مجازی سازی (Virtualization) یکی از مباحث کارآمدی است که در بحث مدیریت منابع سرور و منابع شبکه مطرح می شود. در Virtualization شما می توانید از هر بخش یک سرور چه سخت افزار و چه نرم افزار یک نسخه مجازی تهیه کنید. با Virtualization همچنین می توانید یک شبکه اینترنتی را مجازی سازی کنید.
در این مقاله بررسی مفصلی روی خدمات مجازی سازی و انواع آن خواهیم داشت. با ما همراه باشید.
مجازی سازی (Virtualization) چیست؟
فناوری Virtualization به شما کمک می کند تا منابع یک سرور فیزیکی را بین کاربران مختلفی توزیع کنید و از تمام ظرفیت یک سرور فیزیکی استفاده کامل را ببرید.
بیایید عملی تر به این موضوع نگاه کنیم:
تصور کنید که 3 سرور فیزیکی را برای اهداف مختلفی اختصاص داده اید. یکی به عنوان سرور پست الکترونیک، یکی به عنوان وب سرور و دیگری برنامه ها را اجرا می کند. هر سرور حدودا تنها 30% از ظرفیت خود را استفاده می کنند و مقدار زیادی از فضای سرورها خالی است.
در گذشته اختصاص دادن یک سرور برای اجرای تنها یک کار آسان تر و قابل اعتمادتر بود و همچنین تقسیم کردن فضای سرور بین چندین وظیفه کار بسیار سختی بود. اما با استفاده از مجازی سازی می توانید یک سرور فیزیکی را به چندین کار مختلف اختصاص دهید. مثلا یک سرور می تواند هم به عنوان سرور ایمیل کار کند و هم به عنوان سرور برنامه ها.
در نتیجه با این کار، از یک سخت افزار به صورت کارآمدتری استفاده خواهید کرد.
با رعایت نکات امنیتی، می توانید 3 سرور فیزیکی بالا را با هم ادغام کنید. در این حالت 2 سرور خالی باقی می مانند و مجدد می توانید از آن ها برای کارهای دیگری استفاده کنید. یا اینکه در صورت نیاز نداشتن، از آن ها استفاده نکنید تا هزینه های نگهداری از سرورها کاهش پیدا کند.
مجازی سازی چگونه کار می کند؟
نرم افزاری به نام هایپروایزر (Hypervisor) منابع فیزیکی را از محیط های مجازی جدا می کند. هایپروایزر می تواند در یک سیستم عامل قرار بگیرد (مانند لپ تاپ)، یا مستقیما بر روی یک سخت افزار نصب شود (مانند سرور). هایپروایزرها منابع فیزیکی را به محیط های مجازی تقسیم می کنند تا بتوان از آن ها برای کارهای مختلف استفاده کرد.
کاربران برای تعامل با محیط مجازی از یک ماشین مجازی استفاده می کنند. ماشین مجازی به عنوان یک مجموعه از داده های واحد عمل می کند و مانند هر فایل دیجیتالی دیگری، می توان آن را از یک رایانه به رایانه دیگر منتقل کرد تا عملکرد یکسانی را در محیط جدید داشته باشد.
هنگامی که محیط مجازی در حال اجراست و یک کاربر یا برنامه دستورالعملی را صادر می کند که نیاز به منابع اضافی از محیط فیزیکی دارد، هایپروایزر درخواست را به سیستم فیزیکی ارسال می کند و تغییرات را در حافظه پنهان ذخیره می کند.
اشکال مجازی سازی سرور
مجازی سازی کامل
مجازی سازی کامل از هایپروایزر استفاده می کند، هایپروایزر نوعی نرم افزار است که مستقیماً با فضای دیسک و CPU سرور ارتباط فیزیکی برقرار می کند. Hypervisor منابع سرور فیزیکی را نظارت می کند و هر سرور مجازی را مستقل و بی اطلاع از سرورهای مجازی دیگر نگه می دارد. همچنین منابع را از سرور فیزیکی به سرور مجازی هنگام اجرای برنامه ها رله می کند.
بزرگترین محدودیت استفاده از مجازی سازی کامل این است که هایپروایزر نیازهای پردازشی خاص خود را دارد. این حالت می تواند برنامه ها را کاهش دهد و بر عملکرد سرور تأثیر بگذارد.
پارا مجازی سازی
برخلاف مجازی سازی کامل، پارا مجازی سازی شامل کل شبکه به عنوان یک واحد منسجم است. از آنجایی که تمام سیستم عامل ها در سرورهای مجازی، از یکدیگر در پارا مجازی سازی آگاه هستند، هایپروایزر نیازی به استفاده از قدرت پردازش زیادی برای مدیریت سیستم عامل ندارد.
مجازی سازی در سطح سیستم عامل
برخلاف مجازی سازی کامل و پارا مجازی سازی، در مجازی سازی در سطح سیستم عامل، از Hypervisor استفاده نمی شود. در عوض، قابلیت مجازی سازی که بخشی از سیستم عامل سرور فیزیکی است، تمام وظایف یک هایپروایزر را انجام می دهد. با این حال، تمام سرورهای مجازی باید همان سیستم عامل را در این روش Virtualization سرور اجرا کنند.
روش های مجازی سازی
Virtualization داده ها
داده هایی که در همه جا پخش شده اند را می توان در یک منبع واحد ادغام کرد. مجازی سازی داده ها به شرکت ها این امکان را می دهد تا داده ها را در هر زمانی و در هر جایی که لازم است جمع آوری یا منتقل کنند. یا اینکه آن ها را براساس نیاز کاربر تغییر دهند.
Virtualization داده ها در مقابل چندین منبع داده قرار می گیرد و همه آن ها را تبدیل به یک منبع واحد می کند تا داده های مورد نیاز را، به شکل مورد نیاز و در زمان مناسب به هر برنامه یا کاربر تحویل دهد.
Virtualization دسکتاپ
این نوع معمولا با مجازی سازی سیستم عامل اشتباه گرفته می شود. Virtualization دسکتاپ به یک مدیر مرکزی (یا ابزار مدیریت خودکار) اجازه می دهد تا محیط های دسکتاپ شبیه سازی شده را به طور همزمان در صدها ماشین فیزیکی مستقر کند.
بر خلاف محیط دسکتاپ های سنتی که به صورت فیزیکی بر روی هر دستگاه نصب و به روزرسانی می شدند، مجازی سازی دسکتاپ به مدیران اجازه می دهد تا همه این کارها را بر روی دسکتاپ های مجازی انجام دهند.
Virtualization سرور
سرورها رایانه هایی هستند که برای پردازش حجم بالایی از وظایف خاص طراحی شده اند، بنابراین رایانه های دیگر (مانند لپ تاپ و دسکتاپ) می توانند وظایف دیگری را انجام دهند. با مجازی سازی یک سرور به آن اجازه می دهید تا توابع خاصی را اجرا کند، همچنین پارتیشن بندی شود، تا بتوان از منابع آن برای ارائه چندین عملکرد استفاده کرد.
Virtualization سیستم عامل
مجازی سازی سیستم عامل در هسته مرکزی سیستم عامل ها (Kernel) اتفاق می افتد. با این روش برای مثال می توانید بر روی یک سیستم هم لینوکس و هم ویندوز را در کنار یکدیگر اجرا کنید. مزایای این کار برای شرکت ها به شرح زیر می باشد:
- کاهش هزینه های سخت افزاری انبوه
- افزایش امنیت (زیرا تمام داده های مجازی قابل نظارت و ایزوله هستند)
- زمان کمتر برای به روزرسانی نرم افزار
Virtualization عملکرد شبکه
مجازی سازی شبکه، عملکردهای کلیدی شبکه مانند خدمات دایرکتوری، اشتراک گذاری فایل و پیکربندی IP را از هم جدا می کند تا بتوان آن ها را بین محیط های مختلف توزیع کرد. Virtualization شبکه تعداد عوامل فیزیکی مانند سوئیچ ها، روترها، سرورها، کابل ها و هاب ها که برای ایجاد شبکه های متعدد و مستقل مورد نیاز هستند را کاهش می دهد. این گزینه در صنعت ارتباطات از راه دور بسیار محبوب است.
مزایای Virtualization سرور
مجازی سازی مزایای تکنولوژیکی و تجاری زیادی برای سازمان ها به ارمغان می آورد. تعدادی از مهم ترین مزایای Virtualization به شرح زیر می باشد:
- ادغام سرورها: از آنجا که مجازی سازی یک سرور فیزیکی را قادر می سازد تا کار چندین سرور را انجام دهد، می توان تعداد کل سرورها را در سازمان کاهش داد. به این فرآیند یکپارچه سازی سرور می گویند.
- زیرساخت فیزیکی ساده شده: با تعداد سرورهای کمتر، تعداد رک ها و کابل ها در مرکز داده به طور چشمگیری کاهش می یابد. این امر استقرار و عیب یابی را ساده تر می کند. سازمان می تواند اهداف محاسباتی یکسانی را تنها با فضا، توان و سرمایش کمتری که مورد نیاز برای مکمل سرور فیزیکی است، انجام دهد.
- کاهش هزینه های سخت افزاری و امکانات: یکپارچه سازی سرور هزینه سخت افزاری مرکز داده و همچنین تجهیزات را کاهش می دهد (انرژی و خنک کننده کمتر). یکپارچه سازی سرور از طریق مجازی سازی یک تاکتیک صرفه جویی قابل توجه در هزینه، برای سازمان هایی با تعداد سرورهای بزرگ است و به نوعی سرور اختصاصی به آن ها ارائه می کند.
- تطبیق پذیری سرور: هر ماشین مجازی مستقل با یک سیستم عامل مستقل اجرا می شود. با این حال، سیستم عامل می تواند بین ماشین های مجازی متفاوت باشد و سازمان را قادر می سازد تا ترکیب دلخواهی از ویندوز، لینوکس و سایر سیستم عامل ها را بر روی همان سخت افزار فیزیکی مستقر کند. چنین انعطاف پذیری در استقرار سرورهای فیزیکی سنتی بی نظیر است.
