از تکنولوژی هایی که طی دهه های اخیر بهبود چشمگیری در بهره وری و راندمان سازمان ها داشته است مجازی سازی یا Virtualization است. به طور کلی مجازی سازی در علوم کامپیوتر به معنای ساخت یک نسخه مجازی از یک شی است . این شئ می تواند بخش های مختلف نرم افزاری یا سخت افزاری باشد. در این نوشته قصد داریم این تکنولوژی را از ابعاد گوناگون مورد بررسی قرار دهیم .
تاریخچه مجازی سازی
اولین گام های پیدایش مجازی سازی در سال ۱۹۶۰ میلادی بر روی سیستم های X64 آغاز شد که هدف آن استفاده بهینه از ابر رایانه ها به منظور کاهش هزینه ها بود. در آن دوره رایانه ها به صورت ارزان امروزی نبودند و برای تجهیز کردن آن ها نیاز به صرف هزینه های زیادی بود .
از نخستین شرکت هایی که برای این تکنولوژی پیش قدم شدند می توان به Mainframe شرکت IBM ( International Business Machines ) اشاره کرد که پلتفرم مجازی سازی VMWare مشابه نسخه X86 همان تکنولوژی Mainframe است .
مجازی سازی چیست؟
تعریف های بسیار زیادی برای این تکنولوژی وجود دارد اما راحت ترین تعریف عبارت زیر است :
ایجاد نسخه نرم افزاری از شیء سخت افزاری. به عنوان مثال سرور فیزیکی به عنوان شیء سخت افزاری و ماشین مجازی به عنوان نسخه نرم افزاری .
از معروف ترین شرکت های ارائه دهنده تکنولوژی Virtualization می توان به موارد زیر اشاره کرد :
- VMWare
- KVM
- Microsoft
- Citrix
- Oracle
اشکال مجازی سازی
مجازی سازی عموما به ۲ شکل انجام می شود :
bare-metal hypervisor
مدل درست پیاده سازی مجازی سازی در سازمان ها می باشد. در این مدل پلتفرم مجازی سازی به صورت مستقیم بر روی سرور فیزیکی پیاده سازی می شود . سیستم مجازی در ادامه منابع سخت افزاری خود را بین ماشین های مجازی که درخواست منابع دارند تقسیم می کند.
Nested hypervisor
این مدل از Hypervisor به صورت نرم افزاری می باشد که بر روی سیستم عامل خود به منظور تست و لابراتوار می توانید پیاده سازی کنید. منطقی است که مقدار منابع در اختیار Hypervisor در این مدل بسیار کمتر از حالت اول است زیرا که سیستم منابع مورد نیاز خود را ابتدا بر میداد و مقدار اضافه را به پلتفرم مجازی سازی می دهد .
به طور مثال اگر کامپیوتر شما سیستم عامل ویندوز را پشتیبانی می کند به راحتی با این برنامه می‌توانید سیستم عامل محبوب و کاربردی مانند لینوکس را روی آن اجرا کنید و از ویژگی های هر ۲ سیستم عامل استفاده کافی را ببرید .
از معروف ترین نرم افزارهایی که این امکان را در اختیار کاربران قرار میدهند می‌توان به VMWare Workstation اشاره کرد که با رابط کاربری آسان و مناسبی که دارد به پرکاربرد ترین نرم افزار بین این دسته نرم افزار ها تبدیل شده است .
صرفه جویی در زمان و هزینه ها مهمترین دلیل استفاده از مجازی سازی
ساختار های سلسله مراتبی و عدم مدیریت مرکزی در زیرساخت های سنتی موضوعی بود که برطرف کردن آن و پیاده سازی مدیریت مرکزی هزینه های گزاف را می طلبید. در نتیجه نرم افزارهای سازمانی از سرورهای فیزیکی به ماشین های مجازی انتقال داده شدند.
هرچند که این پراکندگی به نگهداری سریع برنامه ها کمک میکرد و با جداسازی هر یک از سیستم ها از یکدیگر بر روی شبکه باعث افزایش امنیت میشد، هزینه مصرف برق را نیز افزایش می داد و نیازمند تلاشهای مدیریتی بیشتر و پیگیری های دقیقتری نیز بود.
در نهایت باید گفت که مجازی سازی یک نقطه میانی در بین محیط های متمرکز و غیر متمکز است. به زودی شما مجبور خواهید بود تا برای هر برنامه یک قطعه سخت افزار جداگانه تهیه کنید. اگر هر یک از برنامه ها دارای محیط عملکرد جداگانه ای روی یک قطعه سخت افزاری باشد، شما قادر خواهید بود هم از مزایای امنیت و ثبات بهره ببرید و هم از منابع سخت افزاری آن.همچنین، ماشین های مجازی از میزبان مستقل هستند، بنابراین اگر یک ماشین مجازی دچار مشکل شود، در کار بقیه ماشین های مجازی خللی ایجاد نمیشود. یک ماشین مجازی به صورت یک فایل یا هویت واحد که قابل بک آپ، کپی و جا به جاییست ذخیره میشود .
انواع Virtualization
به طور کلی مجازی سازی به انواع زیر تقسیم بندی میشود :
- مجازی سازی سرور (Server Virtualization)
- مجازی سازی دسکتاپ ( Desktop Virtualization )
- مجازی سازی ذخیره ساز ( Storage Virtualization )
- مجازی سازی شبکه ( Network Virtualization )
هر کدام از این سرفصل ها خود ، توضیحی طولانی دارد و نیازمند ساعت ها یادگیری و تمرین برای آشنایی و استفاده درست از آن ها می باشد .
مزایای استفاده از مجازی سازی
به طور کلی سرور های فیزیکی توان مقابله با ماشین های مجازی را به هیچ وجه ندارد، به همین دلیل است که طبق آمار بالای ۹۵ درصد دیتاسنترهای دنیا از تکنولوژی مجازی سازی استفاده می‌کنند.
به طور کلی می‌توان گفت دلیل اصلی استفاده از تکنولوژی مجازی سازی برای سازمان ها کاهش هزینه ها است.گر بتوانیم تکنولوژی مجازی سازی را به صورت بهینه پیاده سازی کنیم می توانیم تا ۷۰ درصد کاهش هزینه ها را شاهد باشیم.از دیگر مزایای مجازی سازی می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم :
- صرفه جویی و کاهش چشم گیر در زمان
- بالا بردن دقت و راحتی نظارت و کنترل سیستم ها
- نگهداری ساده تر و آسان تر از دیتا ها و اطلاعات
- بالا بردن راندمان استفاده از سخت افزار های موجود در سیستم
- بالا بردن امنیت اطلاعات
- پشتیبانی بهتر اطلاعات
- بالا تر رفتن پایداری سرور و شبکه آن
- استفاده کمتر از نیروهای انسانی و در نتیجه کاهش هزینه ها
- استفاده چند سیستم عامل به طور همزمان و در نتیجه استفاده از ویژگی های خاص هر کدام
- کاهش چشم گیر استفاده از فضاهای
- پایین آمدن احتمال خرابی و خطا در سیستم
- دسترسی راحت به اطلاعات و اعمال تغییرات در آن ها
- ادغام مراکز داده و کاهش مصرف انرژی
- راه حل های ساده برای حل مشکلات پیچیده
- قابلیت اجرایWindows, Solaris, Linux و سیستم عامل های شبکه و برنامه ها به صورت همزمان بر روی یک سرور
- افزایش بهره وری CPU از ۵-۱۵% به ۶۰-۸۰%.
- قابلیت جابه جایی یک ماشین مجازی از یک سرور به سرور دیگر بدون نیاز به تنظیمات مجدد، که این مورد امری حیاتی در پروسه مهاجرت از سرور های فیزیکی قدیمی به سرورهای جدید محسوب می شود.
- ایزوله بودن ماشین های مجازی نسبت به یکدیگر باعث ارتقاء امنیت میشود. بدین گونه که اگر یک ماشین مجازی دچار اشکال شود،ماشین های دیگر را تحت تآثیر قرار نخواهد داد.
- قابلیت گرفتن اسنپ شات از تمام وضعیت های ماشین مجازی و بازگشت به همان وضعیت . این مساله در محیط های آموزشی وآزمایشگاهی بسیار کارآمد میباشد.
- مدیریت متمرکز زیر ساخت های مراکز داده .
- یک ماشین مجازی قادر خواهد بود بر روی هر سرور X86 اجرا شود.
- میتواند به تمام منابع سخت افزاری میزبان دسترسی داشته باشد.
- امکان مهاجرت از سیستم عامل های قدیمی ( ویندوز NT سرور ۴.۰ و ویندوز ۲۰۰۰)و انتقال آنها به سخت افزار جدید با سیستم عامل جدیدتر.
- توانایی تعیین چندین ماشین مجازی به عنوان یک تیم به گونه ای که مدیران شبکه قادر باشند همه آنها را با هم خاموش و روشن ، متوقف و یا وادار به ادامه کار کنند.
- مجازی سازی امکان شبیه سازی سخت افزاری را فراهم می آورد و قادر خواهد بود فایل ISO را به عنوان CD-ROM و فایل های vmdk را به عنوان هارد دیسک استفاده کند.
- مجازی سازی این امکان را فراهم می آورد تا از Natting به جای Bridging استفاده نماید.
- استفاده از ISO به جای CD و DVD .
امروزه شما می‌توانید با یک سیستم شخصی خانگی تا رایانه های قوی تر سازمانی و هاست های دیتایی قوی با سخت افزار های قدرت مند تر یک سرور مجازی را به وجود بیاورید و تمام کاربرد های نام برده شده را در آن ها اعمال کنید و تفاوت وجود و عدم وجود مجازی سازی را حس کنید .
قابلیت های منحصر به فرد مجازی سازی
High Availability
یکی از بهترین قابلیت های بستر مجازی قابلیت HA می باشد.
در این قابلیت زمانی که سرور فیزیکی دچار مشکل شود ماشین های مجازی روی آن در کمتر از چند ثانیه به صورت کاملا اتوماتیک به سرور دیگری منتقل می‌شوند و بلافاصله روشن شده و به کار خود ادامه میدهند.
این قابلیت برای بالابردن SLA سازمانی بسیار مفید است، در بستر فیزیکی این قابلیت تنها با کلاستر کردن نرم افزار ها ممکن است. اما در بستر مجازی فارغ از اینکه داخل ماشین مجازی چه سرویسی وجود دارد این قابلیت در دسترس می باشد.
Distributed Resource Scheduler (DRS)
این قابلیت به زبان ساده تنظیم بار ماشین های مجازی و سرورها می پردازد. مزیت های این قابلیت بسیار زیاد هستند که در این مطلب ما به دو مورد از آن ها اشاره می‌کنیم.
- در دسترس قرار دادن منابع برای ماشین های مجازی که به آنها احتیاج دارند
- افزایش طول عمر سرور ها با استفاده متوازن آنها.
به صورت کلی این قابلیت باعث می شود ماشین های مجازی بتوانند با جا به جا شدن بین سرور های فیزیکی منابع مورد نیاز خود را اعم از رم و سی پی یو تامین کنند.
Fault Tolerance (FT)
این قابلیت یکی از قابلیت های منحصر به فرد بستر مجازی است.
با استفاده از این قابلیت می توانیم تضمین کنیم ، حتی زمانی که سرور فیزیکی ما دچار مشکل میشود ، سرویس‌های ماشین‌های مجازی آن بدون هیچ دان تایمی به کار خود ادامه دهند یعنی حتی زمانی که هاست فیزیکی ما دچار مشکل می شود سرویس های ما به کار خود ادامه میدهند و مشتری های سازمان به هیچ وجه متوجه مشکل سرور ها نخواهند شد.
vMotion
قابلیت جابجا کردن ماشین های مجازی بر روی هاست های فیزیکی چه در حالت روشن و چه در حالت خاموش را vMotion می گویند.با استفاده از این قابلیت می‌توانیم با جا به جا کردن ماشین های مجازی از دان تایم های احتمالی جلوگیری کنیم. شکل زیر این تکنولوژی را نمایش می‌دهد.
نتیجه گیری
کاربرد های مجازی سازی فقط در شرکت های بزرگ و دیتا سنتر های عظیم نیست بلکه با پیشرفت تکنولوژی و ورود فناوری اطلاعات به زندگی همگان ، جامعه به خصوص برای شرکت هایی که در مسیر پیشرفت تکنولوژی قدم بر می دارند دیگر مانند گذشته نیست . کسب و کارها دیگر از روش های سنتی استفاده نمی‌کنند و دنبال روش های ساده تر ، راحت تر و سریع تر هستند یکی از ارکان های اصلی برای رسیدن به اهداف فوق سرور های مجازی هستند . به طور مثال دیگر ، شرکت ها برای هر کارمند و Developer خود سیستمی خاص و جدا تهیه نمی کنند و برای سهولت کار و صرفه جویی در هزینه از مجازی سازی با قابلیت کاربری زیاد استفاده می‌کنند تا برای هر شخص متناسب با نیاز های خودش ماشین مجازی اماده کنند و با سرعت بیشتر و آسان تر آن را در اختیار کاربر قرار دهند.
بدون دیدگاه