در این مقاله قصد داریم تا ابتدا شما قصد داریم تا شما را با مفهوم این تکنولوژی چشمگیر آشنا کرده تا متوجه علت توسعه روز افزون این سیستم شوید. در ابتدا به معرفی برخی مزایای مجازی سازی می پردازیم  و در ادامه تعریف جامع  و چکیده مطلب انواع مجازی سازی و کاربردهای آن را برایتان شرح خواهیم داد.

مجازی سازی یا (Vitualization) در مفهوم عام به معنای ساخت مدل مجازی از یک چیز است، به طور مثال، پلتفرم سخت افزاری کامپیوتر مجازی، سیستم عامل ها، دستگاه های ذخیره سازی و منابع شبکه های کامپیوتری را می توان نام برد. در ابتدا در دهه ی 60 میلادی به عنوان روشی برای تفکیک منابع سیستمی تولید شده توسط کامپیوتر های اصلی برای برنامه های مختلف به کار برده شد و از آن زمان تا به حال معنای گسترده تری به خود گرفته است.

هر مجموعه ای به صورت اجتناب ناپذیر نیاز به مجازی سازی داشته و با مجازی سازی نه تنها امکان و مزیتی را از دست نمیدهید بلکه از مزایای زیر نیز بهره مند خواهید شد  :

 

1. صرفه جویی در هزینه های مستقیم و غیر مستقیم

2. پایین آمدن هزینه های نگهداری و نیروی انسانی Cooling ,Powering

3. پشتیبانی از سیستمها و سرویسهای قدیمی موجود در سازمان

4. دسترس پذیری بالا یا  High Availability

5. استفاده بهینه از منابع سخت افزاری سازمان و بالابردن بهره وری

6. مدیریت متمرکز و امنیت بالا در نیتجه تجمیع سرویسهای سازمان در یک یا چند سرور

7. افزایش کسب و کار با تسریع در پیاده سازی سرویسهای مختلف و ایجاد سریع سرویسهای جدید 

8. یکپارچه سازی منابع سخت افزاری سازمان

9. ارائه ماشینهای مجازی به جای ماشینهای فیزیکی و اجرای سیستم عاملهای مختلف روی یک هاست فیزیکی

10. افزایش و سهولت در مدیریت و نظارت

11. افزایش کیفیت و سرعت سرویس های نرم افزاری

12. سهولت در تهیه بکاپ از اطلاعات

13. صرفه جویی در مصرف انرژی

14. افزایش بازدهی کاری

15. صرفه جویی اقتصادی چشمگیر در کوتاه مدت و بلند مدت

16. نگهداری ساده تر و بهینه تر سرویسها

17. استفاده بهینه از ظرفیت سخت افزار موجود و کاهش نیاز به سخت افزار

18. مدیریت تامین بهتر امنیت اطلاعات

19. امکان اعمال تغییرات، بسیار سریعتر و با انرژی کمتر

20. کاهش فضای فیزیکی مصرفی برای سیستمهای آی تی در دیتا سنترها و حتی میز کاربران

21. پایداری و کار بی وقفه در صورت خرابی سخت افزار و یا ارتقا سخت افزار

22. کاهش چشمگیر مصرف پهنای باند در شبکه

23. افزایش پایداری شبکه و زیر ساخت

24. آلودگی صوتی و حرارتی پایین تر

 

 همانطور که مطلع هستید کامپیوترهای نسل جدید از ۴ لایه زیرتشکیل شده اند.

• سیستم عامل

• سخت افزار

• داده

• نرم افزار

 

به این علت که معمولا این 4 لایه به یکدیگر وابسته هستند، در صورت بروز مشکل در سخت افزار در سیستم عامل نیز مشکل به وجود می آید. به عنوان مثال  زمانی که هارد کامپیوتر از بین رود، اطلاعات و سیستم عامل نیز از بین خواهد رفت و یا با سوختن پاور کامپیوتر سیستم دیگر روشن نمی شود.

سعی بر این است که با استفاده از مجازی سازی این مشکلات برطرف شود.به این صورت که  با از بین بردن وابستگی بین لایه ها در صورت وجود مشکل در هر لایه ، در لایه دیگر مشکل ایجاد نمیشود. نحوه کار مجازی سازی بدین صورت است که به شما این امکان را میدهد تا چندین سیستم عامل و نرم افزار را بر روی یک سیستم فیزیکی پیاده سازی نمایید به نحوی که باعث کاهش هزینه های نرم افزار و سخت افزاری شده و با استفاده بهینه از تمامی منابع سیستم موجب کاهش مصرف انرژی نیز میگردد.در واقع مجازی سازی ارتباط دهنده میان سیستم عامل و سخت افزار است.

مجازی سازی درسال ۱۹۶۰  توسط شرکت  (International Business Machines)IBM آغاز و به عنوان یک روش منطقی برای تقسیم منابع سیستم توسط رایانه های بزرگ, بین برنامه های مختلف ارائه شد.ازآن زمان معنای اصطلاح مجازی سازی (Virtualization ) گسترش یافت.

راهکار مجازی سازی دو دستاورد عمده داشته است: اول اینکه این امکان را میدهد که گروهی از سرورها را به عنوان مخزن یکتای منابع محاسباتی به سیستم عامل ها معرفی کنید، دوم اینکه این راهکار به شما اجازه ی راه اندازی چند سیستم عامل بر روی یک سرور بطور همزمان را می دهد. پارتیشن بندی در مجازی سازی روش خود را دارد، به گونه ای که یک سرور فیزیکی را به چندین سرور منطقی تقسیم می نماید. به محض تقسیم سرور فیزیکی، هر سرور منطقی می تواند به طور مستقل سیستم عامل و برنامه هایش را اجرا نماید.

از جمله شرکت هایی که در این زمینه فعالیت دارند و با ارائه راهکارهای مجازی سازی ,انواع نرم افزارهای کاربردی و…بازار رقابتی در این حوزه پیشتاز میباشند، عبارتند از:

 

• VMWARE

• KVM

• CITRIX

• MICROSOFT

• RED HAT

• CISCO

 

 

 

لغات پر کاربرد در مجازی سازی:

Hypervisor : اساسی ترین جز در مجازی سازی می باشد. Hypervisor نرم افزاری است سیستم عامل و برنامه ها از منابع فیزیکی آن ها مستقل میکند. این بخش، کرنل خود را دارا بوده و مستقیما روی سخت افزار نصب می گردد و دقیقا بین سخت افزار و سیستم عامل قرار می گیرد.

Virtual Machine : VM یک محیط عملیاتی است و میزبان سیستم عامل می شود که مستقل از نرم افزار پیاده سازی پردازنده کدهای کامپایل شده را اجرا می کند . گاهی به تکنولوژی های مجازی سازی Virtual Machine پویا (Dynamic Virtual Machine) نیز گفته می شود.

Xen : پروژه ای است که هدف آن ایجاد یک hypervisor تکامل یافته، رایگان و متن باز برای معماری X86 می باشد. Xen در واقع بر روی بستر یک سیستم عامل اجرا می شود و ابزاری برای فناوری مجازی سازی در نظر گرفته می شود. هم اکنون شرکت های بزرگی ازXen  پشتیبانی می نمایند. مانند: Microsoft، Novell و IBM.

 

انواع مجازی سازی :

• Desktop Virtualization
• Storage Virtualization
• Server Virtualization
• Network Virtualization
• Application Virtualization
• (Data Center Virtualization (Private Cloud

 

Desktop Virtualization

مجازی سازی دسکتاپ به صورتی است که محیط دسکتاپ و نرم افزار کاربردی مرتبط را از دستگاه مشتری فیزیکی جدا میکند که برای دسترسی به آن استفاده میشود. مجازی سازی دسکتاپ یک یک سیستم مدیریت جامع دسکتاپ را ارائه میدهد که در رابطه با مجازی سازی برنامه و سیستم های مدیریت نمایه کاربر قابل استفاده بوده و“مجازی سازی کاربر” نامیده می شود. در این حالت تمام اجزای دسکتاپ مجازی می شوند، که اجازه می دهد تا یک مدل تحویل دسکتاپ بسیار قابل انعطاف پذیر و بسیار امن تر ارائه شود.

 

Storage Virtualization

در مجازی سازی ذخیره سازی از مجازی سازی برای استفاده از قابلیت های بهتر و ویژگی های پیشرفته تر در سیستم های ذخیره سازی داده های کامپیوتری استفاده می شود.

به طور کلی، یک “سیستم ذخیره سازی” نیز به عنوان یک آرایه ذخیره سازی یا آرایه دیسک یا فیلترین شناخته می شود. سیستم های ذخیره سازی به طور معمول از سخت افزار و نرم افزار خاص همراه با درایوهای دیسک استفاده می کنند تا ذخیره سازی بسیار سریع و قابل اطمینان برای پردازش و پردازش داده ها فراهم شود. سیستم های ذخیره سازی پیچیده هستند و ممکن است به عنوان یک کامپیوتر خاص طراحی شده برای ایجاد ظرفیت ذخیره سازی همراه با ویژگی های پیشرفته حفاظت از داده ها تولید  شوند. درایو دیسک تنها یک عنصر در یک سیستم ذخیره سازی، همراه با سخت افزار و نرم افزارهای جاسازی شده ویژه درون سیستم است.

 

Server Virtualization

مجازی سازی سرور، جهت مخفی کردن منابع سرور از جمله تعداد و مشخصه های سرورهای فیزیکی ، سیستم عامل هاو پردازنده ها از کابران سرور میباشد. مدیر سرور جهت قسمت بندی یک سرور فیزیک به محیط های مجازی مختلف ، از یک برنامه نرم افزاری استفاده میکند. این محیط مجازی گاهی اوقات به نام سرور مجازی خصوصی شناخته می شود.

 

Network Virtualization

مجازی سازی شبکه ترکیبی از تعداد زیادی شبکه و یا بخش های مختلف شبکه ها به یک واحد مجازی، یا مجازی سازی داخلی و ارائه قابلیت شبکه مانند اجزای نرم افزار در یک سرور شبکه واحد است که به عنوان مجازی سازی خارجی طبقه بندی میشود.

در تست نرم افزار، توسعه دهندگان نرم افزار از مجازی سازی شبکه برای تست نرم افزاری استفاده می کنند که در شبیه سازی محیط های شبکه ای هستند که در آن نرم افزار برای استفاده در نظر گرفته میشود.

 

Application Virtualization

مجازی سازی در لایه ی Application ، برنامه های نرم افزاری را از سخت افزار و سیستم عامل جدا می نماید. Application Virtualization در واقع تغییرات برنامه های مرتبط را برای سیستم عامل به حداقل می رساند و چالش ها و تقابلات بین برنامه ها را نیز کاهش می دهد.

 

(Data Center Virtualization (Private Cloud

مرکز داده و یا دیتاسنتر مکانی است که در آن سرورهای فیزیکی ، روتر و سوئیچ و موارد فیزیکی دیگری زیرساخت شبکه دارید. تجهیزات و دستگاه های مانیتورینگ شبکه ، تجهیزات ذخیره سازی اطلاعات یا Storage های فیزیکی در دیتاسنتر قرار گرفته اند. حال زمانی که صحبت از مجازی سازی دیتاسنتر میشود منظور این است که سرورها ، سوئیچ ها و روترها ، زیرساخت های شبکه مجازی شده اند. تمامی تجهیزات ذخیره سازی اطلاعات یا Storage ها ، ترافیک و مدیریت ترافیک و مانیتورینگ ، مجازی میباشند. همه این موارد توسط مجموعه ای به نام مجازی سازی مرکز داده انجام میشود که به عنوان مثال مجموعه نرم افزاری VMware VSphere یکی از این پکیج های مجازی سازی مرکز داده هست .

 

عملکرد مجازی سازی چگونه است؟

حال به توضیح اینکه مجازی سازی در سازمان ها به چه صورت عمل کرده و اینکه عملکرد آن در سیستم چگونه است، میپردازیم. در مجازی سازی یک لایه نرم افزاری Hypervisor  به عنوان مثال در کمپانی VMware با نام  ESXi  ارائه می شود ، بین ماشین های مجازی و سخت افزار قرار می گیرد.ه سته اصلی مجازی سازی ، همان ماشین های مجازی است که یک سیستم عامل به همراه سرویس ها و برنامه کاربردی  را شامل می شود. ماشین های مجازی کاملا از هم تفکیک شده اند و به یکدیگر وابستگی ندارند. وظیفه Hypervisor تخصیص داینامیکی منابع سخت افزاری به ماشین های مجازی در هنگام نیاز آنها و آزاد سازی آنها است. در ابتدا نرم افزار مجازی ساز یا همان Hypervisor برروی سخت افزار سرور نصب شده و سپس درون آن به تعداد مورد نیاز ماشین مجازی تعریف می گردد. پس از این مرحله هر ماشین مجازی مانند یک سخت افزار مستقل عمل می کند که می توان برروی آن سیستم عامل دلخواه را نصب کرده و سپس سرویسها را راه اندازی نمود. همچنین میتوان سخت افزار چندین سرور را با یکدیگر جهت مجازی سازی تجمیع کرده و کل منابع را در اختیار یکHypervisor   قرار داد.

 

 

مجازی سازی مناسب چه سازمان هایی است و چگونه به کسب و کار کمک می نماید؟

مجازی سازی نه تنها برای دیتاسنترها بلکه در شبکه های کوچک تنها با یک سرور نیز قابل استفاده بوده و میتواند نیازهای  ســازمان هــا و افــراد را در جهــت اســتفاده بهینــه تــر از منــابع ، صــرفه جــویی و پایــداری سرویس ها یاری نماید. به علاوه می تواند چابکی کسب و کار یک شرکت را به طور قابل ملاحظه ای ارتقا دهد. شرکت هایی که از Clustering، Partitioning،Workload Management و دیگر تکتیک های مجازی سازی در پیکربندی گروهی از سرورها برای بهره برداری از منابع استفاده می کنند، در مواجهه با تغییرات  نیاز های محیطی در استفاده از منابع خود وضعیت بهتری دارند. از دیگر راهکار های مورد نظر در این فناوری به وجود آمدن فرآیندی برای انتقال سیستمها از حالت فیزیکی به ساختار مجازی به نام Live Migration  می باشد به طوری که با کمترین تغییرات انجام گیرد.

 

 مقالات مرتبط :

مزیت سرور مجازی نسبت به هاست اشتراکی