مجازی سازی سرور چیست؟ ( راهنمای انواع مجازی سازی یا Virtualization )

یکی از فناوری‌هایی که در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته، مجازی‌سازی است. فناوری مجازی‌سازی مزایای گوناگونی دارد که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به تولید سرور مجازی، امکان نصب چند سیستم‌عامل روی سیستم‌عامل اصلی و… اشاره کرد.

امروزه این فناوری تاحدی پیشرفت کرده است که شرکت‌های بزرگ در سرتاسر جهان مشغول آموزش و ارائه مدارک معتبر در این زمینه هستند.
در این مقاله قصد داریم به‌صورت کامل فناوری مجازی‌سازی را معرفی کنیم و در ادامه به بررسی انواع مدل‌های مجازی‌سازی و برنامه‌های مورد استفاده آن خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید؛

مجازی سازی چیست؟

اگر بخواهیم به‌زبانی ساده به این سوال پاسخ که virtualization چیست و کارایی و چیستی «مجازی‌سازی» را توضیح دهیم؛ لازم است به‌همان فرآیندی اشاره کنیم که با مجازی کردن عملکرد سخت‌افزارها فعالیت خود را آغاز می‌کند. شکل‌گیری این فرآیند به سازمان‌ها فرصت می‌دهد چندین سیستم‌عامل و برنامه‌های کاربردی را تنها روی یک سرور اختصاصی ایران یا خارج اجرا کنند.

مجازی‌سازی با ایجادکردن نسخه‌ای مجازی از هرچیز مثل سیستم‌عامل‌، سرورها و دستگاه ذخیره‌سازی یا شبکه فعالیت خود را آغاز می‌کند. مجازی‌سازی در ابعاد بزرگ‌تر استفاده از نرم‌‌افزارهایی خواهد بود که به قطعه‌ای سخت‌افزاری اجازه می‌دهند تا چندین تصویر یا همان Image از سیستم‌عامل‌های مختلف را به‌صورتی هم‌زمان اجرا کند.

استفاده از این فناوری که از دهه‌های پیش‌، روی پردازنده‌های مرکزی شروع شد و به مدیران سازمان‌ها این فرصت را می‌داد تا به‌شکل چشم‌گیری در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنند.

کاربرد فناوری مجازی‌سازی در «سرورها» یکی از مهم‌ترین کاربردهای فناوری مجازی‌سازی به‌شمار می‌رود که از یک لایه نرم‌افزاری به‌نام hypervisor برای شبیه‌سازی سخت‌افزار سطوح‌پایین‌تر استفاده می‌کند. این شبیه‌سازی در بیشتر موارد شامل ایجاد عملیات مجازی‌سازی در هسته‌های پردازشی، رم، حافظه اصلی، ترافیک (ورودی‌وخروجی سیستم) موجود روی شبکه می‌شود که با دریافت منابع فیزیکی و جداسازی هر یک از آن‌ها؛ بستر استفاده از این منابع را در محیط مجازی فراهم کنند.

مجازی‌سازها می‌توانند روی قسمت بالایی یک سیستم‌عامل نصب بشوند یا حتی به‌صورت مستقیم روی یک سخت‌افزار نصب شود که تمامی این نصب فیزیکی این ماشین؛ بیشتر در سازمان‌ها رواج دارد تا استفاده‌ در ابعاد کوچک‌تر.

Hypervisor می‌تواند منابع فیزیکی را دریافت کند و با جداسازی آن‌ها، امکان استفاده در محیط مجازی را فراهم بیاورند علاوه‌بر قابلیت مذکور آن‌ها می‌توانند در قسمت بالایی یک سیستم‌عامل قرار بگیرند یا حتی به‌صورتی مستقیم روی سخت‌افزار نصب شود. البته باید به این نکته هم توجه کنید که روش دوم بیشتر توصیف‌کننده مجازی‌‎سازی در شرکت‌ها است.

یکی از برنامه‌های اوپن سورسی که در این زمینه استفاده می‌شود، Xen hypervisor است که وظیفه مدیریت تعاملا سطح پایینی را که بین Virtual Machines و سخت‌افزار فیزیکی رخ می‌دهد را برعهده دارد. به‌عبارت‌دیگر، Xen hypervisor امکان ایجاد، اجرا و مدیریت هم‌زمان Virtual Machineهای مجازی را در یک محیط فیزیکی فراهم می‌آورد.

با کمک hypervisor، سیستم‌عامل که معمولا با سخت‌افزار واقعی در ارتباط است، این ارتباط را با شبیه‌سازی نرم‌افزاری آن سخت‌افزار برقرار می‌کند. تا چند سال پیش، سیستم‌عامل‌ها توانایی درک اجرا شدن روی سیستم‌های مجازی را نداشتند؛ اما امروزه این روند تغییر پیدا کرده است.

درحالی‌که عملکرد این سیستم‌ مجازی با عملکرد سیستم‌عامل درحال اجرا روی سخت‌افزار واقعی برابر نیست، اما می‌تواند از پس اغلب نیازهای شما بربیاید؛ چرا که اغلب برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌هایی که قصد نصب کردن آن‌ها را دارید به سخت‌افزار سطح‌پایین و فیزیکی نیازی ندارند.

انجام این کار می‌تواند انعطاف‌پذیری و کنترل بیشتر را با حذف وابستگی‌های موجود به یک پلتفرم‌ سخت‌افزاری خاص فراهم آورد. درحالی‌‎که مجازی‌سازی از همان ابتدا تنها برای سرورها اختراع شده بود، اما مفهوم آن به برنامه‌ها، شبکه‌ها و دسکتاپ هم گسترش پیدا کرد.

پس با توجه به تمام موارد گفته شده، در فرایند مجازی‌سازی مراحل زیر باید طی شود:

— Hypervisorها منابع فیزیکی را از محیط فیزیکی جدا می‌کنند.

— منابع برداشته شده براساس نیاز از محیط فیزیکی به محیط‌های مجازی مختلفی تقسیم می‌شوند.

— کاربران با سیستم مجازی درست شده کار می‌کنند.

— زمانی که محیط مجازی اجرا می‌شود، کاربر این اجازه را دارد تا منابعی که در اختیار آن سیستم قرار داده شده را تغییر دهد. تمامی این تغییرات با سرعت نسبتا بالایی انجام می‌شوند.

— محیط مجازی در بیشتر موارد به‌عنوان ماشین مجازی یا همان Virtual Machine که در بالا چند بار اشاره کردیم، شناخته می‌شود. ماشین‌های مجازی مانند یک فایل داده واحد عمل می‌کند که می‌تواند از یک کامپیوتر به کامپیوتری دیگر انتقال داده شود و به‌صورتی یکسان در هر دو آن‌ها قابل اجرا باشد.

انواع مجازی سازی

خب، بگذارید انواع مجازی‌سازی را با یک سوال شروع کنیم: آیا شما فضای هارد دیسک کامپیوتر خود را به پارتیشن‌های مختلف تقسیم‌بندی کرده‌اید؟

اگر این کار را کرده باشید، شما به‌نوعی اولیه‌ترین نوع مجازی‌سازی را انجام داده‌اید! پارتیشن‌بندی در واقع تقسیم‌بندی یک هارد دیسک برا ایجاد دو هارد دیسک جداگانه است.

شش حوزه کلی در دنیای فناوری وجود دارد که می‌توان در آن‌ها از فناوری مجازی‌سازی استفاده کنیم که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

مجازی‌ سازی شبکه :

مجازی سازی شبکه روشی برای ترکیب منابع موجود در یک شبکه با تقسیم پهنای باند موجود با کانال‌هایی است که هریک از آن‌ها از دیگری به‌صورت مستقل خواهد بود و می‌توانند به سرور یا دستگاه خاصی در لحظه اختصاص داده شوند.

ایده کلی مجازی سازی شبکه این است که مجازی‌سازی پیچیدگی واقعی را با جدا کردن آن به بخش‌های قابل مدیریت، کمتر می‌کند. این فرایند دست مانند پارتیشن‌بندی هارددیسک است آسان‌تر کردن مدیریت فایل‌ها را فراهم می‌آورد.

مجازی سازی سرورها :

مجازی سازی سرورها، در واقع همان پنهان کردن منابع سرور، از جمله تعداد و هویت واقعی سرور فیزیکی، پردازنده‌ها و سیستم‌عامل‌های هرکدام از کاربران است. هدف نهایی از این کار، آن است که کاربران دیگر نیازی به مدیریت جزئیات پیچیده سرور نداشته باشند.

همان‌طور که در بالاتر هم به آن اشاره کردیم، تمام این فرایند برعهده hypervisor است که نوع اول آن به‌صورت مستقیم روی سخت‌افزار اجرا می‌شود و نوع دوم آن هم به سیستم‌ عامل اختصاص دارد.

انواع مجازی سازی سرور با استفاده از Hypervisor

• در روش اول هایپروایز به طور مستقیم بر روی سخت افزار سرورها نصب می‌شود و مستقیما تمام منابع سرور را مدیریت می‌کند.
• در روش دوم بر روی یکی از سیستم عامل ها نصب شده و به عنوان یک برنامه کاربردی فعالیت خود را انجام خواهد داد. روش دوم مجازی سازی سرور ها عموما از مقبولیت کمتری برخوردار است و کمتر در محیط های عملی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مجازی‌سازی دسکتاپ :

این نوع از مجازی‌سازی به‌راحتی با مجازی‌سازی سیستم‌عامل اشتباه گرفته می‌شود. در مجازی‌سازی سیستم‌عامل فرایند به این صورت است که به شما امکان می‌دهد تا چندین سیستم‌عامل را روی یک سخت‌افزار واحد اجرا کنید.

مجازی‌سازی دسکتاپ به مدیر یک بخش اجازه می‌دهد تا محیط‌های دسکتاپ شبیه‌سازی شده را به‌صورت هم‌زمان در صدها دستگاه فیزیکی مختلف مستقر و پیاده‌سازی کند.

درست برخلاف محیط‌های دسکتاپ سنتی که به‌صورت فیزیکی رو هر دستگاه نصب، پیکربندی و به‌روزرسانی می‌شوند، مجازی‌سازی دسکتاپ به مدیران این اجازه را می‌دهد تا پیکربندی‌های انبوه، به‌روزرسانی‌ها و بررسی‌های امنیتی را روی تمام دسکتاپ‌های مجازی انجام دهند.

مزایا استفاده از فناوری مجازی‌ سازی چیست؟

از اصلی‌ترین مزایای استفاده از فناوری مجازی‌سازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

کاهش هزینه‌ها : مجازی‌‎سازی می‌تواند تعداد سرورهای مورد نیاز در یک شرکت یا سازمان را کاهش دهد.

بازیابی آسان‌تر سرور در زمان وقوع حادثه : فناوری مجازی‌سازی باعث می‌شود تا بتوانید در زمان وقوع حادثه، به‌صورتی ساده و مطمئن‌تر سرورهای خود را دوباره راه‌اندازی کنید.

آزمایش آسان‌تر : انجام آزمایشات در محیط مجازی پیچیدگی‌های کمتری دارد و در صورت وقوع حادثه، کمترین میزان هزینه را برای شما در بر خواهد داشت.

تهیه نسخه پشتیبانی آسان‌تر : نحوه پیاده‌سازی فناوری مجازی‌سازی باعث شده است که بتوان هم از سرور هم از ماشین‌های مجازی به‌صورتی سریع‌تر نسخه پشتیبان تهیه کنید.

بهبود بهره‌وری : استفاده از منابع سخت‌افزاری کمتر در نهایت منجربه صرف زمان کمتر برای مدیریت و نگهداری سرورها خواهد شد.

بهترین نرم‌افزارهای مخصوص مجازی‌ سازی چیست؟

نرم‌افزارهای مختلفی برای مجازی‌سازی منتشر شده‌اند و هرکدام از آن‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. بهترین نرم‌افزارهایی که برای این منظور می‌توانید استفاده کنید، عبارتند از:

> VMware :

شرکت VMware در سال‌های اخیر توانسته که مجموعه بسیار جامعی از محصولات مربوط‌به مجازی‌سازی را بااستفاده‌از نرم‌افزارهای Fusion برای کاربران مک و Workstation Player برای کاربران ویندوزی منتشر کند.

علی‌رغم تفاوتی که در نام این دو نرم‌افزار وجود دارد، هر دو آن‌ها عملکردی کاملا یکسان دارند و شما در زمان استفاده از آن‌ها کمترین میزان تفاوت را حس خواهید کرد.

> VirtualBox :

نرم‌افزاری VirtualBox، یکی از کامل‌ترین نمونه‌هایی است که می‌توانید بااستفاده‌از آن مجازی‌سازی را اجرا کنید. این نرم‌افزار به‌حدی کامل است که مرور لیست تمام سیستم‌عامل‌هایی که پشتیبانی می‌کند نیاز به ساعت‌ها بررسی دارد.

همچنین شما می‌توانید VirtualBox را روی تقریبا تمام سیستم‌عامل‌های موجود روی کامپیوترها، مانند مک، ویندوز و لینوکس، نصب کنید.

> Parallels Desktop :

نرم‌افزار Parallels Desktop یکی از بهترین انتخاب‌ها برای آن دست از کاربرانی است که می‌خواهند ویندوز را در کنار سیستم‌عامل مک خود اجرا کنند. این نرم‌افزار با فراهم آوردن تمام چیزهایی که برای اجرای سیستم‌عامل ویندوز احتیاج دارید، تبدیل‌به اولین انتخاب برای کاربران مک شده است.

فواید استفاده از فناوری مجازی‌ سازی چیست؟

اصلی‌ترین فایده استفاده از فناوری مجازی‌سازی، به حداکثر رساندن خروجی برای شرکت‌ها است؛ اما مزایای دیگری هم دارد که عبارتند از:

ایجاد سرورهای تک‌منظوره: مجازی‌سازی یکی از بهترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش‌‎ها‌یی ات که می‌توانید از آن برای جداسازی ایمیل، پایگاه داده و سرورهای مخصوص وب‌سایت خود استفاده کنید.

افزایش سرعت در پیاده‌سازی و دسترسی مجدد: زمانی که یک سرور فیزیکی خراب می‌شود، این امکان وجود دارد که سرور پشتیبان همیشه آماده یا به‌روز نباشد؛ پس اگر دیتاسنتر بتواند به‌خوبی فناوری مجازی‌سازی را پیاده‌سازی کند، تمام فرایندهای بازیابی سرور و استقرار آن سریع‌تر انجام خواهد شد.

کاهش گرما و بهبود صرفه‌‎جویی در مصرف انرژی: شرکت‌هایی که از سرورهای فیزیکی زیادی استفاده می‌کنند، همیشه با خطر داغ شدن بیش از حد منابع فیزیکی خود مواجه هستند. استفاده از فناوری مجازی‌سازی باعث کاهش تعداد سرورها خواهد شد و می‌تواند به آن‌ها در این زمینه کمک کند.

مهاجرت آسان‌تر به فضای ابری: استفاده از فناوری مجازی‌سازی، شرکت‌ها را به تجربه یک محیط کاملا مبتنی‌بر فضای ابری نزدیک می‌کند؛ پس شرکت‌ها تمایل زیادی برای مجازی‌سازی دارند تا در ادامه کار آسان‌تری برای مجازی‌سازی داشته باشند.

محدودیت‌های استفاده از فناوری مجازی‌ سازی

قبل از مهاجرت‌به محیطی مجازی، باید هزینه‌های مختلف اولیه را در نظر بگیرید. سرمایه‌گذاری لازم در نرم‌افزار مجازی‌سازی و همچنین سخت‌افزاری که ممکن است برای پیاده‌سازی مجازی‌سازی نیاز داشته باشید، می‌تواند هزینه زیادی داشته باشد.

هزینه‌های خریداری سرور مجازی امروزه به‌میزان قابل توجهی کاهش یافته است و بسیاری از کسب‌وکارها توانایی پرداخت هزینه‌های آن را دارند؛ حتی تعداد کسب‌وکارهایی که زیرساخت‌های مربوط‌‌به سرورها مجازی را ارائه می‌دهند هم افزایش پیدا کرده است و شما می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید.

همچنین برای صدور مجوز استفاده از نرم‌افزارها هم ملاحظاتی وجود دارد که باید در زمان ایجاد محیطی مجازی حتما آن‌ها را در نظر بگیریم. شرکت‌ها هم باید از این موضوع اطمینان داشته باشند که درک روشنی از نحوه استفاده ارائه‌دهندگان خدمات موردنیازشان از نرم‌افزارها در یک محیط مجازی شده دارند.

از‌طرفی‌دیگر هم مهاجرت به سمت استفاده از فناوری مجازی‌سازی زمان می‌برد و این امکان وجود دارد تا یادگیری آن زمان‌بر باشد. پیاد‌ه‌سازی و کنترل محیطی مجازی‌سازی شده مستلزم آن است که هر یک از کارکنان فنی شرکت در زمینه مجازی‌سازی آموزش دیده باشند و تخصص‌های لازم را داشته باشند.

علاوه‌براین، برخی از نرم‌افزارها زمانی که وارد محیط مجازی‌سازی شده می‌شوند، به‌خوبی کار نمی‌کنند و کارکنان فنی شرکت باید برای رویارویی با این چالش‌ها آماده و توان رسیدگی به آن‌ها را داشته باشند.

پیاده‌سازی مجازی‌سازی هم می‌‎تواند خطرات امنیتی خاص خودش را داشته باشد. داده‌های هر کسب‌وکاری برای آن‌ها بسیار اهمیت دارد؛ بنابراین، تبدیل‌به هدفی بسیار عالی برای هکرها می‌شوند. در زمان استفاده از فناوری مجازی‌سازی، احتمال به‌وجود آمدن اشکال در داده‌ها هم افزایش پیدا می‌کند.

جمع‌بندی

ما در این مقاله به‌صورتی کامل فناوری مجازی‌سازی را به شما معرفی کردیم و گفتیم که چه مزایا، فواید و معایبی دارد. همچنین متوجه شدید که فناوری مجازی‌سازی چگونه کار می‌کند و از این طریق چه کمکی به مالکین کسب‌وکارها خواهد کرد.

در کنار این موارد، شما متوجه شدید که این فناوری به چه شکل و در چه جاهایی پیاده‌سازی می‌شود. در پایان هم نرم‌افزارهایی را به شما معرفی کردیم که بیشترین کاربرد را برای مجازی‌سازی دارند و می‌توانند از پس نیازهای شما بربیایند.

آیا شما هم از این فناوری استفاده می‌کنید؟ نظرات خود را با ما به‌اشتراک بگذارید.

سوالات متداول