Virtualization چیست؟

در این مقاله می خواهیم بدانیم Virtualization چیست؟ و مجازی سازی به چه معناست و از کی و

کجا آمده. از جمله تکنولوژی هایی که در دهه های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته و بازدهی سازمان

ها را نیز بسیار بالا برده مجازی سازی یا Virtualization نام دارد. در حالت کلی در علم کامپیوتر مجازی

سازی به معنای ساخت نسخه مجازی از شئ می باشد. که شامل بخش های مختلف سخت افزاری و

نرم افزاری است. با ما همراه باشید تا با مجازی هر چه بیشتر آشنا شوید.

تاریخچه مجازی سازی

اولین کار ها در راستای مجازی سازی بر روی سیستم های x64 در سال 1960 شروع شد، با هدف

استفاده بهینه از ابر رایانه ها به دلیل کاهش هزینه ها بود. در آن سال ها برای تجهیز رایانه ها باید

هزینه های زیادی صرف میشد. مانند امروز در دسترس نبود. Mainframe شرکت( International

Business Machines ) IBM جز یکی اولین شرکت هایی است که از این تکنولوژی استفاده کرد. در

واقع پلتفرم مجازی سازی VMware شبیه نسخه x86 تکنولوژی Mainframe می باشد.

Virtualization چیست؟ (مجازی سازی)

تعریف های بسیاری برای آن گفته اند. یکی از بهترین و رایج ترین تعریف های آن : ایجاد نسخه نرم

افزاری از شئ سخت افزاری است. برای نمونه سرور فیزیکی سخت افزاری و ماشین مجازی نسخه نرم

افزاری آن است. چند شرکت معروف ارائه دهنده تکنولوژی Virtualization عبارت اند از:

VMWare – KVM – Microsoft – Citrix – Oracle

انواع مجازی سازی

معمولا مجازی سازی به دو صورت انجام می شود.

bare-metal hypervisor

در این مدل که درست ترین نوع مجازی سازی در سازمان ها می باشد، پلتفرم مجازی سازی به طور

مستقیم روی سرور فیزیکی پیاده سازی می شود. سیستم مجازی در ادامه منابع سخت افزاری خود را

بین ماشین های مجازی که درخواست منابع دارند تقسیم می کند.

Nested hypervisor

این مدل هم به صورت نرم افزاری می باشد. می توانید روی سیستم عاملتان به منظور تست و لابراتوار

استفاده و پیاده سازی کنید. در این مدل سیستم منابع مورد نیاز خود را از همان ابتدا بر میدارد و

مقادیر اضافی را به سیستم مجازی سازی می دهد. به همین دلیل مقدار منابع در مدل Hypervisor

خیلی کمتر از مدل قبلی می باشد. به عنوان مثال چنانچه سیستم عامل شما ویندوز را پشتیبانی می

کند، می توانید با این برنامه می توانید به سادگی سیستم عامل لینوکس را بر روی آن اجرا کنید. به این

ترتیب از ویژگی های هر دو سیستم عامل استفاده لازم و کافی را ببرید.

از جمله معروف ترین نرم افزار هایی که می توان در این زمینه به آن اشاره کرد VMWare

Workstation می باشد. با توجه به رابط کاربری که کار کردن با آن آسان و کاربردی است، یکی از

محبوب ترین نرم افزار ها در این دسته نرم افزار هاست.

انواع Virtualization چیست؟

در حالت کلی مجازی ساز ها به انواع موارد زیر تقسیم بندی می شوند. هر کدام از این مجازی ساز ها

توضیحاتی دارند، که باید به طور جداگانه مطالعه و بررسی شوند.

مجازی سازی ذخیره ساز ( Storage Virtualization )

مجازی سازی برنامه (Application Virtualization)

مجازی سازی سرور (Server Virtualization)

مجازی سازی شبکه ( Network Virtualization )

مجازی سازی دسکتاپ ( Desktop Virtualization )

قابلیت های منحصر به فرد مجازی سازی

(Distributed Resource Scheduler (DRS

در حالت کلی ماشین های مجازی این توانایی را پیدا می کنند که با جا به جایی بین سرور های

فیزیکی منابع مورد نیازشان را مانند RAM و CPU بدست آورند. با استفاده از این قابلیت می توانید بار

سرور ها و ماشین های مجازی را تنظیم کنید. از جمله مزیت های اسن قابلیت موارد زیر هستند، که ما

فقط به دو مورد آن اشاره کردیم. در حالیکه این قابلیت مزیت های بسیار زیادی را شامل می شود.

1- افزایش طول عمر سرور ها با استفاده متوازن آن‌ها.

2- در دسترس قرار دادن منابع برای ماشین های مجازی که به آن ها احتیاج دارند.

High Availability

این توانایی یکی از بهترین قابلیت های مجازی سازی است. که با نام High Availability یا HA

شناخته می شود. در این قابلیت به صورت کاملا اتوماتیک وقتی سرور مجازی روی آن دچار مشکل

شود، در کمتر از چند ثانیه به سرور دیگری منتقل می کند. و بدون فوت وقت روشن می شود و به کار

خود ادامه می دهد. یکی از مزیت های این توانایی بالا بردن SLA سازمانی می باشد. در حالت

فیزیکی تنها با کلاستر کردن نرم افزار ها ممکن است انجام شود. ولی در حالت مجازی سوا از این که

درون سرور مجازی چه سرویس هایی وجود دارد، می توان از این قابلیت بهره برد.

vMotion

در واقع vMotion به توانایی جا به جا کردن ماشین های مجازی روی هاست های فیزیکی هم در

حالت خاموش و هم در حالت روشن می گویند. با بهره گیری از این توانایی و جا به جا کردن ماشین

های مجازی می توان از داون تایم های احتمالی جلوگیری به عمل آورد.

(Fault Tolerance (FT

یکی از قابلیت های منحصر بفرد مجازی سازی می باشد. در این قابلیت می توان به صورت تضمینی

گفت هر گاه سرور های فیزیکی ما دچار مشکل شوند، سرویس های ماشین های مجازی آن بدون

هیچ مشکل و داون تایمی به کار خود ادامه می دهند. این به این معناست که وقتی هاست فیزیکی

هم دچار مشکل شود، سرویس ها همچنان به کار خود ادامه می دهند. کاربران و مشتریان هم متوجه

مشکلی در کار خود نمی شوند.

نتیجه گیری

از مجازی سازی تنها دیگر در دیتا سنتر ها و شرکت های بزرگ استفاده نمی شود. با ورود فناوری

اطلاعات و پیشرفت تکنولوژی شرکت هایی که در راستای تکنولوژی حرکت می کنند دیگر مثل گذشته

عمل نمی کنند. در زمینه کسب و کار هم دیگر از روش های سنتی استفاده نمی کنند و در پی روش های

سریع تر و ساده تر هستند. یکی از راه های رسیدن به این هدف به کارگیری سرور های مجازی است.

یکی از بهترین مثال های در این زمینه این است که شرکت ها برای هر یک از کارمندان خود سیستم

جدا تهیه نمی کنند، بلکه برای کاهش هزینه و سادگی کار از مجازی ساز با توانایی کاربری بالا استفاده

می کنند. به کمک آن می توانند برای هر یک از کارمندان متناسب یا نیاز هایش ماشین مجازی تهیه

کنند در راحت ترین و سریع ترین زمان ممکن در اختیار آن ها قرار دهند.

مزایای استفاده از مجازی سازی

پیش از بیان مزایای مجازی سازی چند نکته درباره مقایسه بین سرور و pc را برای شما ارائه می دهیم.

هدف از این مقایسه رسیدن به این نتیجه استفاده از pc به جای سرور حتی در مدت زمان کوتاه هم کار

اشتباهی است.

مشخصه	سرور	pc
Single point of Failure	برای فرار از این مشکل سرور ها طوری به نحوی طراحی شده اند که از ماژول های حیاتی مانند پاور چند عدد داشته باشند، تا در صورت خرابی یکی از آنها سرویس ها دچار مشکل نشوند.	بله
طول عمر	طول عمر بالا آلیاژ استفاده شده در ساخت سرور ها باعث می شود که بتوانند در برابر شرایط سخت مانند درجه حرارت بالا مقاوم باشند. و همین مطلب باعث می شود که طول عمر بیشتری داشته باشند.	طول عمر متوسط
منابع	بسیار بالا منابع قابل استفاده در سرور ها چندین برابر پی سی ها می باشد و این مطلب به این دلیل است که بتوانیم از آنها برای سرویس های سنگین استفاده کنیم. به عنوان مثال سرور ها به صورت معمول 24 اسلات رم دارند که این عدد در پی سی ها اغلب به 4 یا 8 عدد ختم می شود.	پایین
Hot Plug	بله این قابلیت این توانایی را به ادمین میدهد تا بتواند زمانی که سرور ها روشن و مشغول کار هستند، ماژول هایی را عوض کنند. به عنوان مثال یکی از قطعاتی که بیشتر از همه در سرور ها تعویض می شود هارد است. با استفاده از این قابلیت می توانیم بدون خاموش کردن سرور هارد ها را جابجا یا تعویض کنیم.	خیر

در جدول پایین اختلاف بین سرور های فیزیکی و ماشین های مجازی را بررسی کرده ایم.

مشخصه	سرور	pc
هزینه سرویس	اگر فرض بگیریم که سرور فیزیکی در حال حاضر X تومان است و چون بر اساس Best Practice بر روی سرور فیزیکی باید یک سرویس باشد، در نتیجه هزینه پیاده سازی یک سرویس بر روی بستر فیزیکی X تومان خواهد بود.	اگر به صورت پیش فرض بگوییم بر روی هر سرور فیزیکی حداقل 10 ماشین مجازی متوسط قرار میگیرد، پس هزینه پیاده سازی سرویس بر روی بستر مجازی یک دهم حالت فیزیکی می باشد.
زمان پیاده سازی	پروسه خرید و اضافه کردن سرور فیزیکی به بستر با کابل کشی و قرار دادن آن در رک در بهترین حالت 48 ساعت طول می کشد.	پروسه ایجاد کردن ماشین مجازی با استفاده از آخرین قابلیت های تنها در چند دقیقه صورت میگیرد.
Utilization	چون بر روی هر سرور فیزیکی تنها یک سرویس وجود دارد، امکان استفاده بالای 80 درصد از منابع آن سرور بسیار کم خواهد بود. مثال: سرور فیزیکی با 64 گیگ رم خریداری شده و روی آن سرویس Domain Controller پیاده سازی شده که ماکزیمم 6 گیگ رم نیاز دارد . در این جا بیش از 80 درصد هدررفت منابع داریم.	به دلیل امکان پیاده سازی چندین سرویس بر روی بستر مجازی میتوانیم Utilization هاست فیزیکی آن را تا 90 درصد نیز افرایش دهیم.
هزینه مدیریت	بر اساس آخرین آمار ها برای مدیریت هر 6 سرور فیزیکی نیاز به یک نیرو می باشد.	برای مدیریت 30 ماشین مجازی به یک نیروی متخصص نیاز است.
فضای دیتا سنتر	پر هزینه ترین عنصر در دیتا سنتر ها فضا می باشد. زمانی که فضای دیتا سنتری تمام میشود کاری نمیتوان به جزء پیاده سازی دیتا سنتر جدیدی انجام داد. اغلب سرور ها بین 2 تا 4 U از فضای رک را اشغال می کنند.	با فرض اول ما که حداقل در هر سرور 10 ماشین مجازی قرار میگیرد ، پس فضای اشغال شده برای 10 عدد ماشین مجازی 2U خواهد بود.

همانطور که در بالا بررسی کردیم، متوجه شدید که سرور های فیزیکی هرگز نمی توانند با ماشین های

مجازی مقابله کنند. به همین خاطر، طبق آمار بیش از 95% از دیتاسنتر های سراسر دنیا از این

تکنولوژی بهره می برند. در حالت کلی می توان این نتیجه را گرفت که سازمان ها به منظور کاهش

هزینه های خود از این تکنولوژی استفاده می کنند. در واقع اگر بتوانیم از تکنولوژی مجازی سازی به

صورت بهینه بکار ببریم، تا 70% در هزینه های خود صرفه جویی کنید. سایر مزایای مجازی سازی نیز را

در ذیل بیان کردیم.

استفاده چند سیستم عامل به طور همزمان و در نتیجه استفاده از ویژگی های خاص هر کدام

بالا بردن راندمان استفاده از سخت افزار های موجود در سیستم

استفاده کمتر از نیروهای انسانی و در نتیجه کاهش هزینه ها

دسترسی راحت به اطلاعات و اعمال تغییرات در آن ها

بالا بردن دقت و راحتی نظارت و کنترل سیستم ها

نگهداری ساده تر و آسان تر از دیتا ها و اطلاعات

بالا بردن دقت و راحتی نظارت و کنترل سیستم ها

پایین آمدن احتمال خرابی و خطا در سیستم

نگهداری ساده تر و آسان تر از دیتا ها و اطلاعات

صرفه جویی و کاهش چشم گیر در زمان

بالا تر رفتن پایداری سرور و شبکه آن

کاهش چشم گیر استفاده از فضاها

بالا بردن امنیت اطلاعات

پشتیبانی بهتر اطلاعات

با توجه به پیشرفت و رشد فناوری، امروزه می توانید با یک رایانه شخصی،هاست های دیتایی قوی و

رایانه های قوی تر سازمانی را با سخت افزار های قوی تریک سرور مجازی به وجود بیاورید. با این کار

همه ی کاربرد هایی که نام بردیم را اعمال کنید و اختلاف بین وجود یا عدم وجود این تکنولوژی را

ببینید.

امیدواریم از مطالبی که راجع به این که Virtualization چیست؟ بیان کردیم برای شما مفید واقع شده

باشد. برای اطلاع از سایر مقالات مستر لایسنس به صفحه وبلاگ مستر لایسنس مراجعه کنید.