مجازی سازی چیست؟
مجازی سازی در سیستم پراکندهی امروز نقش مهمی ایفا می کند و به مدیریت بهتر منابع کمک می کند. در مجازی سازی نرم افزارها و برنامه ها به جای نصب بر روی چند سیستم روی یک سرور مرکزی نصب می شوند و در صورت هر گونه مشکل سخت افزاری و نرم افزاری برای سیستم،هیچ اتفاقی برای اطلاعات نخواهد افتاد در واقع هدف از مجازی سازی یا Virtualization حذف وابستگی بین تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری به منظور جلوگیری از هدر رفتن منابع سرور و محفوظ ماندن اطلاعات است.
تاریخچه مجازی سازی
مجازیسازی (Virtualization) یکی از فناوریهای کلیدی در دنیای فناوری اطلاعات است که بهطور گستردهای در مراکز داده، سیستمهای کامپیوتری و محیطهای کاری مورد استفاده قرار میگیرد. این فناوری به مدیران سیستم اجازه میدهد تا منابع فیزیکی یک سیستم کامپیوتری را بهصورت چندین منبع مجازی تقسیم و استفاده کنند. تاریخچه مجازیسازی به چندین دهه پیش بازمیگردد و از توسعههای اولیه در دهه 1960 تا به کارگیری گسترده آن در دنیای امروز ادامه دارد.
انواع مجازی سازی سرور
در مجازی سازی امکان مدیریت هر بخش بطور مجزا وجود دارد که اساس کارها آن با یکدیگر متفاوت است. مجازی سازی به چهار دسته اصلی تقسیم می شود.
• مجازی سازی سرور Server Virtualization
• مجازی سازی شبکه Network Virtualization
• مجازی سازی دستکتاپ Desktop Virtualization
• مجازی سازی ذخیره سازی Storage Virtualization
مجازی سازی سرور چیست؟
سازمان ها و شرکت ها در سرتاسر دنیا به سمت مجازی سازی حرکت می کنند تا بتوانند مدیریت بهتری بر روی منابع خود داشته باشند و از حداکثر منابع موجود استفاده کنند. در مجازی سازی این امکان وجود دارد که به جای نصب یک سیستم عامل چند سیستم عامل بر روی یک سرور نصب شده و به صورت موازی با یکدیگر کار کنند بدون اینکه تداخلی با یکدیگر داشته باشند.
زمانی که تنها از یک سیستم عامل بر روی سرور یا سخت افزار مورد نظر استفاده می شود این امکان وجود دارد که از صد در صد توان سخت افزاری سیستم استفاده نشود برای حل این مشکل ازنرم افزار مجازی سازی سرور خاصی استفاده می شود که کارشان مدیریت سخت افزار است.
مجازی سازی سرور یا server virtualization پارتیشنبندی یک سرور فیزیکی به تعدادی سرور مجازی کوچک است که هرکدام سیستمعامل خود را اجرا میکنند. این سیستمعاملها به سیستمعامل مهمان معروف هستند. این سیستمعاملها روی سیستمعامل دیگری به نام سیستمعامل میزبان اجرا میشوند. هر مهمانی که به این روش اجرا میشود، از هیچ مهمان دیگری که روی همان میزبان اجرا میشود بیاطلاع است و در یک محیط کاملاً ایزوله است.
مفهوم مجازیسازی سرور بهطور گسترده در زیرساختهای فناوری اطلاعات برای به حداقل رساندن هزینهها با افزایش استفاده از منابع موجود استفاده میشود و توسط یک کارشناس مجازیسازی این کار انجام میشود. مجازی سازی محدود به طیف خاصی از شبکه ها نیست و تمام سازمان های بزرگ و کوچک می توانند از مجازی سازی استفاده کنند.
کاربردهای مجازی سازی سرور
لیستی از کاربردهای server virtualization در زیر آورده شده است.
• server virtualization در محیط تست و توسعه استفاده میشود.
• در دسترس بودن سرورها را بهبود میبخشد.
• به سازمانها اجازه میدهد تا از منابع بهینه استفاده کنند.
• بدون خرید قطعات سختافزاری اضافی، افزونگی را کاهش میدهد.
انواع مجازی سازی سرور شبکه
مجازیسازی سرور در سطوح مختلفی انجام میشود که این روشها باهم تفاوتهایی دارند.
1. مجازی سازی سرور با هایپروایزر
در server virtualization، Hypervisor نقش مهمی ایفا میکند. این یک لایه بین سیستمعامل (OS) و سختافزار است. انواع هایپروایزرهای مجازی سرور عبارتاند از:
• هایپروایزر نوع 1 (همچنین بهعنوان هایپروایزرهای فیزیکی یا بومی شناخته میشود)
• هایپروایزر نوع 2 (همچنین بهعنوان هایپروایزر میزبان یا جاسازیشده نیز شناخته میشود)
هایپروایزر عمدتاً برای انجام وظایف مختلف مانند تخصیص منابع سختافزاری فیزیکی (CPU، RAM و غیره) به چندین ماشین مجازی مستقل کوچکتر، به نام «مهمان» در ماشین میزبان استفاده میشود.
2. پارا مجازیسازی یا Para Virtualization
Para Virtualization کاملاً شبیه مجازیسازی کامل است. مزیت استفاده از این مجازی سازی این است که استفاده از آن آسانتر است، عملکرد آن بهبودیافته است و نیازی به سربار شبیهسازی ندارد. Xen در درجه اول و UML از Para Virtualization استفاده میکنند.
تفاوت بین مجازی سازی کامل و پاره در این است که در مجازیسازی پارا، هایپروایزر برای مدیریت سیستمعامل به قدرت پردازش زیادی نیاز ندارد.
مزایا:
• آسانتر ازنظر پیادهسازی
• عملکرد پیشرفته
• بدون سربار شبیهسازی
محدودیتها:
• نیاز به تغییر در سیستمعامل مهمان دارد
3. مجازی سازی کامل
مجازیسازی کامل از یک Hypervisor برای ارتباط مستقیم با CPU و سرور فیزیکی استفاده میکند. بهترین مکانیزم ایزوله سازی و امنیتی را برای ماشینهای مجازی فراهم میکند.
بزرگترین عیب استفاده ا Hypervisor در مجازیسازی کامل این است که هایپروایزر نیازهای پردازشی خاص خود را دارد، بنابراین میتواند عملکرد برنامه و سرور را کاهش دهد. مجازیسازی سرورها با esxi بهترین نمونه مجازیسازی کامل است.
مزایا:
• هیچ تغییری در سیستمعامل مهمان موردنیاز نیست.
محدودیتها:
• پیچیده است.
• به دلیل شبیهسازی کندتر است.
• نصب درایور دستگاه جدید مشکل است.
4. مجازی سازی به کمک سخت افزار
ازنظر عملکرد شبیه به مجازیسازی کامل و پارا مجازیسازی است با این تفاوت که نیاز به پشتیبانی سختافزاری دارد. مجازیسازی به کمک سختافزار توسط AMD و Intel ارائهشده است. بهعنوان مجازیسازی سختافزار، مجازیسازی AMD و مجازیسازی اینتل نیز شناخته میشود. این شیوه مجازی سازی برای افزایش عملکرد پردازنده طراحیشده است. مزیت استفاده از مجازیسازی سرور به کمک سختافزار این است که به سربار Hypervisor کمتری نیاز دارد.
مثالها: AMD – V Pacifica و Intel VT Vanderpool پشتیبانی سختافزاری را برای مجازیسازی ارائه میکنند.
مزایا:
• هیچ تغییری در سیستمعامل مهمان موردنیاز نیست.
• سربار هایپروایزر بسیار کمتر
محدودیتها:
• پشتیبانی سختافزاری موردنیاز است.
5. مجازی سازی سرور در سطح هسته
مجازیسازی در سطح کرنل یکی از مهمترین انواع مجازیسازی سرور است. این یک مجازیسازی منبع باز است که از هسته لینوکس بهعنوان هایپروایزر استفاده میکند. مزیت استفاده از مجازیسازی هسته این است که به نرمافزار اداری خاصی نیاز ندارد و سربار بسیار کمتری دارد. حالت کاربر لینوکس (UML) و ماشین مجازی مبتنی بر کرنل نمونههایی از مجازیسازی هسته هستند
مزایا:
• هیچ نرمافزار اداری خاصی موردنیاز نیست.
• سربار بسیار کمتر
محدودیتها:
• پشتیبانی سختافزاری موردنیاز است
6. مجازی سازی سطح سیستم عامل
مجازیسازی سیستمعامل را مجازی سازی سیستم اهرمی نیز مینامند. این یک فناوری مجازیسازی سرور است که یک سیستمعامل را به چند فضای کاربری جداشده به نام محیطهای مجازی تقسیم میکند. بزرگترین مزیت استفاده از این نوع مجازیسازی این است که استفاده از فضای فیزیکی را کاهش میدهد؛ بنابراین باعث صرفهجویی در هزینه میشود.
مجازیسازی سیستمعامل لینوکس و مجازیسازی در ویندوز سرور انواع مجازی سازی سرور سیستمعامل هستند. همچنین FreeVPS، OpenVZ، نمونههایی از مجازیسازی در سطح سیستم هستند.
مزایا:
• بهطور قابلتوجهی سبکوزن نسبت به ماشینهای کامل است
• میتواند سرورهای مجازی بیشتری را میزبانی کند
• امنیت و ایزولگی در آن بسیار پیشرفته است
• مجازیسازی یک سیستمعامل معمولاً هزینه زیادی ندارد.
• مهاجرت زنده با مجازیسازی سیستمعامل امکانپذیر است.
• همچنین میتواند از تعادل بار کانتینر پویا بین گرهها و خوشهها استفاده کند.
• و…
محدودیتها:
• مشکلات کرنل یا درایور میتواند تمام سرورهای مجازی را از بین ببرد.
مزایای مجازی سازی سرور شبکه
مجازیسازی سرور مزایای زیادی دارد و میتواند باعث پیشرفتهای چشمگیری در کار یک سازمان شود. ازجمله مهمترین مزایای مجازی سازی سرور میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
• هزینههای عملیاتی کمتر: سرورهای مجازی معمولاً به ابزار فیزیکی کمتری نیاز دارند و انرژی کمتری نسبت به زیرساختهای سنتی مصرف میکنند. با توجه به نکات گفتهشده در مجازیسازی سرور هزینه مداوم نگهداری سختافزار سرور بهطور چشمگیری کمتر ازآنچه برای همان کاربرد و در دسترس بودن در یک محیط سنتی لازم است.
• گسترش سریع بارکاری: مدیران فناوری اطلاعات میتوانند ماشینهای مجازی را خیلی سریعتر از یک محیط سنتی راهاندازی کنند، به این معنی که هم سرورها و هم تیمهای مدیریت میتوانند کارآمدتر باشند.
• بازیابی و انعطافپذیری بالا: تهیه نسخه پشتیبان و تکثیر دادهها به سایر ماشینهای مجازی بهعنوان یک اقدام پیشگیرانه برای بازیابی از فاجعه در سرورهای مجازی بسیار آسانتر است. هنگامیکه فاجعه ناگزیر و امنیتی رخ میدهد، ماشینهای مجازی میتوانند بهسرعت اطلاعات ازدسترفته را بازیابی کنند و از خرابیهای طولانی و گرانقیمت جلوگیری کنند.
تأثیر مجازیسازی به بهتر شدن کار شما در جنبههای مختلف بسیار بیشتری خودش را نشان میدهد.
معایب server virtualization
مجازی سازی سرور در کنار فواید بسیاری که دارد معایبی را نیز به همراه دارد از جمله:
• عملکرد کمتر قابلاعتماد است: برنامههای کاربردی حیاتی معمولاً عملکرد بهتری را در سرورهای فیزیکی در مقایسه با سرورهای مجازی تجربه میکنند، اگرچه این حاشیه عملکرد با پیشرفت فناوری مجازی سازی کاهشیافته است.
• سرمایهگذاری گرانتر است: هزینه مجازیسازی سرور معمولاً گرانتر از همتای فیزیکی آن است، اما همانطور که در بالا ذکر شد، هزینههای جاری این سرمایهگذاری را در طول زمان متعادل میکند.
• همه برنامهها را نمیتوان مجازی کرد، برخی از محیطهای مجازی باید مقداری از ظرفیت سرور سنتی را حفظ کرده و با یک اکوسیستم ترکیبی سازگار شوند.
سرور ماشین مجازی چیست؟
ماشینهای مجازی (VM) نمونههای محاسباتی هستند که توسط برنامهای در حال اجرا بر روی ماشین دیگری ایجاد میشوند، اما بهصورت فیزیکی وجود ندارند. ماشینی که ماشین مجازی را ایجاد میکند، ماشین میزبان و ماشین مجازی را مهمان مینامند. شما میتوانید VM های مهمان زیادی را در یک دستگاه میزبان داشته باشید. سرور مجازی سروری است که توسط یک برنامه ایجاد میشود. شما میتوانید سرورهای مجازی زیادی داشته باشید که از یک ماشین فیزیکی اجرا میشوند. آنها کاملاً از یکدیگر و از ماشین فیزیکی جدا هستند.
نصب و پیکربندی سرور مجازی بهجای سختافزار فیزیکی مزایای زیادی دارد و راهاندازی سرور مجازی باید چیزی باشد که هر سازمانی در حین رشد به آن توجه کند. اگر فقط یک سرور دارید، احتمالاً ارزش آن را ندارد که مجازیسازی کنید، اما وقتی شروع بهاضافه کردن سرورهای بیشتری میکنید، سرمایهگذاری روی این تکنولوژی منطقی است.
اول، شما میتوانید هنگام تغییر به سرورهای مجازی بهجای سختافزار فیزیکی، مقدار زیادی پول صرفهجویی کنید. هنگامیکه چندین سرور مجازی را بر روی یک ماشین فیزیکی میزبانی میکنید، میتوانید منابع را به هر ماشین مجازی اختصاص دهید و به ماشینها اجازه دهید منابع موردنیاز خود را فقط در لحظه استفاده کنند، به این معنی که میتوانید منابع یک ماشین فیزیکی را راحتتر از طریق چندین ماشین مجازی پخشکنید. وقتی یک ماشین مجازی از منابع کمتری استفاده میکند، ماشین مجازی دیگر میتواند از فضای آن استفاده کند که باعث میشود کارایی بیشتری داشته باشد و نوع افزونگی منابع بهطور بالقوه ناشی از تأمین بیشازحد ماشینهای فیزیکی را کاهش دهد.
هنگامیکه ماشینهای فیزیکی کمتری دارید، با کاهش فضای فیزیکی موردنیاز برای ذخیره سرورهای خود، در پول خود نیز صرفهجویی میکنید.
همچنین با نصب و پیکربندی سرور مجازی میتوانید در زمان تهیه و حذف دستگاهها، تکثیر دستگاهها، پشتیبان گیری و بازیابی دادهها و جابجایی دستگاهها در زمان صرفهجویی کنید. همه این فرآیندها را میتوان بسیار سریعتر از سرورهای فیزیکی بهسرعت و بهراحتی با VM ها انجام داد.
نحوه نصب و پیکربندی سرور مجازی
نصب و پیکربندی سرور مجازی آسان است، به همین دلیل است که استفاده از آنها بسیار رایج شده است. راهاندازی ماشینهای میزبان مجازی اولین قدم است، زیرا اصلیترین چیزی که تعداد ماشینهای مجازی را که میتوانید بر روی یک قطعه سختافزار راهاندازی کنید محدود میکند، فضای هارددیسک است.
ظرفیت ماشین میزبان فیزیکی شما برای راهاندازی ماشینهای سرور مجازی و دانستن اینکه چه تعداد میتوانید ایجاد کنید مهم است، زیرا هر VM به RAM و CPU نیز نیاز دارد. اطمینان حاصل کنید که فضای هارددیسک و یک CPU با تعداد هستههای زیادی دارید تا پاسخگوی نصب و پیکربندی سرور مجازی شما باشد. امروزه سرورها همه چندهستهای هستند، بنابراین آنها باید قدرت میزبانی VM های شمارا داشته باشند.
همچنین باید فضای ذخیرهسازی شما کافی باشد زیرا برای ذخیرهسازی دادهها یک امر ضروری بهحساب میآید. در این حالت، سرور میزبان به دیسکهای کافی برای نگهداری این فضای ذخیرهسازی نیاز دارد. درایوهای SATA یا درایوهای SAS بهترین درایوهای ممکن برای نصب و پیکربندی سرور مجازی هستند زیرا سرعت انتقال داده آنها بسیار بیشتر از هارددیسکها است.
هایپروایزر برای نصب و پیکربندی سرور مجازی
هنگامیکه سختافزار فیزیکی خود را با منابع مناسب در اختیار دارید، میتوانید از نرمافزار مجازیسازی برای نصب و پیکربندی سرورمجازی خود استفاده کنید. چندین ابزار معروف مختلف وجود دارد ازجمله: Hyper-V، VMware، VirtualBox یا Citrix XenServer هر یک از این ابزارهایی که انتخاب میکنید دقیقاً به سیستمعاملی که اجرا میکنید، آنچه را که میخواهید مجازیسازی کنید،هزینه و عملکرد بستگی دارد. به این برنامهها هایپروایزر میگویند.
برخی از هایپروایزرها مستقیماً بر روی سختافزار نصب میشوند، درحالی که برخی دیگر بر روی یک سیستمعامل از قبل موجود نصبشده بر روی ماشین میزبان (هایپروایزورهای میزبان) نصب میشوند. هایپروایزرهای فیزیکی ممکن است کمی سریعتر کار کنند، اما راهاندازی و استفاده از آنها نسبت به هایپروایزر میزبان یا نرمافزاری کمی پیچیدهتر است.
هنگامیکه یکی از این ابزارها را نصب کردید، میتوانید بهسادگی دستورالعملهای موجود در خود Hypervisor را برای راهاندازی و ارائه یک سرور مجازی دنبال کنید. هایپروایزرهای میزبانیشده بسیار شبیه هر برنامه کامپیوتری دیگری هستند زیرا دارای یک نصب کننده با دستورالعملهای آسان هستند.
نحوه پیکربندی ماشین مجازی سرور
پیکربندی سرورهای مجازی شما نیز مانند نصب آن کمی زمان میبرد برای شروع ابتدا مقادیر پیشفرض منابع ماشین مجازی سرور را بررسی کنید تا مطمئن شوید که برای اهداف شما کافی است یا خیر؟ باید انتخاب کنید که چه سیستمعامل مهمانی را میخواهید اجرا کنید، فایلهای ماشین مجازی در کجا ذخیره میشوند و انواع اتصال شبکهای را که میخواهید برای ماشین مجازی سرور تنظیم کنید؛ علاوه بر این باید تصمیم بگیرید که آیا هنگام ایجاد ماشین مجازی تمام فضای دیسک را به آن اختصاص دهید یا اینکه میخواهید در صورت نیاز به صورت پویا فضای دیسک را اشغال کند.
اساساً، شما میتوانید سه نوع منبع ماشین مجازی را هنگام ایجاد ماشین یا پس از ایجاد آن پیکربندی کنید: سختافزاری که به آن دسترسی دارد، مدیریت انرژی و گزینههای سیستمعامل و پیکربندی منابع مانند پیکربندی CPU، Hyperthreading، تنظیمات دیسک و حافظه.
بهترین نرمافزارهای مجازیسازی سرور
نرم افزار مجازی سازی سرور مختلفی در بازار وجود دارند که از قدرتمند ترین این نرم افزارها می توان به سه نرم افزار Hyper-V، Virtualbox و Vmware اشاره کرد. نرم افزار Vmware متعلق به شرکت Vmware است که نسخه های مختلفی دارد، Hyper-V متعلق به شرک مایکروسافت و دارای دو نسخه ویندوز کلاینت و ویندوز سرور است، VirtualBox متعلق به شرکت SUN microsystems است و مورد علاقه لینوکس کارها است.
زمانی که بخواهیم روی یک سیستم چندین سیستم عامل نصب کنیم سیستم با کندی و یا حتی مشکل روبر خواهد شد برای حل این مشکل از نرم افزار مجازی سازی سرور استفاده می شود. نحوه عملکرد مجازی سازها به این گونه است که بین سخت افزار و سیستم عامل قرارمی گیرند و با سخت افزار ارتباط برقرار می کنند و سیستم عامل ها کنار یکدیگر بر روی مجازی ساز قرار می گیرند.
لازم به ذکر است که نوع نرم افزار مجازی سازی سرور بسته به نوع هر سرور متفاوت خواهد بود و در برخی موارد امکان همگام سازی نرم افزار مجازی سازی سرور با بعضی از سرورها وجود ندارد. برای پیکربندی نصب و پیکربندی سرور مجازی خود برای عملکرد بهینه، در حالت ایده آل باید از نرمافزاری استفاده کنید که قادر به مدیریت ماشینهای مجازی شما باشد.
VMAN برای مجازیسازی
VMAN میتواند با محیطهای داخلی، ابری یا ترکیبی کار کند و نحوه اتصال ماشینهای مجازی شما به برنامهها، سرورها و زیرساختهای ذخیرهسازی را بررسی میکند. این نرمافزار، جازی سازی نظارت کامل بر کل معماری مجازی شمارا فراهم میکند و تضمین میکند که میتوانید بهراحتی مدیریت سرور مجازی خود را انجام دهید.
همچنین میتوانید داشبورد خود را با معیارهای زیرساخت Azure و AWS ادغام کنید، بنابراین میتوانید همهچیز را در یک مکان متمرکز داشته باشید؛ همچنین بهگونهای طراحیشده است که بتواند با چندین عملکرد نظارت و مدیریت VM کار کند. این بدان معناست که برای بهینهسازی عملکرد، نیازی به وارد شدن به هر Hypervisor برای ایجاد تغییرات پیکربندی ندارید. VMAN را تا 30 روز بهصورت رایگان امتحان کنید، یا میتوانید نسخه نمایشی تعاملی را در وبسایت SolarWinds بررسی کنید؛همچنین در وبسایتهای ایرانی احتمالاً کرک شده این نرمافزار منتشرشده باشد.
این ابزار برای نصب و پیکربندی سرور مجازی یک پلت فرم متمرکز برای مدیریت آسان، حجم بالای پشتیبانی، کمک به ایمن نگهداشتن دادهها در فضای ذخیرهسازی ابری و بازیابی آنها از طریق چندین روش را به سادهترین شکل ممکن فراهم میکند. این ویژگیها برای اجرای ایمن ماشینهای مجازی و سرورها بسیار مهم هستند.
همچنین این ابزار پشتیبان گیری از پلتفرمهای مختلف، ازجمله VMware، Hyper-V، Microsoft 365، SQL و غیره پشتیبانی میکند. اگر شما VM ها را برای حجم زیادی از مشتریان مدیریت میکنید که ممکن است از طیف گستردهای از پیکربندیهای مختلف نرمافزار استفاده کنند، این ابزار مفیدترین نرمافزار برای نصب و پیکربندی سرور مجازی خواهد بود.
چرا باید فست پرداز را برای خدمات مجازی سازی سرور انتخاب کنید؟
با انتخاب فست پرداز برای مجازی سازی سرور، خدمات مجازی سازی سرور باکیفیتی را در کمترین زمان ممکن دریافت می کنید. کارشناسان متخصص ما با برخورداری از شایستگیهای لازم آمادگی پیاده سازی کامل یک پروژه تا به سرانجام رسیدن آن را دارند.
اگر شما به دنبال یک مجموعه ی توانمند برای پشتیانی سرورهای خود هستید و یا از شیوه سنتی برای کسب و کار خود استفاده می کنید فست پرداز انتخاب خوبی برای شما خواهد بود. از مرحله مشاوره و خرید تا نصب و پیکربندی و پشتیبانی همراه شما خواهیم بود.
سخن پایانی
مجازیسازی سرور یک فناوری است که امکان ایجاد یک نمونه مجازی از هر سیستمعامل را در یک پلت فرم مجازی فراهم میکند. قبل از اینکه سرور ماشین مجازی به جریان اصلی تبدیل شود، هر سیستمعامل به یک پلتفرم فیزیکی نیاز داشت، معمولاً یک سرور اختصاصی با CPU، دیسک، حافظه و سایر سختافزارهای مرتبط برای میزبانی سیستمعامل. در این مقاله سعی کردیم در رابطه با مجازیسازی سرور، انواع مجازی سازی سرور server، مزایا و معایب Server Virtualization و جنبههای مختلف دیگر آن به گفتگو بپردازیم، امیدوارم که این مقاله موردتوجه شما واقعشده باشد.