مجازی سازی سرور چیست و چگونه کار می‌کند؟

با استعلام قیمت سرور، متوجه می‌شوید که برای گسترش دادن یک شبکه و اضافه کردن امکانات تازه به آن، همیشه نمی‌توان یک سرور تازه خرید. در چنین شرایطی، مجازی‌سازها راه حل‌‍های خوبی به ما ارائه می‌دهند. مفهوم مجازی سازی سرور یا Virtualization با هدف صرفه‌جویی در منابع فیزیکی و هزینه‌ها به وجود آمده و در صورت پیاده سازی و راه اندازی مجازی سازی می‌توانیم از منابع موجود، حداکثر بهره‌بری و کارایی را داشته باشیم. یکی از انواع مجازی سازی، مجازی سازی سرور است که در این مقاله به آن می‌پردازیم اما ابتدا باید با مفهوم مجازی سازی و مزایای مجازی سازی آشنا باشید. خواندن پیشنهاد مطالعه در این زمینه مفید خواهد بود. پس از آن مفهوم هایپروایزر و مجازی سازی سرور، نرم افزارهای مجای سازی را به طور مفصل ارایه می‌دهیم.

هایپروایزر‌ – Hyperviser چیست؟

مهمترین مولفه مطرح در مجازی سازی، نرم‌افزار هایپروایزر‌ یا Hyperviser است که روی سرور فیزیکی نصب می‌شود و منابع را بین سرورهای مجازی مستقل، تقسیم می‌کند. پردازنده‌های چنین سیستم و سروری باید از مجازی ‌سازی در سطح سخت افزار پشتیبانی کنند. در این نوع سرویس‌دهی، دسترسی کامل به سرور در اختیار کاربر قرار می‌گیرد و کاربر با توجه به نیازهایش می‌تواند تنظیمات مورد نیازش را بدون محدودیت روی سرور انجام دهد.

بدین ترتیب با هزینه‌ای که برای یک سرور فیزیکی انجام داده‌ایم می‌توانیم چند سرور داشته باشیم و هر یک را با داشتن سیستم عامل خودش، برای کاربرد خاصی استفاده کنیم مثلا یکی را برای فایل سرور یکی را برای بخش مالی و اداری یکی را برای پرینت سرور و یکی را برای ایمیل سرور. پس می‌بینیم که با یک سرور توانستیم چندین سرور را در اختیار داشته باشیم (البته به صورت مجازی و منطقی). نتیجه چیست؟ کارایی بیشتر و هزینه کمتر. تا اینجا با کاربرد مجازی سازی سرور آشنا شدیم.

پس از نصب هایپروایزر، مفهوم مجازی خود را نمایان می‌کند و دیگر پردازنده فیزیکی نداریم و با پردازنده مجازی سروکار داریم. محبوب ترین نرم افزار مجازی سازی و هایپروایزها عبارتند از: VMware vSphere و ESXi، و مایکروسافت Hyper V.

VMها همزمان روی هاست پیاده می‌شوند، اما از نظر منطقی کاملا ایزوله از یکدیگر هستند که دلیل آن تامین امنیت و جلوگیری از حمله Malware ها است. اگر هم ماشینی با مشکل امنیتی مواجه شود، روی بقیه ماشین ها تاثیر نخواهد گذاشت.

مجازی سازی سرور چیست؟

در تکنولوژی مجازی سازی، لایه نرم افزاری به نام Hypervisor بین ماشین های مجازی یا همان Virtual Machine ها و سخت افزار قرار می‌گیرد. قلب مجازی سازی همان ماشین های مجازی است که شامل سیستم عامل به همراه سرویس‌ها و برنامه کاربردی داخل آن است. VM ها کاملاً از هم تفکیک شده‌اند و به یکدیگر وابستگی ندارند.

وظیفه Hypervisor تخصیص دینامیکی منابع سخت افزاری به ماشین های مجازی در هنگام نیاز به آنها و سپس آزاد سازی آنها پس از اتمام کار است. در ابتدا نرم افزار مجازی ساز یا همان Hypervisor روی سخت افزار سرور اجرا و نصب می‌شود و سپس در درون آن تعدادی ماشین مجازی تعریف می‌شود.

پس از این مرحله هر ماشین مجازی مانند یک سخت افزار مستقل عمل می‌کند که می‌توان روی آن، سیستم عامل دلخواه را نصب کرده و سپس سرویس‌ها را راه اندازی کرد. در حالت پیشرفته‌تر برای مجازی سازی می‌توان سخت افزار چندین سرور مختلف را به صورت منطقی با یکدیگر  تجمیع کرد و کل منابع را به صورت تجمیعی در اختیار یک Hypervisor قرار داد.

این روش به طور کامل مجازی سازی را بر روی یک سرور فیزیکی انجام می‌دهد تا برنامه های کاربردی و نرم افزارهای مختلف را در بخش های مجازی سازی شده پشتیبانی کنند. این روش باعث ایجاد سرورهای واحدی بر روی سرور فیزیکی می‌شود. در واقع “مجازی سازی سرور” بین سرور و سیستم عامل قرار می‌گیرد. سیستم عامل های مهمان بر روی ماشین های مجازی اجرا می‌شوند، اما به واسطه نرم افزار مجازی ساز گمان می‌کنند که به طور مستقیم با سرور فیزیکی در ارتباط هستند. در واقع نرم افزارهای مجازی سازی سرور، سیستم عامل مهمان را فریب می‌دهند. بنابراین چندین ماشین مجازی می‌توانند فقط از طریق یک سرور فیزیکی مورد استفاده قرار گیرند و سود زیادی عاید سازمان شود.

در مجازی سازی، چند سیستم عامل روی یک CPU به طور موازی اجرا می‌شوند. این موازی بودن باعث کاهش هزینه و سربار می‌شود و البته با مالتی تسکینگ متفاوت است. در Multitasking در واقع چندین برنامه روی یک سیستم عامل اجرا می‌شود.

اشتراک گذاشتن سخت افزارها در مجازی سازی

در حالت پیشرفته‌تر برای مجازی سازی می‌توان سخت افزار چندین سرور مختلف را به صورت منطقی با یکدیگر  تجمیع کرد و کل منابع را به صورت تجمیعی در اختیار یک Hypervisor قرار داد.

یکی از مهمترین تکنولوژی‌های مجازی سازی، این است که اگر یک سازمان کوچک یا بزرگ بیش از یک سرور حقیقی داشته و تمامی آنها مجازی سازی شده باشند، زمانی که بار کاری روی یک سرور بسیار زیاد شود چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا می‌توان از سخت افزار های دیگر سرورها نیز استفاده کرد؟ با انجام اشتراک گذاری سخت افزارها در مجازی سازی می‌توان این کار را انجام داد.

یعنی سخت افزارهای سرور یک به صورت مجازی روی سرور دوم فعالیتش را انجام می‌دهد. به عبارتی دیگر این عدم وابستگی ماشین های مجازی به منابع سخت افزاری باعث می شود بتوان به صورت بهینه از تمامی سخت افزار های داخل شبکه استفاده کرد.

مزایا استفاده از مجازی سازی سرور

کاهش هزینه ها از جمله مزایای مجازی سازی سرور است که با هدف استفاده بهینه از تمام منابع موجود در سیستم های پردازشی استفاده می شود. این هزینه ها شامل خرید سخت افزار و تجهیزات، هزینه نگهداری و پشتیبانی و هزینه مدیریت است. کاهش مصرف برق و کمتر شدن فضای فیزیکی مورد نیاز برای نگهداری سرور مجازی سازی شده، هم از مزایای استفاده از مجازی سازی سرور است.

انواع مجازی سازی سرور

انواع روش های مجازی سازی سرور شامل مجازی سازی کامل و مجازی سازی پارا و مجازی سازی تقلیدی است که در ادامه هر یک را شرح می‌دهم.

• Full Virtualization یا مجازی سازی کامل سرور چیست؟

سخت افزار کاملا برای محیط نرم افزاری، شبیه سازی می‌شود که شامل سیستم عامل مهمان و برنامه های آن است که برای اجرا، نیازی به تغییر و در اصلاح Modify ندارند.

تکنولوژی مجازی سازی کامل، مدیران شبکه را قادر می سازد تا سیستم عامل های مختلفی را روی یک سرور فیزیکی به طور همزمان و در یک لحظه اجرا کنند. به طور مثال بسیاری از مدیران شبکه با دریافت یک سرور فیزیکی قدرتمند، چندین سیستم عامل بر روی آن نصب و سپس آن را برای اهداف گوناگونی اجرا می‌کنند. در نتیجه علاوه بر کاهش هزینه های خرید سرور، برای مکان هایی که با کمبود جا برای نگهداری چندین سرور مشکل دارند، نیز بسیار مناسب است.

• Emulation Virtualization یا مجازی سازی تقلیدی چیست؟

سخت افزار در مجازی سازی تقلیدی برای ماشین مجازی، شبیه سازی می‌شود و VM مستقل است و سیستم عامل مهمان نیازی به  اصلاح و تغییر ندارد. در این حالت همانند مجازی سازی کامل سخت افزار، ساختن و مدیریت VM انجام می‌شود.

• Para Virtualization یا مجازی سازی ناقص چیست؟

در مجازی سازی ناقص سخت افزاری، سخت افزار شبیه سازی نمی‌شود و نرم افزار مهمان، سیستم ایزوله خودش را اجرا می‌کند و اصلا نیازی به شبیه سازی سخت افزار ندارد اما باید سیستم عامل مهمان را اصلاح کرد.

برنامه های مهمان، در محدوده ایزوله شده خودشان اجرا می‌شوند انگار که روی سیستم جداگانه‌ای در حال اجرا هستند اما محیط سخت افزار شبیه سازی نمی‌شود. برنامه های مهمان برای اجرا شدن در این محیط باید تغییراتی داده شوند.

مجازی سازی پارا، تکنیکی است که اینترفیس نرم افزاری به ماشین مجازی ارایه می‌دهد. اینترفیس نرم افزاری مشابه اینترفیس نرم افزار- سخت افزار است اما همانندش نیست. در این روش، VM ها از وجود هم باخبرند و می‌دانند هر VM چه میزان منابع در اختیار دارد. این تکنیک در سیستم عامل های متن باز قابل استفاده است.

انواع نرم افزار مجازی سازی سرور

انواع نرم افزارهای مجازی سازی سرور را در دو زمینه دیتاسنتر – پایگاه داده و دسکتاپ شخصی معرفی می‌کنیم.

انواع نرم افزارهای مجازی سازی سرور در مراکز داده عبارتند از:

• VMware vSphere
• Microsoft Hyper-V
• Citrix XenServer
• Linux KVM
• Oracle VM Server
• Virtuozzo
• Proxmox VE
• Red Hat Virtualization

برای آشنایی با hyper v مقاله “نصب و راه اندازی Hyper-V” را بخوانید.

انواع نرم افزارهای مجازی سازی سرور در دسکتاپ شخصی عبارتند از:

• VirtualBox
• Parallels
• QEMU
• bhyve

مجازی سازی و سرور hp

به وسیله تکنولوژی موجود بر روی سرورهای HP، مدیران شبکه می‌توانند به طور کامل سخت افزار هایشان را از تمام زوایا مانند دمای سرور، حجم هارد دیسک ها، دمای قطعات و … مدیریت کنند. اما راه دیگری نیز برای مدیریت این موارد و بلکه بیشتر وجود دارد که همان روش مجازی سازی است. مدیران شبکه می‌توانند در کنسول آن، تمامی جزییات سرورهای خود را بررسی کنند تا بتوانند مدیریت بیشتری بر روی شبکه و سرور خود داشته باشند.

اجرای خدمات مجازی سازی توسط توسعه شبکه آداک(ایران اچ پی)

کارشناسان مجرب و با تجربه فالنیک، با به کارگیری آخرین تکنولوژی‌های روز دنیا در زمینه‌های طراحی و پیاده سازی، اجرای دستورالعمل استاندارد پروژه های مجازی سازی، تهیه نسخه های پشتیبانی (Back Up)، اتصال ESXها به Storage ها، انتقال اطلاعات بین سرورهای مجازی و حقیقی و … توانسته اند مورد تایید و اعتماد سازمان ها و ارگان های بزرگ کشوری قرار گیرد و به موجب همین اعتماد، پشتیبانی و گارانتی محصولات HP فقط برای این مجموعه معتبر است.

پادکست با موضوع مجازی سازی سرور و انواع آن

در این قسمت از مجموعه پادکست‌های رادیو فالنیک در خدمت شما هستیم و در بخش پرونده، قصد داریم به “مجازی سازی سرور و انواع آن” بپردازیم. پرونده‌ها در رادیو فالنیک، طبق آخرین تکنولوژی‌ها و مستندات روز دنیا تهیه می‌شود که مهندس مریم فقیهی عهده‌دار تالیف و ارایه آن است. در کنار آن چند دقیقه‌ای را به بررسی مناسبت‌های ماه و اهم رویدادهای دنیای تکنولوژی می‌پردازیم که کارشناسان ما، ندا ایزدی و زهرا چگینی تهیه و ارایه می‌کنند.

عناوین مهمی که در این پادکست ۳۰ دقیقه‌ای می‌شنوید در ادامه آمده است:

۱- اخبار تکنولوژی:

طراحی رباتی برای ضدعفونی سطوح توسط شرکت Xenex، معرفی چند سایت برای خریدن لوازم سرگرمی کودکان در ایام قرنطینه، ساخت یک پوشش ضد میکروبی توسط محققان هنگ کنگی، برگزاری آنلاین نمایشگاه اینوتکس و معرفی دو محصول جدید اچ پی، بخشی از اخبار تکنولوژی این پادکست است.

۲- پرونده ویژه:

موضوع پرونده‌ی اردیبهشت ماه ۹۹، مجازی سازی سرور و انواع آن است. با توجه به اینکه مجازی سازی از تکنولوژی های بسیار مهم در دنیای فناوری است، در این پادکست به بررسی انواع مجازی سازی، مجازی سازی سرور و انواع مجازی سازی سرور می‌پردازیم.

در  این پادکست به موارد زیر پرداخته می‌شود:

1. مجازی سازی چیست؟
2. انواع مجازی سازی
3. هایپروایزر‌ – Hyperviser چیست؟
4. مجازی سازی سرور چیست و چگونه کار می‌کند؟
5. اشتراک گذاشتن سخت افزارها در مجازی سازی
6. انواع مجازی سازی سخت افزار و سرور شامل:

• Full Virtualization یا مجازی سازی کامل
• Emulation Virtualization یا مجازی سازی تقلیدی 
• Para Virtualization یا مجازی سازی ناقص

۳- مناسبت ماه

در این شماره از پادکست، به سراغ یکی از مناسبت های اردیبهشت، بزرگداشت حکیم بزرگ خیام رفتیم و زندگینامه و آثار این دانشمند بزرگ را بررسی کردیم. در ادامه بشنوید:

در این پادکست به همراه بخش تخصصی، اخبار تکنولوژی و مناسبت‌های ماه را هم می‌توانید پیگیری کنید؛ این نسخه پادکست ۳۲ مگابایت حجم و ۳۴ دقیقه زمان دارد. زمان‌بندی این پادکست در جدول زیر آمده است:

دانلود

بخش پرونده ویژه ۱۴ مگابایت حجم و ۱۵ دقیقه زمان دارد.

دانلود