වෙන වෙනම Virtual Computers කිහිපයක් run කරන්න පුළුවන් කරන technology එක.
එක Physical Server එකක් තියෙනවා.
හැබැයි ඒක ඇතුළේ:
VM 1
VM 2
VM 3
VM 4
වගේ Virtual Machines කිහිපයක් run කරන්න පුළුවන්.
එක් එක් Virtual Machine එකට තමන්ගේම:
CPU allocation
RAM
Storage
Operating System
Applications
තියෙන්න පුළුවන්.
එතනින් magic එක වගේ දෙයක් පේනවා.
එක Physical Machine එකක්, Computers ගොඩක් වගේ behave කරනවා.
Simple Example එකක්
හිතන්න ඔයාට powerful laptop එකක් තියෙනවා කියලා.
Normal විදිහට Windows run වෙනවා.
හැබැයි Virtualization use කරලා ඒ laptop එක ඇතුළේ:
Ubuntu VM එකක්
Windows Server VM එකක්
Kali Linux VM එකක්
run කරන්න පුළුවන්.
Physically laptop එක එකයි.
හැබැයි logically machines කිහිපයක් තියෙනවා.
ඒ එක් එක් machine එක තමන්ගේම separate computer එකක් වගේ behave කරනවා.
මේක තමයි Virtualization.
Hypervisor කියන්නේ මොකක්ද?
Virtualization ගැන කතා කරනකොට අනිවාර්යයෙන්ම අහන්න ලැබෙන term එක:
Hypervisor
Hypervisor කියන්නේ Physical Hardware එක සහ Virtual Machines අතර තියෙන software layer එක.
ඒක තමයි Physical Server එකේ resources manage කරන්නේ.
CPU කොච්චර VM එකකට දෙන්නද?
RAM කොච්චරද?
Storage කොච්චරද?
VM එකක් start කරන්නද?
Stop කරන්නද?
Isolate කරන්නද?
මේ decisions manage කරන්නේ Hypervisor එක.
Simple flow එකක්:
Physical Hardware ↓ Hypervisor ↓ Virtual Machines
Hypervisor Types
Mainly Hypervisor types දෙකක් ගැන කතා කරනවා.
Type 1 Hypervisor
මේක directly hardware එක මත run වෙනවා.
Host Operating System එකක් අවශ්‍ය නැහැ.
Enterprise Data Centers සහ Cloud Environments වල මේ model එක ගොඩක් common.
Examples:
VMware ESXi
Microsoft Hyper-V Server architecture
KVM-based virtualization
Type 1 Hypervisor එකේ advantage එක performance සහ isolation.
Type 2 Hypervisor
මේක normal Operating System එකක් ඇතුළේ software එකක් විදිහට run වෙනවා.
උදාහරණයක්:
ඔයාගේ laptop එකේ Windows තියෙනවා.
ඒක ඇතුළේ VirtualBox හෝ VMware Workstation install කරනවා.
ඊට පස්සේ Ubuntu VM එකක් run කරනවා.
Flow එක roughly මේ වගේ:
Physical Hardware ↓ Host Operating System ↓ Hypervisor Software ↓ Virtual Machine
Beginners ලාට labs සහ testing වලට මේ model එක ගොඩක් useful.
Virtual Machine එකකට තමන්ගේම Operating System එකක් තියෙනවා
මේක virtualization වල වැදගත්ම point එකක්.
VM එකක් තමන්ගේම machine එකක් වගේ behave කරනවා.
උදාහරණයක්:
Physical Server එක එකයි.
හැබැයි:
VM 1 → Ubuntu
VM 2 → Windows Server
VM 3 → CentOS / Rocky Linux
VM 4 → Another Linux Distribution
run වෙන්න පුළුවන්.
එක් VM එකකට problem එකක් වුණා කියලා automatically අනිත් VM එකත් fail වෙන්න ඕන නැහැ.
මේ isolation එක virtualization වල ලොකු advantage එකක්.
Virtualization Data Centers වෙනස් කළේ කොහොමද?
Virtualization එන්න කලින්:
One physical server → one workload
වගේ environments ගොඩක් තිබුණා.
ඒකෙන් hardware waste වුණා.
Server utilization අඩු වුණා.
Data Center space වැඩි වුණා.
Power consumption වැඩි වුණා.
Cooling requirements වැඩි වුණා.
Virtualization ආවට පස්සේ:
One physical server → many workloads
කියන model එක possible වුණා.
Hardware resources better utilize කරන්න පුළුවන් වුණා.
Servers consolidate කරන්න පුළුවන් වුණා.
Infrastructure flexible වුණා.
මේක Data Center world එකේ massive change එකක්.
Virtualization සහ Cloud Computing
දැන් අපි important connection එකට එමු.
Cloud Computing virtualization නැතුව imagine කරන්න අමාරුයි.
හිතන්න AWS වල ඔයා EC2 instance එකක් create කරනවා.
ඔයා physically Amazon Data Center එකකට ගිහින් server එකක් ගන්නේ නැහැ.
Console එකෙන් size එක choose කරනවා.
CPU.
Memory.
Storage.
Operating System.
Create.
Seconds හෝ minutes කිහිපයකින් machine එක ready.
මේ experience එක possible වෙන්නේ underlying infrastructure abstraction සහ virtualization technologies නිසා.
ඔයාට physical hardware එක පේන්නේ නැහැ.
ඔයාට පේන්නේ:
Virtual Server.
ඒක තමයි Cloud එකේ beauty එක.
එක Physical Server එකෙන් Customers ගොඩක්
Cloud Provider කෙනෙක්ට massive hardware fleet එකක් තියෙනවා.
ඒ Physical Infrastructure එක efficiently share කරලා isolated virtual environments customers ලාට ලබාදෙන්න පුළුවන්.
Customer A ට VM එකක්.
Customer B ට VM එකක්.
Customer C ට VM කිහිපයක්.
එක් එක් customer ට තමන්ගේ environment එක වෙනම machine එකක් වගේ පේනවා.
Underlying hardware complexity එක Cloud Provider manage කරනවා.
මේ idea එක තමයි Public Cloud scalable කරන්න උදව් කරන foundations වලින් එකක්.
Virtualization වල වාසි
1. Better Resource Utilization
Physical Server එකේ unused CPU සහ RAM waste වෙන එක අඩු කරන්න පුළුවන්.
Multiple VMs අතර resources distribute කරන්න පුළුවන්.
2. Isolation
එක් Virtual Machine එකක් වෙනම environment එකක් වගේ run වෙනවා.
Application එකක් crash වුණා කියලා අනිත් VM එක directly affect වෙන්නේ නැති architecture එකක් build කරන්න පුළුවන්.
3. Flexibility
New server එකක් physically order කරලා install කරනවා වෙනුවට new VM එකක් quickly create කරන්න පුළුවන්.
4. Testing
Developers සහ Engineers ලාට වෙන වෙනම operating systems සහ environments easily test කරන්න පුළුවන්.
5. Cost Efficiency
Physical Servers ගොඩක් වෙනුවට fewer powerful servers වල workloads consolidate කරන්න පුළුවන්.
VM එකක් clone කරන්න පුළුවන්
හිතන්න production server එකකට similar testing environment එකක් ඕන කියලා.
Traditional world එකේ new physical server එකක් setup කරන්න වෙන්න පුළුවන්.
Virtualized environment එකක VM template එකක් හෝ image එකක් use කරලා similar machine එකක් quickly create කරන්න පුළුවන්.
මේ ability එක automation සහ Cloud Computing වලට huge impact එකක් දුන්නා.
Snapshot කියන්නේ මොකක්ද?
Virtualization environments වල තවත් useful concept එකක් තමයි Snapshot.
Snapshot එකක් කියන්නේ VM එකේ specific point-in-time state එක capture කරන mechanism එකක්.
හිතන්න risky software update එකක් කරන්න යනවා කියලා.
Update එකට කලින් snapshot එකක් ගන්නවා.
Problem එකක් වුණොත් previous state එකකට return වෙන්න පහසු වෙන්න පුළුවන්.
හැබැයි snapshots කියන්නේ proper backups වල replacement එකක් කියලා හිතන්න හොඳ නැහැ.
ඒ දෙකේ use cases වෙනස්.
Virtualization vs Containers
මේ දෙක beginners ලා ගොඩක් confuse කරනවා.
Virtual Machine එකක සාමාන්‍යයෙන් complete guest Operating System එකක් තියෙනවා.
Container එක host OS kernel එක share කරනවා.
ඒ නිසා containers සාමාන්‍යයෙන් VMs වලට වඩා lightweight.
Simple comparison:
Virtual Machine
Hardware → Hypervisor → Guest OS → Application
Container
Hardware → Host OS → Container Runtime → Containers
ඒ නිසා VMs සහ Containers එකම දේ නෙවෙයි.
හැබැයි දෙකේම goal එක resources efficiently isolate කරලා workloads run කරන එක.
Virtual Machines ටිකක් heavy ඇයි?
හිතන්න VMs 10ක් run කරනවා කියලා.
එක් එක් VM එකට තමන්ගේම Operating System එකක් තියෙනවා.
OS එකටත් RAM ඕන.
CPU ඕන.
Storage ඕන.
ඒ නිසා overhead එකක් තියෙනවා.
Containers popular වුණේ මේ problem එකේ කොටසක් solve කරන්න.
හැබැයි ඒ නිසා Virtual Machines irrelevant වෙලා නැහැ.
අදත් Cloud Infrastructure වල VMs ඉතාම වැදගත්.
Cloud Engineer කෙනෙක් Virtualization දැනගන්න ඕන ඇයි?
Cloud Console එකේ:
“Create Virtual Machine”
කියන button එක press කරන්න ඕනම කෙනෙක්ට පුළුවන්.
හැබැයි Engineer කෙනෙක්ට button එක පිටිපස්සේ concept එක තේරෙන්න ඕන.
CPU allocation කියන්නේ මොකක්ද?
Memory allocation කොහොමද?
Isolation කියන්නේ මොකක්ද?
Hypervisor එකේ role එක මොකක්ද?
Physical host එක fail වුණොත් මොකද වෙන්නේ?
VM migration කියන්නේ මොකක්ද?
Images සහ snapshots කියන්නේ මොනවද?
මේ questions තේරුම් ගත්තම Cloud concepts deeper level එකකින් පේන්න පටන් ගන්නවා.
“Cloud is just someone else’s computer” කියන කතාව
Cloud ගැන funny sentence එකක් නිතර අහන්න ලැබෙනවා:
“Cloud is just someone else’s computer.”
Partly true.
හැබැයි real picture එක ඊට වඩා interesting.
Cloud කියන්නේ one computer එකක් නෙවෙයි.
Massive Data Centers.
Physical Servers.
Virtualization.
Software-defined Networking.
Distributed Storage.
Automation.
Monitoring.
Security.
Orchestration.
මේ හැම දෙයක්ම combine වෙලා developer කෙනෙක්ට simple interface එකක් ලබාදෙනවා.
ඒ simple interface එක පිටිපස්සේ තියෙන engineering එක තමයි amazing.
Imagine කරන්න...
අවුරුදු ගණනකට කලින් Server එකක් ඕන නම්:
Order කරන්න.
Delivery වෙනකම් wait කරන්න.
Rack කරන්න.
Cable කරන්න.
Operating System install කරන්න.
Network configure කරන්න.
Days හෝ weeks ගත වෙන්න පුළුවන්.
අද?
Cloud Console එක open කරනවා.
CPU select කරනවා.
RAM select කරනවා.
OS image එක choose කරනවා.
Create.
Minutes කිහිපයකින් Server එකක්.
මේ speed එක possible වුණේ එක technology එකක් නිසා විතරක් නෙවෙයි.
හැබැයි Virtualization කියන්නේ ඒ revolution එකේ huge foundation එකක්.
මතක තියාගන්න ලේසිම විදිහ
Physical Server එකක් කියන්නේ:
Real Hardware.
Virtual Machine එකක් කියන්නේ:
Software මගින් create කරපු isolated computer environment එකක්.
Hypervisor කියන්නේ:
Physical Hardware එක Virtual Machines අතර manage සහ share කරන layer එක.
Virtualization කියන්නේ:
එක Physical System එකෙන් multiple isolated computing environments create කරන technology එක.
අවසානයේ...
Virtualization කියන්නේ technical term එකක් විතරක් නෙවෙයි.
ඒක Infrastructure world එකේ thinking එකම වෙනස් කරපු concept එකක්.
“One server, one application”
කියන world එකෙන්,
“One server, many virtual environments”
කියන world එකට අපිව ගෙනාවා.
එතනින් Cloud Computing තවත් powerful වුණා.
Resources faster provision කරන්න පුළුවන් වුණා.
Hardware efficiently use කරන්න පුළුවන් වුණා.
Applications isolate කරන්න පුළුවන් වුණා.
Infrastructure automate කරන්න පුළුවන් වුණා.
අද Cloud Console එකේ button එකක් click කරලා Virtual Machine එකක් create කරනකොට...
ඒ button එක පිටිපස්සේ තියෙන technology ගැනත් මොහොතකට හිතන්න.
එතන Physical Servers තියෙනවා.
Hypervisors තියෙනවා.
Networks තියෙනවා.
Storage systems තියෙනවා.
Automation තියෙනවා.
ඔයාට පේන්නේ simple “Create VM” button එකක් විතරයි.
Good Technology එකේ ලස්සනම දේත් ඒකයි.
පිටිපස්සේ complexity එක enormous.
User experience එක simple.
