هرچیزی که باید درباره مجازی سازی سرور بدانید

با تقسیم بندی منابع پس از خرید هاست و سرور، یک کامپیوتر واحد می تواند به لطف مفهوم مجازی سازی سرور، سیستم عامل های متعددی را اجرا کند. در لایه انتزاعی، گفته می شود، یک سیستم کامپیوتری، یک نمونه مجازی را اجرا می کند که زیرمجموعه ای از سخت افزار مادر است. مجازی سازی سرور امکان ایجاد چندین نمونه سرور از یک سرور فیزیکی را فراهم می کند که هر یک دارای محیط مستقل خود هستند. در این نوشته از سرور سوییچ به تعریف مجازی سازی سرور می پردازیم. تا پایان با ما همراه باشید؛ زیرا ما شما را با انواع اتصال دهنده سخت افزار و سیستم عامل آشنا می کنیم.

آیا می دانید مجازی سازی سرور چیست؟

آیا می دانستید که حتی با خرید سرور مجازی اقتصادی، باز هم یک سرور اختصاصی به طور متوسط از 15 درصد منابع خود فقط برای اجرای عملیات های خود استفاده می کند؟ اگرچه اجرای برنامه شما بر روی سرورهای اختصاصی مزایایی نسبت به سرورهای مجازی دارد؛ اما موارد زیادی وجود دارند که باعث هدر رفتن منابع می شوند و این مشکل مشهود است. در واقعیت، یک سیستم عامل به سادگی بر روی یک قطعه سخت افزار نصب می شود. علاوه بر این، همه سرورها به دلیل مشکلات نرم افزاری یا سخت افزاری اغلب نیاز به تعمیر دستی دارند. با استفاده از نرم افزار مجازی سازی می توانید سرور واقعی خود را به چندین سرور مجازی تقسیم کنید. با انجام این کار، ممکن است دارایی های فیزیکی خود را بدون نیاز به خرید سخت افزار اضافی به حداکثر برسانید.

Hypervisor چیست؟

نرم‌افزاری که ماشین‌های مجازی (VM) را تولید و مدیریت می‌کند، Hypervisor نامیده می‌شود که گاهی اوقات به عنوان مانیتور ماشین مجازی یا VMM شناخته می‌شود. یک هایپروایزر با به اشتراک گذاشتن منابع خود، مانند حافظه و CPU، یک کامپیوتر میزبان را قادر می‌سازد تا ماشین‌های مجازی مهمان (VMs) متعددی را مدیریت کند.

در واقع، از آنجایی که ماشین های مجازی مهمان (VMs مهمان) مستقل از سخت افزار میزبان هستند، هایپروایزرها شرایطی را برای استفاده موثرتر از منابع سیستم ایجاد می کنند. در نتیجه، ماشین های مجازی مهمان می توانند بدون زحمت بین سرورها حرکت کنند.

به لطف Hypervisor، تخصیص منابعی مانند CPU، حافظه و ذخیره سازی به مهمانان فعلی و ماشین های مجازی کاملاً جدید ساده است. برای اجرای ماشین های مجازی، همه هایپروایزرها به اجزای سیستم عامل خاصی مانند مدیریت حافظه، زمان بندی فرآیند، پشته ورودی/خروجی (I/O)، درایورهای دستگاه، مدیریت امنیت و پشته شبکه نیاز دارند.

هایپروایزر، فضا، انرژی و سایر نیازهای تعمیر و نگهداری را به حداقل می رساند؛ زیرا به رایانه های مجازی متعددی اجازه می دهد تا یک سرور واقعی را با یک هایپروایزر به اشتراک بگذارند.

هایپروایزر منبع باز را می توان از بین گزینه های مختلف انتخاب کرد. با پلتفرم مجازی سازی Hypervisor ESXi و vSphere، VMware یک گزینه محبوب برای مجازی سازی است. یکی دیگر از جایگزین های منبع باز موجود در هسته Linux® یک ماشین مجازی مبتنی بر هسته (KVM) یا مجازی ساز KVM است. ماشین های مجازی Xen و مایکروسافت Hyper-V از دیگر موارد هستند.

کاربرد مجازی سازی سرور

همانطور که قبلا گفته شد، ابتدا باید نرم افزار مجازی سازی را راه اندازی کنید تا یک سرور مجازی بسازید. نام این برنامه ضروری Hypervisor است. وظیفه اصلی Hypervisor ایجاد یک لایه مجازی سازی است که از طریق آن CPU، RAM و سایر منابع فیزیکی به اجزای مختلف تقسیم می شوند. هنگامی که هایپروایزر بر روی کامپیوتر میزبان شما راه اندازی شد، می توانید از آن برای کپی کردن منابع فیزیکی و ساخت سرورهای مجازی جدید استفاده کنید. انواع مختلفی از مجازی سازی سرور وجود دارد و آنچه که آن ها را متمایز می کند درجه انزوا است.

با توجه به اینکه ایده مجازی سازی سرور را نباید با چند وظیفه ای اشتباه گرفت، پس این ایده وحشتناکی نیست؛ زیرا اجرای همزمان بسیاری از برنامه ها بر روی یک سیستم عامل، چند وظیفه ای بودن نامیده می شود. مجازی سازی سرور، استفاده از سیستم عامل های مختلف را بر روی یک سخت افزار امکان پذیر می کند.

انواع مجازی سازی سرور

استفاده از سرور، دسکتاپ، برنامه، مرکز داده، شبکه یا منابع ذخیره سازی به دلیل فناوری مجازی سازی به صورت مجازی امکان پذیر است. در واقع، سناریوهای ذکر شده در بالا به دسته های مختلف مجازی سازی تفکیک می شوند. در ادامه به انواع مجازی سازی سرور به اختصار اشاره می شود.

مجازی سازی سرور

برای ساده سازی نگهداری سرور و امکان اجرای چندین سیستم عامل علاوه بر استفاده حداکثری از ظرفیت منابع، زیرساخت ها و منابع سخت افزاری سرور با استفاده از فناوری مجازی سازی به بخش های مختلف تقسیم می شوند.

مجازی سازی دسکتاپ

برای هر کاربر متصل به شبکه تحت این فناوری یک دسکتاپ مجازی تعریف می شود و سرور مرکزی آن را کنترل می کند. یک سرور به لطف مجازی سازی دسکتاپ می تواند دسکتاپ های مجازی متعددی داشته باشد.

مجازی سازی شبکه

مدیریت و نگهداری با مجازی سازی شبکه امکان پذیر است. تا زمانی که معماری نرم افزار برقرار باشد، این فناوری امکان ایجاد مجازی سازی چندین شبکه و در دسترس بودن ارتباطات و انتقال داده ها را بر روی پلت فرم آن فراهم می کند. به منظور اجتناب از خرید و افزودن سخت افزار با افزایش تعداد کاربران شبکه، برخی از منابع شبکه مجازی اختصاص داده شده هستند.

انواع مزایای مجازی سازی سرور

از طریق اتوماسیون و ساده‌سازی بسیاری از رویه‌های مورد نیاز برای اجرای یک شبکه مرکز داده و مدیریت و ایمن‌سازی آن در فضای ابری، مجازی‌سازی شبکه به شرکت‌ها در دستیابی به پیشرفت‌های قابل توجه در سرعت، چابکی و امنیت کمک می‌کند. برخی از مزایای مهم مجازی سازی شبکه به شرح زیر است:

از آنجا که عملیات دستی خودکار است، کارایی عملیاتی افزایش می یابد.

وظایف را بدون توجه به ساختار فیزیکی مدیریت می کند.

امنیت شبکه مرکز داده به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

اجزای فیزیکی شامل سوئیچ ها، روترها، سرورها و کابل ها از طریق مجازی سازی شبکه کاهش می یابند.

شبکه ها به راحتی تقسیم بندی می شوند.

امکان استقرار سریع، مقیاس پذیری و تغییر را فراهم می کند.

از امنیت کافی در برابر تخریب تجهیزات فیزیکی برخوردار می شود.

اجازه می دهد تا مؤلفه خراب در حالی که سیستم هنوز در حالت failover در حال اجرا است، تعمیر شود.

شما می توانید خرید سوئیچ و روتر را از سایت ما انجام دهید.

بر اساس نوع جداسازی، روش هایی متمایز برای انواع روش های مجازی سازی سرور وجود دارند. این روش ها سه مورد هستند که هر یک از آنها را معرفی می کنیم:

ماشین مجازی یا مجازی سازی کامل

هایپروایزرها ماشین های مهمان را در مفهوم ماشین مجازی کاملاً ایزوله می کنند. اگرچه از سخت افزار ماشین میزبان استفاده می کنند؛ اما به گونه ای عمل می کنند که گویی روی یک کامپیوتر کاملا مجزا هستند و از Hypervisor و عملکرد آن بی اطلاع هستند. این ماشین های مجازی (VM) خود را مستقل و سازنده می بینند.

ماشین Paravirtual

هنگامی که به چندین ماشین مجازی و همچنین منابع منعطف و قابل اشتراک نیاز دارید، ممکن است همیشه نیاز به استفاده از یک سیستم کاملا مجازی نباشد. یک ماشین مجازی ( که همچنین با عنوان ناتمام شناخته می شود) در شرایط خاص یک گزینه برتر خواهد بود.

شبیه‌سازی رابط سخت‌افزاری در Paravirtual Machine برای مهمان انجام می‌شود تا منابع را در دسترس آن قرار دهد. این تکنیک به دلیل سریع و موثر بودن شهرت دارد، که ما آن را به یک هسته پردازش فشرده اعتبار می دهیم. توانایی تغییر ماشین مهمان مستلزم آن است که ماشین paravirtual فقط سیستم عامل های منبع باز را اجرا کند.

مجازی سازی سطح سیستم عامل

مجازی سازی در سطح سیستم عامل اغلب در محیط های میزبانی برای توزیع منابع بین تعداد زیادی از کاربران و در عین حال حفظ عملکرد و امنیت استفاده می شود. هیچ لایه واسط Hypervisor در مجازی سازی در لایه سیستم عامل وجود ندارد. از این رو کل سیستم مجازی سازی می شود. به همین دلیل، سربار به شدت کاهش یافته است و تقریباً به صفر رسیده است.

هسته سیستم عامل، تعدادی از سیستم عامل های مجازی را قادر می سازد که در یک سیستم عامل وجود داشته باشند. برخلاف این واقعیت که استفاده از سیستمی که در سطح سیستم عامل مجازی سازی شده است این تصور را به کاربر می دهد که از یک سیستم واقعی استفاده می کند، در واقع هیچ هایپروایزری در این نوع مجازی سازی وجود ندارد.

به لطف مجازی سازی، سازمان ها می توانند از طیف وسیعی از مزایای تکنولوژیکی و تجاری سود ببرند. در ادامه برخی از مزایای قابل توجه مجازی سازی آورده شده است.

دیگر مزایای مجازی سازی سرور چیست؟

از دیگر مزایای مجازی سازی سرور می توان به گزینه های زیر اشاره کرد.

یکپارچه سازی سرورها

تعداد کلی سرورهای شرکت را می توان کاهش داد؛ زیرا مجازی سازی یک سرور فیزیکی را قادر می سازد وظایف چندین سرور را انجام دهد. “یکپارچه سازی سرور” رویه ای است که در این امر دخیل است. سناریویی را در نظر بگیرید که در حال حاضر 12 سرور فیزیکی برنامه های کاربردی را اجرا می کنند. این شرکت فقط به 4 سرور واقعی نیاز دارد تا 12 بار کاری مشابه را به لطف مجازی سازی (که به هر سرور فیزیکی اجازه می دهد تا سه ماشین مجازی را میزبانی کنند)، فقط با همین سرور ها به سرانجام برساند.

زیرساخت فیزیکی ساده تر

تعداد رک ها و کابل ها در مرکز داده با تعداد سرورهای کمتر بسیار کاهش می یابد. با آسان‌تر کردن استقرار و عیب‌یابی، تیم ممکن است در راستای همان اهداف کار کند و در عین حال فضای کمتری را اشغال کند.

کاهش هزینه های تجهیزات و امکانات

هزینه سخت افزار مرکز داده کاهش می یابد و با یکپارچه سازی سرور به انرژی و توان خنک کننده کمتری نیاز است. یکی از روش‌های کاهش هزینه‌ها برای شرکت‌هایی که سرورهای زیادی دارند، تلفیق سرور از طریق مجازی‌سازی است.

سازگاری بیشتر

هر VM قبل از اینکه بتواند به عنوان یک نمونه جداگانه زندگی کند، نیاز به اجرای یک سیستم عامل جداگانه دارد. یک شرکت می تواند خرید هر ترکیب دلخواه مثل خرید هاست ویندوز، لینوکس و سایر سیستم عامل ها را بر روی سخت افزار فیزیکی یکسانی استقرار دهد؛ زیرا توانایی ماشین های مجازی در سیستم عامل هایشان متفاوت است. از نظر انعطاف‌پذیری، استقرار سرورهای فیزیکی سنتی باهم قابل مقایسه نیستند.

مدیریت بهتر

مدیریت منابع و ایجاد نمونه VM با مجازی سازی سرور متمرکز می شود. مجازی‌سازی مدرن به مدیران فناوری اطلاعات طیف وسیعی از قابلیت‌ها و ابزارها را می‌دهد تا محیط مجازی‌سازی شده را بهتر مدیریت کنند و زیر نظر داشته باشند. به عنوان مثال، یک ماشین مجازی می‌تواند با استفاده از ویژگی‌های مهاجرت زنده، بین دو سرور فیزیکی جا به جا شود، بدون اینکه بار کاری قطع شود. به منظور بازیابی از خرابی ها یا بلایای پیش بینی نشده، ویژگی حفاظت از داده ها همچنین می تواند وضعیت یک ماشین مجازی را در هر نقطه از زمان ثبت کند. علاوه بر این، مدیران ممکن است به لطف پشتیبانی مجازی سازی برای مدیریت متمرکز، تمام ماشین های مجازی موجود در محیط را مشاهده کنند.

پیشنهاد می کنیم مقاله مربوط به سوال سرور مجازی چیست؟ را نیز مطالعه کنید تا آشنایی بیشتری با این مسائل پیدا کنید.

انواع مزایا و معایب مجازی سازی سرور

نمی توان انکار کرد که مجازی سازی سرور مزایای زیادی برای یک شرکت دارد؛ اما تعدادی از اشکالات احتمالی نیز وجود دارند که باید از آنها آگاه بود. برخی از این معایب عبارتند از:

ریسک و در‌ دسترس‌ بودن

خطرات برای شرکت ها ناشی از اجرای بارهای کاری متعدد بر روی یک کامپیوتر فیزیکی است. با توسعه مجازی‌سازی، خرابی سرور اکنون می‌تواند بر بسیاری از بارهای کاری تأثیر بگذارد و به طور بالقوه اختلال بیشتری در کسب‌وکار، میان کارمندان، شرکا و مشتریان آن شرکت ایجاد کند. قبلاً، خرابی سرور فقط بر حجم کاری که با آن مرتبط بود تأثیر می گذاشت. کارکنان فناوری اطلاعات باید مواردی مانند توزیع حجم کار را در نظر بگیرند و در مورد چگونگی بازیابی ماشین های مجازی مهم پس از خرابی زیرساخت های فیزیکی آگاه باشند.

پدیده گسترش VM یا VM Sprawl

ماشین‌های ساختگی توسعه و حذف نهایی ماشین‌های مجازی، به ویژه زمانی که ناخواسته کاری انجام دهند، یکی از مسائل اساسی هستند. ماشین‌های مجازی که مورد استفاده قرار نمی‌گیرند یا مورد نیاز نیستند، همچنان از منابع سرور گران قیمت استفاده می‌کنند در حالی که هیچ کار مفیدی انجام نمی‌دهند. این تیم در نهایت به دلیل رشد ماشین های مجازی با کمبود منابع مواجه می شوند و این قضیه آن ها را مجبور به سرمایه گذاری های پیش بینی نشده برای افزایش ظرفیت منابع خود می کنند. اصطلاح “VM Sprawl” یا “Virtual Server Sprawl” به این وضعیت اشاره دارد. سپس، به منظور آزاد کردن منابع برای استفاده بعدی، ماشین‌های مجازی غیرضروری باید قرار گرفته و بازنشسته شوند.

کمبود منابع

مجازی‌سازی سرور محدودیت‌های کاری را که می‌توان با منابع سرور معمولی انجام داد، افزایش می‌دهد. Memory Overcommitment اصطلاحی است برای این موضوع. استفاده بیش از حد از حافظه، نامطلوب است؛ زیرا با تاخیر در دسترسی به هارد دیسک، بهره وری ماشین مجازی را کاهش می دهد.

تخلفات لاینسس

به همین دلیل، باید مجوز هایپروایزر را به دقت زیر نظر داشته باشید تا مطمئن شوید که با شرایط و ضوابط قراردادهای مجوز نرم افزار مطابقت دارد. هایپروایزرهای مرتبط با مجازی سازی سرور و ابزارهای مدیریتی ممکن است گهگاه منجر به هزینه های اضافی برای شرکت شود. ناقضان قوانین صدور مجوز ممکن است با عواقب قانونی و همچنین جریمه های سنگین مواجه شوند.

تجربه

شایستگی اعضای تیم فناوری اطلاعات برای پیاده سازی و مدیریت موفق محیط مجازی ضروری است. برای ارائه امن منابع، نظارت، بازیابی سریع، اطمینان از در دسترس بودن مداوم در هر حجم کاری، و کمک به مدیریت ماشین های مجازی جدید در طول عمر VM، عواملی مانند “دانش” و “تجربه” بسیار مهم هستند.

آیا می دانید مجازی سازی سرور چه کاربردی دارد؟

در طول دو دهه گذشته، کاربرد مجازی سازی سرور، خود را به عنوان یک فناوری قابل اعتماد و کارآمد تثبیت کرده است که در مراکز داده متعددی نفوذ پیدا کرده است. این غیرقابل انکار است که شرکت ها همچنان در پیاده سازی مجازی سازی با استفاده از این فناوری و برنامه های کاربردی همراه آن مشکلاتی دارند. مجازی سازی سرورها در حال حاضر در پروژه های تجاری و شرکت ها استفاده می شود.

ادغام با سرورها

راه اصلی که مجازی سازی سرور برای کاهش تعداد سرورهای یک سازمان استفاده می کند، از طریق یکپارچه سازی سرورها است. مجازی سازی سرور هزینه های خرید سرور را کاهش می دهد، فضای مرکز داده را آزاد می کند و نیاز به برق و خنک کننده را کاهش می دهد. صرفه جویی در منابع همان چیزی است که مجازی سازی در نهایت منجر به آن می شود.

توسعه و آزمایش

مجازی ‌سازی سرور از تنظیمات حجم کار و تولید پشتیبانی می‌کند و سرور سوییچ می‌تواند با انعطاف‌پذیری و سهولتی که مجازی‌سازی برای راه‌اندازی و استقرار ماشین‌های مجازی ارائه می‌دهد، برنامه‌ها را بسازد و آزمایش کند.

افزایش دسترسی

تعدادی از ویژگی‌ها و قابلیت‌هایی که ممکن است در دسترس بودن و قابلیت اطمینان بارهای کاری در ماشین‌های مجازی را بهبود ببخشند، معمولاً در نرم‌افزار مجازی‌سازی گنجانده شده‌اند. برای مثال، Live Migration یک ماشین مجازی را قادر می‌سازد تا بین سرورهای فیزیکی جا به جا شود و به اجرای حجم کاری خود ادامه دهد.

سخن نهایی

در این نوشته از سرور سوییچ به توضیح کامل در مورد اینکه مجازی سازی سرور چیست، چرا به استفاده از این فناوری نیاز است و مجازی سازی سرور چه کاربردی دارد؟ پرداختیم.

سرورها از بخش بسیار کمی از قدرت محاسباتی خود بدون مجازی سازی سرور استفاده می کنند. از آنجایی که تنها بخشی از سرورهای شبکه بار کاری را مدیریت می کنند، بخشی از توان سرورها هدر می رود و بهره وری کلی آسیب می بیند.

بدون مجازی سازی سرور، دیتاسنترها مملو از سرورهای ناکارآمد هستند که از مقادیر غیرضروری برق و منابع استفاده می کنند. ایده مجازی سازی سرور امکان تقسیم هر سرور فیزیکی به تعدادی سرور مجازی را فراهم می کند و خرید سرور مجازی اجازه می دهد تا به عنوان یک دستگاه فیزیکی متفاوت عمل کند. هر سرور مجازی می تواند سیستم عامل و مجموعه ای از برنامه های خود را اجرا کند. ظرفیت هر ماشین فیزیکی در طول این روش افزایش می یابد که استفاده از منابع را بهبود می بخشد.