درنگی بر شناخت مجازی سازی سرور
مجازی سازی یکی از جدید ترین و جذاب ترین اصطلاحاتی است که در سازمان های فناوری اطلاعات و دیگر سازمان ها مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از ساده ترین و قابل فهم ترین تعاریفی که در خصوص مجازی سازی وجود دارد، اجرای چند سیستم عامل میهمان بر روی یک هاست می باشد. به عبارت دیگر، با استفاده از مجازی سازی به راحتی می توان یک نسخه مجازی از هر چیزی را به اجرا درآورد.
بسیاری مجازی سازی را یک راهکار و یا ایده فوق العاده خلاقانه برای ایجاد نسخه مجازی از بسیاری از دستگاه های مجازی می دانند. اغلب این دستگاه های مجازی دستگاه های ذخیره سازی، شبکه ها، سرور ها و غیره هستند. حتی ممکن است که منابعی که زمانی به شکل فیزیکی در دسترس کاربران قرار می گرفتند نیز با مجازی سازی به اجرا در بیایند.
توجه داشته باشید که همواره در فناوری مجازی سازی از نرم افزار های مختلفی برای شبیه سازی عملکرد سخت افزار ها و تشکیل سیستم های مجازی بهره گرفته می شود. همین موضوع موجب می شود تا تمامی ویژگی های فیزیکی و ماهیت اصلی منابع محاسباتی از دید کاربران به طور کامل پنهان شود. با مجازی سازی می توان ضمن ایجاد یک یا چند منبع مجازی به سرعت امکان استفاده بسیار کارآمد تر با هزینه کمتر را از منابع سخت افزاری فراهم کرد.
منظور از مجازی سازی سرور چیست؟
در حالت کلی می توان گفت که مجازی سازی سرور ها در واقع به یک نوع فرایندی اطلاق می شود که در آن منابع سرور تقسیم بندی می شوند. همین موضوع موجب می وشد تا به راحتی چندین سیستم عامل میهمان بر روی یک کامپیوتر به اجرا در بیاید. به عبارت دیگر در مجازی سازی سرور ها از سیستم های کامپیوتری یک لایه کاملاً انتزاعی اجرا می شود.
این لایه انتزاعی که به اجرا در می آید در واقع زیر مجموعه سخت افزار اصلی و یا اصطلاحاً مادر می باشد. با در نظر گرفتن توضیحات گفته شده می توان نتیجه گرفت که در مجازی سازی سرور، چند نمونه از سرور ها از یک سرور فیزیکی جدا می شوند. در ادامه سرور های جدا شده به صورت کاملاً مجزا و مستقل در اختیار خواهند بود.
مزایای اصلی مجازی سازی سرور
در ادامه این مقاله به بررسی برخی از مهم ترین مزایای اصلی مجازی سازی سرور می پردازیم.
- صرفه جویی بسیار زیاد در مصرف انرژی
- کاهش بسیار زیاد میزان فضای مصرفی Data Center
- راه اندازی بسیاری از لابراتور های مجازی
- استفاده برای انجام بسیاری از آزمایش های خطرناک
- تسریع در ایجاد و تحویل سرور
- کم شدن میزان وابستگی به سخت افزار های خاص
- افزایش و بالا رفتن Uptime
- کم شدن هزینه ها
- ایجاد امنیت بسیار بیشتر و نگهداری آسان تر اطلاعات و داده ها
رویکرد های اصلی مجازی سازی سرور
رویکر های اصلی جازی سازی سرور ها را می توان به سه رویکرد مختلف تقسیم بندی کرد. با در نظر گرفتن این موضوع، در ادامه به بررسی هر کدام از این رویکرد ها می پردازیم.
- مجازی سازی به صورت رویکرد کامل یا مدل ماشین مجازی (Full Virtualization or Virtual Machine)
در این نوع رویکرد مجازی سازی تمامی ماشین های مهمان را به طور کامل جدا سازی می کنند. این نوع رویکرد با در نظر گرفتن اشتراک گذاری سخت افزار میزبان به گونه ای به اجرا در می آید که گویی بر روی سیستم کامیپوتر مستقل است. همین موضوع موجب می شود تا به گونه ای اجرا شود که گویی ازهایپروایزر و نقش آن هیچ گونه اطلاعی ندارد. این نوع از ماشین های مجازی سرور خود را بسیار مستقل و کارآمد می دانند.
- مجازی سازی به صورت رویکرد ماشین پارا مجازی (Paravirtual Machine)
گاهی ممکن است که به چندین نوع ماشین مجازی احتیاج داشته باشید. همچنین علاوه بر ماشین مجازی ممکن است که به منابع کاملاً انعطاف پذیر و قابل اشتراک گذاری نیز احتیاج داشته باشید. به عبارتی لزوماً احتیاجی به یک محیط کاملاً مجازی سازی شده احتیاج نخواهید داشت. در این صورت استفاده از رویکرد ماشین پارا مجازی و یا اصطلاحاً ناقص، انتخاب هوشمندانه تری است.
توجه داشته باشید که در Paravirtual Machine، برای مهمان به طور کلی شبیه سازی اینترفیس سخت افزاری صورت می گیرد. این موضوع موجب می شود تا منابع به صورت کامل دراختیار آن قرار بگیرد. رویکرد مجازی سازی شده پارا مجازی به داشتن سرعت و کارایی فوق العاده زیاد معروف است که این ویژگی را مدیون هسته پردازشی کوچک آن هستیم. توجه داشته باشید که رویکرد مجازی سازی شده پارا مجازی تنها از سیستم عامل های منبع باز بهره می گیرد. زیرا برای انجام عملیات خود احتیاج به ویرایش ماشین مهمان دارد.
- مجازی سازی به صورت رویکرد در سطح سیستم عامل (Virtualization at the OS Level)
این نوع رویکرد از مجازی سازی در سطح سیستم عامل به طور معمول در فضاهایی مانند هاستینگ مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از ای رویکرد در فضای هاستیک به منظور اختصاص دادن منابع به کاربران و شرکت های زیادی با رعایت امنیت و سرعت می باشد. می توان گفت که در این رویکرد در لایه سیستم عامل، لایه واسط Hypervisor به هیچ وجه وجود ندارد و تمام سیستم به صورت کامل مجازی می شود. همین موضوع موجب می شود تا کاهش بسیار شدید Overhead رخ دهد.
زمانی که از یک سیستمی بهره می گیرید که در سطح سیستم عامل مجازی شده است، در واقع احساس خواهید کرد که از سیستم واقعی بهره می گیرید؛ اما حقیقت چیز دیگری است! در واقع در این رویکرد کرنل و یا همان هسته سیستم عامل این اجازه را می دهد که چند تا از سیستم عامل های مجازی در یک سیستم عامل ایجاد شوند. به عبارت دیگر، در این نوع رویکرد مجازی سازی شده به هیچ وجه ازهایپروایزر خبری نیست. از این رو تمامی نمونه‌های مجازی با حفظ استقلال بر روی، یک OS به اجرا در می آیند.
نکته: می توان گفت که به هایپروایزر (Hypervisor) در واقع مانیتور ماشین مجازی (VMM) نیز می گویند. در حالت کلی سخت‌افزاری که روی آن نصب می‌شود را با عنوان ماشین میزبان می شناسند. از این رو منابع مجازی ای که هایپروایزر ایجاد کرده و مدیریت می کند را با عنوان ماشین میهمان برچسب گذاری می کند.
دلایل مجازی سازی سرور چیست؟
همان طور که می دانید مجازی سازی یکی از بهترین و مقرون به صرفه ترین راه ها برای ارائه خدمات به کاربران می باشد. این خدمات شامل میزبانی وب و بهره گیری بسیار بهتر از منابع موجود در زیر ساخت های فناوری اطلاعات می شود. دقت داشته باشید که تمامی سرور ها بدون ایجاد مجازی سازی تنها می توانند از بخشی از توان پردازشی خود بهره بگیرند.
همین موضوع موجب می شود تا سرور ها در مرحله بیکاری و عدم کار آمدی قرار بگیرند. زیرا حجم کار فقط و فقط به بخشی از سرور های موجود در شبکه اختصاص پیدا می کند. تمامی این موضوعات موجب می شوند تا مراکز داده حتی با وجود سرورهای بدون استفاده، بسیار شلوغ شوند. در نتیجه در صورت شلوغی سرور ها منابع اتلاف شده و توان آن ها کاهش می یابد.
در عملیات مجازی سازی سرور می توان سرور های فیزیکی را به چندین سرور مجازی تقسیم بندی کرد. بنابراین هر سرور مجازی به صورت یک دستگاه فیزیکی یکتا عمل خواهد کرد. زمانی که سرور ها مجازی سازی شدند، هر سرور مجازی به صورت کاملاً مستقل می تواند سیستم عامل های خاص و برنامه های مد نظر خود را اجرایی کند. در این صورت هر فرآیند انجام شده می تواند موجب افزایش بهره گیری سریع تر و بهتر از منابع شود. زیرا تمامی سرور های مجازی سازی شده مانند سرور های مجازی عمل کرده و ظرفیت سرورهای فیزیکی را افزایش می دهند.