Kaikki virtualisoinnista, osa 4/4

Pertti Hämäläinen • Piirros: Petri Rotsten

Kaikki virtualisoinnista, osa 4/4

Työpöydät virtuaalisiksi

Sovellusten ja työpöytien virtualisointi on vahvasti nouseva trendi. Rakennuspalikat ovat kuitenkin vielä pahasti levällään.

Tutkimusyhtiö Gartner ennusti maaliskuun lopussa, että vuoteen 2013 mennessä peräti 40 prosenttia pc-markkinan liikevaihdosta kertyy työpöytävirtualisoinnista. Kasvu on huima, kun nykytilanteessa osuus on alle yksi prosentti. Mistä oikein on kysymys?

Palvelinten virtualisointiin ajavat selvät kustannushyödyt: laitteistojen tehokkaampi käyttö ja hallinnan helpottuminen. Myös työasemien kohdalla hallinnan helpottuminen ja kustannussäästöt ovat aina ajankohtaisia tavoitteita. Perustana on sovellusten virtualisointi, josta kehittynyt työpöytävirtualisointi on etsinyt paikkaansa viime vuosina.

Sovellukset palvelimella

Sovellusten virtualisoinnin kantaisä on vuonna 1989 perustetun Citrix-yhtiön tunnetuksi tekemä idea ajaa sovellusta palvelimella ja välittää sen käyttöliittymä verkon kautta työasemalle. Sittemmin Microsoft omaksui tekniikan Windows-palvelinten Terminal Services -palveluun, ja yhtiöt ovat jatkaneet yhteistyötä sopuisasti Windows NT:n ajoista lähtien.

Alkuperäinen myyntiargumentti oli jatkaa työasemien käyttöikää siirtämällä jatkuvasti raskaammaksi käyvien sovellusten kuormaa tehokkaille palvelimille. Pikakelaus 2000-luvulle osoittaa kuitenkin, että yrityksissä on vastoin odotuksia uusittu työasemia surutta. Citrixin tukemat huokeat verkkotyöasemat ovat jääneet harvojen kustannustietoisten yritysten herkuksi.

Sovellusvirtualisoinnin painavimmaksi osoittautunut myyntiargumentti on hallinnan helppous. Sovellusten asentaminen keskitetysti palvelimiin työllistää tukihenkilöstöä huomattavasti vähemmän kuin niiden ylläpitäminen työasemissa.

Sovellukset eroon toisistaan

Syynä tähän on Microsoft Windowsin luoma erikoislaatuinen kulttuuri: sovelluksen asentaminen muuttaa käyttöjärjestelmää hallitsemattomalla tavalla.

Rekisteriin tehdään muutoksia, ja dll-kirjastoihin viedään uusia komponentteja vanhojen päälle. Itse käyttöjärjestelmä ei tarjoa minkäänlaista tuotannonaikaista versionhallintaa, jolla mahdolliset ristiriidat ratkaistaisiin. Yhteiskäyttöisten moduulien ja palveluiden käytön jatkuvasti yleistyessä ristiriitojen mahdollisuus kasvaa.

Tämä on häirinnyt myös Citrix- ja Terminal services -tyyppisten ratkaisujen käyttöönottoa. Työasemassa voi aina tehdä kokeiluja, mutta erilaisten sovellusten asentaminen samaan palvelimeen on melkoista uhkapeliä: jos sovelluksen uusi versio rikkoo toisen sovelluksen, ongelma koskettaa kymmeniä tai satoja käyttäjiä.

Eri sovelluksia onkin tällaisissa ympäristöissä ajettu omilla palvelimillaan. Kustannustehokkaampaa on eristää sovellukset palvelimen sisällä virtualisoinnin keinoin: Annetaan kullekin sovellukselle virtuaalinen ajoympäristö, jossa on oma rekisterihaara ja oma kirjasto sovelluksen omia asetuksia ja ohjelmistokomponentteja varten. Yhteiset asetukset ja komponentit haetaan yleisestä käyttöjärjestelmäympäristöstä, jos niitä ei omasta ”hiekkalaatikosta” löydy.

Ensimmäinen tällainen ratkaisu Citrixille oli nimeltään Softgrid. Sen kehitti Softricity-niminen yritys, jonka Microsoft osti vuonna 2006.

Fiksuja tekniikoita

Mutta kaikkien sovellusten ajaminen palvelimella ei aina ole kustannustehokasta, koska työasemissa on runsaasti käyttämätöntä suoritustehoa. Hiekkalaatikko voidaan siirtää myös työasemiin.

Parhaimmillaan sovellus ja sen ajoympäristö voidaan paketoida yhdeksi exe-tiedostoksi, joka voidaan kopioida sellaisenaan työasemaan tai käynnistää vaikkapa muistitikulta. Erillistä asennusta ei tarvita, koska työaseman rekisteriin ei tehdä muutoksia.

Exe-tiedosto voidaan käynnistää myös palvelimen levyltä, jolloin uusia versioita ei tarvitse lainkaan jaella työasemiin. Striimauksen nimellä tunnetussa tekniikassa ohjelman suoritus alkaa työasemassa heti, kun aloittamiseen tarvittavat lohkot on saatu siirrettyä. Seuraavia lohkoja kopioidaan sitä mukaa, kun ohjelman logiikka etenee niihin. Tästä on hyötyä erityisesti hitaiden linjayhteyksien yli toimittaessa.

Koska harva käyttäjä hyödyntää enempää kuin murto-osan ohjelmien toiminnoista, suurin osa koodista voi jäädä siirtämättä. Ohjelma valmistellaan striimausta varten etukäteen profiloimalla.

Striimausta voidaan käyttää myös virtuaaliseen ohjelmistojakeluun määräämällä, että koko sovellus ladataan työasemaan työskentelyn taustalla. Silloin se on käytettävissä myös ilman verkkoyhteyttä. Uusi versio voidaan striimata työasemaan heti, kun se on julkaistu palvelimella.

Työpöydän virtualisointi

Miksei virtualisoitaisi saman tien koko työasema? Windowsissa on ollut rdp (remote desktop protocol) iät ja ajat, ja työaseman käyttöjärjestelmiä voi ajaa virtuaalikoneina palvelimessa. Jos käyttäjäkohtaisen työaseman levynkuva on tallennettu palvelimelle, käyttäjä voi ottaa siihen yhteyden mistä työasemasta hyvänsä ja saada aina oman työpöytänsä ja omat määrityksensä käyttöön.

Vdi (virtual desktop infrastructure) on yleisnimitys tekniikoille, joilla tätä konseptia on pyritty tehostamaan. Välityspalvelimella (connection broker) saadaan annettua sisäänkirjautuvalle käyttäjälle oma virtuaalikone yhteisestä poolista ilman, että jokaiselle pitäisi varata oma erillinen virtuaalikone. Rdp:n rinnalle on tuotu kehittyneempiä siirtokäytäntöjä, jotka luovat optimoidut virtuaalikanavat työaseman paikallisten usb-laitteiden ja toimikortinlukijoiden tiedoille.

Myös käyttäjäprofiilien virtualisointi on kiivaan kehityksen alla. Yksi yhteinen käyttöjärjestelmä-image ja siihen lennosta linkitettävät käyttäjäkohtaiset lisämäärittelyt vievät vähemmän tilaa palvelimelta. Sovellusvirtualisointi ja työpöytävirtualisointi lyövät kättä siinä, että sovellukset kannattaa toimittaa virtuaalikoneille virtualisoituina. Käyttäjille riittää rakentaa yksi yhteinen työaseman levynkuva, josta löytyvät vakiona vain kaikille yhteiset sovellukset, kuten Microsoft Office, ja muut käynnistyvät kuvaketta klikkaamalla virtualisoituina.

Työpöytävirtualisointi ei ole vielä lyönyt itseään kunnolla läpi. Suomessa on Citrixin ja Vmwaren ratkaisujen käyttäjiä, mutta ympäristöt ovat pieniä eikä niiden käytöstä ole ehtinyt varsinaisesti kertyä kokemuksia. Toisaalta Windows 7 on taas askelta virtualisointiystävällisempi, mikä voi houkutella ulkoistustaloja tarjoamaan jatkossa työpöytiä palveluna Gartnerin ennustuksen mukaisesti.

Virtuaalisovelluksia kautta Suomen

A-Katsastus on ajoneuvojen katsastusalan palvelukonserni, johon kuuluvat emoyhtiön lisäksi muun muassa kuljettajatutkintopalveluihin erikoistunut Ajovarma sekä testausyhtiö A-Test & Consulting. Konsernilla on Suomessa pari sataa toimipistettä, joista 181 katsastusasemia.

Tietohallinnon esimies Ari Järvinen kertoo, että käytössä on tavanomaisten toimistosovellusten lisäksi runsaasti toimialakohtaisia sovelluksia, jotka saattavat olla pitkälle konsernin yhtiöiden tarpeisiin räätälöityjä. Sovelluskirjo ulottuu Sybase-pohjaisesta, asiakas-palvelinmallin mukaisesta tuotannonohjaussovelluksesta vanhoihin 16-bittisiin mittalaitteiden ohjaussovelluksiin.

Yhtiössä vietiin vuonna 2008 läpi työasemien vakiointiprojekti, jonka yhteydessä vaihdettiin viimeisetkin Windows NT -työasemat XP-tasolle. Paras tapa toimittaa sekalaiset sovellukset ja niiden päivitykset kotimaan toimipisteisiin löytyi vasta kokeilujen jälkeen, muistelee Järvinen.

Ensimmäisiä yrityksiä tehtiin Microsoftin Softgridillä. Ongelmaksi nousivat toimipisteiden linjayhteydet, jotka vaihtelevat toimipisteen koon mukaan yhdestä kymmeneen megabittiin sekunnissa. Sovellusten striimaus palvelimelta työasemiin verkon yli osoittautui liian hitaaksi.

Järkevimmäksi osoittautui virtualisoida sovellukset tukitarpeen minimoimiseksi, mutta ajaa sovelluksia paikallisesti työasemissa. Tuotteeksi valikoitui Thinstall, jonka nimeksi vaihtui projektin kuluessa Thinapp Vmwaren ostettua yrityksen.

Ratkaisun toimitti ICT-Verstas, jolta uusien sovellusten paketoinnit tilataan. Paketoidut sovellukset levitetään hollantilaisella Res Wisdom -ohjelmistolla toimipisteiden dispatcher-työasemiin, joista ne kopioidaan muihin työasemiin. Uudet sovellukset ja versiot levitetään yön aikana.

Virtualisointi ei ole mikään itsetarkoitus, huomauttaa Järvinen. Microsoft Officen kaltaiset vakiosovellukset asennetaan työasemiin Res Wisdomilla perinteiseen tapaan. Toimialakohtaisia sovelluksia on kuitenkin virtualisoitu toistakymmentä. Kun ne toimivat kukin omassa virtuaaliympäristössään, tukipyyntöjen määrä on vähentynyt radikaalisti, kiittelee Järvinen.

Käsityötä riittää

Helsinkiläisen ICT-Verstaan asiantuntijan Petri Rantasen mielestä virtualisoinnin päätarkoitus on toimintavarmuuden lisääminen. Yrityksillä on usein kymmeniä liiketoimintasovelluksia, jotka voivat vaatia eri versioita tietokantakomponenteista tai yhteisistä dll-ohjelmista. Harvalla yrityksellä on tehtynä edes listaa sovellusten vaatimista komponenteista, saati että sovellusten yhteentoimivuus testattaisiin aina, kun jonkin versio vaihtuu. Virtualisoimalla sovellukset pienenee konfliktien mahdollisuus.

Vaikka lähes kaikki sovellukset saadaan virtualisoitua, aina se ei Rantasen mukaan kannata. Yhteisiä palveluita kuten virustutkia, palomuureja tai laiteajureita ei voi virtualisoida, ja Adobe Readerin kaltaiset helpot sovellukset eivät hyödy virtualisoinnista. Microsoft Officen kaltaista pakettia ei taas kannata virtualisoida, koska monet sovellukset käyttävät sen komponenttien tarjoamia palveluita.

Lähes puolet Rantasen virtualisoimista sovelluksista on ollut selainkäyttöisiä. Selain on vain käyttöliittymä, ongelmia aiheuttavat esimerkiksi java-, activex-, directx-, ocx- ja .net-komponentit. Sovellukset on testattu ja ne toimivat usein vain joillain tietyillä näiden komponenttien versioilla. Virtualisoimalla saa samassa työasemassa toimimaan rinnakkaisia versioita komponenteista.

Käytännössä sovellusten virtualisointi on pitkälle käsityötä, selvittää Rantanen. Tarvittavien komponenttien löytäminen voi vaatia monitorointityökalujen käyttöä, ja joskus Rantanen on törmännyt sovelluksiin, joiden virtualisointi on onnistunut vain jollain tietyllä ohjelmistolla.

Virtualisointiin ei kannata lähteä ilman, että siitä on saatavissa taloudellista hyötyä. Sovellusvirtualisointi maksaa nykyisellään itsensä Rantasen mielestä nopeammin kuin työpöytävirtualisointi.

Työpöytävirtualisoinnin jarruna Rantanen näkee ohjelmistotalojen lisensointikäytännöt, jotka ovat vielä liian usein konekohtaisia. Virtualisoitu ympäristö kertoo toisaalta tarkoin käyttäjien kulloisenkin määrän, joten joustavampi lisensointi olisi helppo toteuttaa.