معرفی هایپروایزر Hypervisor و انواع آن

مجازی‌سازها می‌توانند خدمات گسترده‌ای به کاربران ارائه دهند. خدماتی که ممکن است تنها با فروش سرور و گسترش دادن شبکه امکان پذیر باشد اما فناوری مجازی‌سازی توانسته با هزینه‌ها و دغدغه‌های کمتر این امکانات را به کاربران ارائه کند. این مقاله به آشنایی با مفهوم hypervisor اختصاص دارد. در این مقاله می‌پردازیم به اینکه هایپروایزر چیست و چه کاربردی دارد، هایپروایزر چه انواعی دارد، تفاوت انواع هایپروایزر چیست و چه نرم افزارهایی برای هر نوع hypervisor وجود دارد. ممکن است گاهی هایپر ویزور هم جایی ببینید اما درست آن هایپر وایزر است.

هایپروایزر یا ناظر ماشین مجازی

کلید اصلی پیاده سازی مجازی سازی Hypervisor است. هایپر وایزر، نرم افزاری است که روی سخت افزار نصب می‌شود و لایه مجازی سازی را ایجاد می‌کند. با این کار ماشین های مجازی یا VM ها را تعریف می‌کنید و اشتراک منابع فیزیکی را مدیریت می‌کنید.

ممکن است hypervisor را با نام VMM بشناسید که مخفف virtual machine manager است. در واقع به نقش هایپروایزر در مدیریت ماشین مجازی اشاره دارد. کاربرد و دلیل استفاده از Hypervisor، پیاده سازی مجازی سازی است و همان طور که گفتیم هایپروایزر، عنصر و مولفه اصلی در راه اندازی مجازی سازی سرور است.

انواع Hypervisor – انواع هایپروایزر

به طور کلی دو نوع هایپر وایزر وجود دارد که بر اساس نیازها و استراتژی های مان از بین نرم افزارهایی که از هر یک پشتیبانی می‌کند، باید انتخاب درستی انجام دهیم. برای آشنایی با انواع Hypervisor و مقایسه آنها با همراه باشید. انواع Hypervisor به شرح زیر است:

هایپروایزر نوع یک – Type 1 hypervisor:

هایپروایزر مستقیما روی سخت افزار اجرا می‌شود که از آن به صورت ‌Bare Metal hypervisor هم یاد می‌شود. هایپروایزر نوع یک در واقع هایپروایزر مستقل و Native هم هست.

هایپروایزر نوع دو – Type 2 hypervisor:

هایپروایزر برنامه‌ای است که روی سیستم عامل هاست اجرا می‌شود و سرویس های مجازی سازی را ارایه می‌دهد. این سیستم عامل می‌تواند ویندوز یا لینوکس یا OS 10 باشد. حالا روی این لایه می‌توانید لایه مجازی سازی را ایجاد کنید. از هایپروایزر نوع دو به صورتHosted hypervisor  و هایپروایزر وابسته هم یاد می‌شود.

برای مقایسه این دو نوع هایپروایزر، تصویر زیر را ببینید.

تفاوت نوع اول و دوم hypervisor

تفاوت نوع اول و دوم hypervisor در این است که Hosted Hypervisor به سیستم عامل میزبان وابسته است و اگر با مساله‌ای مواجه شود، روی سیستم عامل های مجازی میهمان یا Guest تاثیر می‌گذارد.

یکی از دلایل استفاده از نوع اول hypervisor  این است که هر VM مستقل از VM های دیگر است و VM ها از هم تاثیر نمی‌گیرند در نتیجه امکان اجرای برنامه های مختلف به طور هم زمان روی VM ها وجود دارد. چون بین Hypervisor و سخت افزار چیزی نیست،Hypervisor  می‌تواند به راحتی سخت افزار را مدیریت کند و برای این کار نیاز به برنامه مدیریتی مانند vCenter دارد. حالا تفاوت دوم هم مشخص می‌شود: بدون نصب سیستم عامل می‌توان از هایپروایزر نوع یک استفاده کرد.

نوع دوم hypervisor به سیستم عامل میزبان یا هاست وابسته است ولی استفاده و دانلود آن بسیار آسان است و نیاز به دانش و تخصص خاصی نیست اما برای راه اندازی نوع اول hypervisor نیاز به تخصص است.

انواع نرم افزارهای هایپروایزر نوع یک

1. VMware ESX and ESXi – وی‌ م ویر ای اس اکس

هایپروایزرهای وی ام ویر، ارتقاپذیری و ویژگی‌های پیشرفته‌ای را ارایه می‌دهند اما از آنجایی که نیاز به لایسنس دارند، هزینه زیادی دارند.

اما VMware برخی بسته‌های کم هزینه‌تر را برای زیرساخت های کوچک ارایه می‌دهد تا تکنولوژی Hypervisor، به صرفه تر تمام شود.

VMware در واقع در زمینه هایپروایزر نوع ۱، پیشرو است و محصولات vSphere/ESXi در نسخه های رایگان و ۵ نسخه تجاری در دسترس شماست. برای آشنایی با محصولات VMware مقاله “انواع نسخه‌های VMware Horizon View 7” را بخوانید.

2. Microsoft Hyper-V – مایکروسافت هایپروی

مایکروسافت هایپروایزر که تحت عنوان Hyper V در بازار وجود دارد، بسیاری از ویژگی‌های پیشرفته‌ای که محصولات VMware ارایه می‌دهد را ندارد. با این وجود هایپر وی، در کنار XenServer و vSphere،  جزو سه تا از برترین هایپروایزرهای نوع یک است.

Microsoft Hyper V اولین بار به همراه ویندوز سرور ارایه شد اما هم اکنون به صورت Windows Server 2012 Hyper-V است.

Hyper V به صورت نسخه رایگان (بدون GUI و حقوق مجازی سازی) و ۴ نسخه تجاری شامل Foundations (OEM only) و Essentials و Standard و Datacenter. Hyper-V ارایه می‌شود.

3. Citrix XenServer – سیتریکس زن سرور

در ابتدا Citrix XenServer به صورت نسخه متن باز بوده و تکنولوژی هایپروایزر، رایگان است اما مانند نسخه رایگان VMware ESXi هیچ ویژگی پیشرفته‌ای ندارد.

Xen یک type-1 bare-metal hypervisor است. همانند Red Hat Enterprise Virtualization که از KVM استفاده می‌کند،  سیتریکس از Xen در Xen Server استفاده می‌کند.

راهکارهای Citrix در هایپروایزر نوع ۱ شامل ۴ نسخه است.

4. Oracle VM

هایپروایزر اوراکل مبتنی بر Xen است اما برای استفاده از پشتیبانی هایپروایزر و آپدیت‌ها باید هزینه پرداخت کنید.

Oracle VM بسیاری از ویژگی‌های پیشرفته‌ای که در دیگر bare-metal virtualization hypervisor ها دارید را ندارد.

مزیتی که ماشین مجازی اوراکل دارد این است که با محصولات دیگر اوراکل سازگار است و سیتریکس را در میدان رقابت باقی نگه می‌دارد.

انواع نرم افزارهای هایپروایزر نوع دو

1. VMware Workstation/Fusion/Player

هایپروایزر مجازی سازی VMware Player رایگان است. با استفاده از آن می‌توانید فقط یک ماشین مجازی اجرا کنید و امکان ایجاد چند ماشین مجازی زا ندارید.

VMware Workstation هایپروایزر قوی تری است و ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند record-and-replay (ثبت و بازخوانی) و VM snapshot را پشتیبانی می‌کند.

سه کاربرد اصلی VMware Workstation به صورت زیر است:

• اجرای چند سیستم عامل متفاوت یا چند نسخه از یک سیستم عامل روی یک دسکتاپ
• برای توسعه دهنده‌هایی که به اسنپ شات ها و محیط های Sandbox نیاز دارند
• برای استفاده در تست و آزمایش و آموزش

VMware Fusion  در واقع نسخه Mac Workstation است ولی برخی از قابلیت های ورک استیشن را ندارد و برای اجرای ویندوز و لینوکس روی Mac OS مناسب است.

2. VMware Server – وی ام ویر سرور

VMware Server رایگان و بسیار شبیه به VMware Workstation است اما برخی قابلیت های موجود در ورک استیشن را ندارد. VMware Server از جمله hosted virtualization hypervisor ها است و از یک Snapshot در VM پشتیبانی می‌کند. البته از سال ۲۰۰۹ توسعه آن روی سرور متوقف شده است.

3. Microsoft Virtual PC – مایکروسافت ویرچوال پی سی

آخرین نسخه ای که مایکروسافت در زمینه هایپروایزر ارایه داده Windows Virtual PC است که فقط روی ویندوز ۷ اجرا می‌شود و فقظ سیستم عامل های ویندوزی روی آن اجرا می‌شود.

4. Oracle VM VirtualBox – اوراکل ویرچوال باکس

اگر بخواهید مجازی سازی را با هزینه کم انجام دهید، با تکنولوژی VirtualBox hypervisor کارایی و ویژگی‌های قابل قبولی خواهید داشت. Oracle VM VirtualBox علاوه بر رایگان بودن، در بسیاری ویژگی‌ها با vSphere و Microsoft Hyper-V مشترک است.

5. Red Hat Enterprise Virtualization

Kernel-based Virtual Machine یا KVM هم ویژگی‌های bare-metal virtualization hypervisor را دارد هم ویژگی‌های hosted virtualization hypervisor را. می‌تواند کرنل لینوکس را به هایپروایزر تبدیل کند در نتیجه دسترسی مستقیم به سخت افزار فیزیکی هم دارد.

KVM چیست؟

KVM زیرساخت مجازی سازی برای لینوکس است و مجازی سازی Native را روی پردازنده هایی که دارای hardware virtualization extension هستند پشتیبانی می‌کند.

Open source KVM یا Kernel-Based Virtual Machine در واقع Linux-based type-1 hypervisor است که می‌تواند به اغلب سیستم عامل های لینوکس مانند Ubuntu و Debian و Red Hat Enterprise Linux و همچنین ویندوز و Solaris اضافه شود.