آشنایی کلی با مجازی سازی

آشنایی کلی با مجازی سازی

دنیای IT معمولا دارای کلمات بسیار ویژه ایست و و حتی گاهی برخی اصطلاحات را آنگونه که خود میخواهد دوباره تعریف میکند. گاهی آخرین نامگذاری ها که در این صنعت استفاده میشود بیانگر یک فناوری خاص است. مواردی مانند x86 یا مفاهیمی مانند رایانش سبز(green computing). در حالی که دنیای IT در حال رشد است اصطلاحات جدیدی بوجود می آیند و یا کم کم ازبین میروند. در سال های اخیر عبارت مجازی سازی(virtualization) تبدیل به یکی از جدیدترین کلمات دنیای IT شده است. همین موضوع این سوال را بوجود می آورد که اصلا مجازی سازی چیست؟ اولین مفهومی که برای اولین بار  به ذهن اکثر حرفه ای ها  میرسد، اجرای یک یاچند سیستم عامل در یک سیستم سرور است. اگرچه اندکی کنکاش بیشتر روشن میکند که این تعریف خیلی محدود است. تعداد بسیار زیادی سرویس، سخت افزار و نرم افزار وجود دارند که میتوانند مجازی شوند. این مقاله میخواهد نگاهی به انواع مختلف مجازی سازی و مزایا و معایب آنها بیندازد.

مجازی سازی چیست؟

قبل از شروع به بحث در مورد جزئیات  انواع  مختلف مجازی سازی، ارائه تعریف خلاصه ای از این عبارت مفید خواهد بود. ویکیپدیا از این تعریف استفاده میکند: “در رایانش، مجازی سازی اصطلاح گسترده ای است که مفهوم عمومی آن مختصر کردن منابع رایانه ای است.مجازی سازی ویژگی های فیزیکی منابع کامپیوتری را از کاربران آنها مخفی میکند. همچنین  میتواند باعث شود یک منبع فیریکی مانند یک سرور، یک سیستم عامل، یک نرم افزار کاربردی و یا یک دستگاه ذخیره سازی مانند چند منبع مجازی عمل کند و یا چند منبع فیزیکی مانند دستگاه یا سروربه صورت یک منبع مجازی را دیده شود.

در یک بیان ساده مجازی سازی اغلب به یکی از دو صورت زیر شناخته میشود.

1. ایجاد تعداد زیادی منابع مجازی ازیک منبع فیزیکی است.
2. ایجاد یک منبع از یک یا چند منبع فیزیکی است.

این عبارت (مجازی سازی) معمولا برای بیان یکی از مفاهیم فوق در حوزه های مختلف مانند شبکه، ذخیره سازی و یا سخت افزار استفاده میشود.

تاریخچه

مجازی سازی یک مفهوم جدید نیست. یکی از کارهای ابتدایی در این زمینه یک مقاله از Christopher Strachey با عنوان “تقسیم زمان در رایانه های بزرگ سریع” بود.اولین بار IBM شروع به تحقیق در مورد مجازی سازی نمود. مفهوم ماشین مجازی کاربران را در حالیکه یک رایانه شخصی برای هریک شبیه سازی میکرد جدا از هم نگاه داشت.

در دهه 80 و اوایل دهه 90 صنعت دنیای رایانه را از CPU های واحد به مجموعه از رایانه های کوچکتر و ارزانتر که از x86 استفاده میکردند سوق داد. در نتیجه مجازی سازی کمتر مورد توجه قرار گرفت. درسال 1999 با معرفی VMware workstation تغییر کرد. این امر با  VMware’s ESX Server که بر روی یک رایانه که ماشین مجازی برروی سخت افزار آن نصب شده بود و نیاز به یک سیستم عامل میزبان نداشت دنبال شد.

انواع مجازی سازی

امروزه عبارت مجازی سازی به طور گسترده برای مفاهیم مختلف استفاده میشود که عبارتند از:

• Server Virtualization
• Client / Desktop / Application Virtualization
• Network Virtualization
• Storage Virtualization
• Service / Application Infrastructure Virtualization

درمجازی سازی در بیشتر موارد ،یکی از دو حالت تبدیل یک منبع فیزیکی به چند منبع مجازی و یا عکس آن تبدیل چند منبع فیزیکی به یک منبع مجازی در حال اتفاق افتادن است.

مجازی سازی سرور

مجازی سازی سرور  یک از مهم ترین بخش های صنعت مجازی سازی است که شرکت هایی مانند VMware، Microsoft، Citrix در آن فعال هستند. با مجازی سازی سرور یک ماشین فیزیکی به تعداد زیادی سرور مجازی تقسیم میشود. در هسته چنین نوع مجازی سازی مفهوم hypervisor (نمایش گر ماشین مجازی) نهفته است. یک hypervisor لایه نرم افزاری است که بین سیستم عامل و سخت افزار قرار میگرد. hypervisor معمولا یک CPU مجازی و حافظه برای نرم افزار هایی که برروی آن اجرا شده اند اختصاص می دهد. این عبارت نخستین بار در ارتباط با IBM CP-370 استفاده شد.

نرم افزارهای hypervisor در دو دسته دسته بندی میشوند:

نوع اول: نوعی که به عنوان bare-metal شناخته میشنود. این دسته مستقیما برروی سخت افزار اجرا میشوند و سیستم عامل ها برروی آنها اجرا میگردند. مثال هایی مانند VMware, ESX و Microsoft Hyper-V

نوع دوم: نوعی که بر روی یک سیستم عامل موجود اجرا شده وسیستم عامل های دیگری در لایه سوم بعد از سخت افزار برروی آنها نصب میشوند. مثال هایی مانند VMware Workstation و SWSoft’s Parallels Desktop

مجازی سازی هایی که ازhypervisor  نوع اول استفاده میکنند با مفهوم مجازی سازی موازی paravirtualized در ارتباط هستند. مجازی سازی موازی روشی است که در آن یک رابط نرم افزاری بسیار شبیه و اما نه دقیقا مانند سخت افزاربستر ارائه میشود. سیستم عامل ها باید بر روی hypervisor مجازی سازی موازی قرار گیرند. سیستم عامل اصلاح شده hypercall هایی که توسط parvirtualized hypervisor پشتیبانی میشود را استفاده میکند تا از این طریق مستقیما با سخت افزار ارتباط داشته باشد. پروژه عمومی Xen از این نوع مجازی سازی استفاده میکند. اگرچه با شروع نسخه 3 Xen این نرم افزار همچنین قادر شده است سخت افزار را با کمک فناوریهای مجازی سازی اینتل و AMD بکار گیرد. این ویژگی ها به Xen  اجازه میدهند که سیستم عامل های دستکاری نشده مانند ویندوز را اجرا کند.

مجازی سازی سرور منافع متعددی برای شرکت هایی که از این فناوری استفاده میکنند دارد. ازمیان این منافع متداول ترین آنها عبارتند از:

کاربری سخت افزار افزایش می یابد: این موضوع منجر به صرفه جویی در منابع سخت افزاری شده و مخارج مدیریتی را کاهش داده و در انرژی صرفه جویی میشود.

امنیت: سیستم های درخطر با استفاده از یک پشتیبان کامل قابل بازگردانی میشوند. همچنین ماشین های مجازی میتوانند یک فضای ایمنی و یا فضای مجزا برای جلوگیری از حمله ها فراهم کنند.

برنامه نویسی: عیب یابی و مانیتور کردن عملکرد به راحتی در یک روال قابل تکرار اجرا میشود. برنامه نویسان همچنین به سیستم عامل دسترسی آسانی دارند که در صورت عدم استفاده از مجازی سازی قادر به استفاده از آنها نخواهند بود.

به طور متناسب تعدادی معایب احتمالی نیز وجود دارند که باید درنظر قرارگیرند:

امنیت: با این شرایط نقاط ورودی بیشتری مانند hypervisor و لایه شبکه مجازی وجود دارند که باید کاملا پایش شوند. یک نسخه پشتیبان در معرض  خطر نیز ممکن است با تکنولوژی مجازی سازی به آسانی منتشر شود.

مدیریت: با وجود اینکه ماشین های فیزیکی کمتری برای نگهداری و تعمیروجود دارد ممکن است در مجموع کار بیشتری وجود داشته باشد. چنان فرآیند تعمیر و نگهداری ممکن است مهارتهای جدید و آشنایی با نرم افزاری که مدیریت برروی آن انجام میشود احتیاج باشد که در گذشته احتیاج نبود.

مدیریت هزینه ها: بسیار از نرم افزارها هزینه هایی  را به شرکت ها تحمیل میکنند. مثلا اجرای چهار ویندوز برروی یک سرور نیازمند چهار نسخه اصلی خریداری شده ویندوز است که هزینه را به شدت افزایش میدهد.

عملکرد: مجازی سازی به طور بهینه منابع سخت افزاری مانند RAM و CPU را بخش بندی میکند. این ویژگی در ترکیب با Hypervisor که در رده بالای آن  قرا دارد منجر به محیطی میشود که به حداکثر عملکردمنتهی نخواهد شد.

گروه فنی و مهندسی وی سنتر ارائه دهنده کلیه راهکارهای مجازی سازی آمادگی خود را برای تامین نیازهای مشتریان اعلام می دارد.

شماره تماس: 88884268