مجازی سازی چیست؟ نقش مجازی‌ سازی در رایانش ابری چیست؟

امروزه صرفه‌جویی در مصرف منابع تجدیدناپذیر، یک موضوع همگانی‌ست. حتی اگر این دغدغه‌های محیط زیستی را کنار بگذاریم، بازهم تمام افراد و سازمان‌ها علاقه‌مند به کاهش هزینه‌هایشان هستند. تمام این موارد از طریق مجازی‌ سازی در رایانش ابری امکان‌پذیر است:

فهرست مطالب

1. 1. مجازی‌سازی

1. 1. ماشین مجازی

1. 1. توضیح مختصری از ابر

1. 1. مجازی‌ سازی در رایانش ابری
      • • مزایای مجازی‌ سازی در رایانش ابری
      • • انواع مجازی‌ سازی در رایانش ابری

1. 1. استفاده از سرورهای ابر فردوسی

وظیفه‌ی مدیریت و توزیع منابع سرورها و سایر منابع کامپیوتری، برعهده مجازی‌ساز است. درست مانند یک افسر کادری، که بر سر یک دیگ غذا ایستاده است و به توزیع عادلانه غذا در میان سربازانش نظارت می‌کند. این فناوری غالباً توسط شرکت‌ها و موسسات استفاده می‌شود و کاربرد خانگی آن کمتر است. از چندسال اخیر، این سازمان‌ها، با خرید یک یا چند سرور و استفاده از مجازی‌ساز، هزینه‌های جانبی‌شان را به طرز چشمگیری کاهش می‌دادند. اما انقلاب رایانش ابری، هزینه‌ها را از آن هم کمتر کرد. قبل از اینکه به شرح مجازی‌ سازی در رایانش ابری بپردازیم، بهتر است کمی با فناوری مجازی‌سازی آشنا شویم.

مجازی‌سازی

فناوری مجازی‌سازی کمک شایانی به توسعه کسب‌وکارها کرد. قبل از رواج مجازی سازی به شکل امروزی، شرکت‌ها مجبور بودند تا برای تمام امورات خود یک سرور جداگانه تهیه کنند. این مسئله واقعا هزینه‌بردار بود. در بسیاری از موارد، تنها از 30 درصد ظرفیت هر سرور استفاده می‌شد. یعنی 70 درصد از هزینه‌های هر شرکت‌ برای تهیه و نگهداری از سرورها بی‌دلیل بود. اما نرم‌افزارهای مجازی‌سازی این امکان را مهیا کردند که شرکت‌ها، تنها با یک یا دو سرور نیازهای خود را برطرف کنند. این نرم‌افزارها قابلیت استفاده از تمام ظرفیت یک سرور را فراهم می‌آورند. به عبارت دیگر، با استفاده از مجازی‌ساز، دیگر نیازی به تهیه چندین سرور برای چندین کار و کارمند مختلف نبود. نرم‌افزار مجازی‌سازی قادر است تا منابع مورد نیاز حسابدار را از گرافیست شرکت جدا کند. این قابلیت باعث می‌شود که تمام منابع سخت‌افزاری، نرم‌افزاری، فضای ذخیره‌سازی و شبکه مورد نیاز شرکت، تنها از یک سرور تامین شود. چرا که مجازی سازی می‌تواند فضای یک سرور را به چند سرور فیزیکی مختلف تقسیم نماید.

ماشین مجازی

تصور کنید که به نسخه قدیمی یک برنامه نیاز دارید. از طرفی سیستم عامل و سایر برنامه‌هایتان را هم بروزرسانی کرده‌اید. حال آن برنامه قدیمی برروی سیستم عامل جدید به خوبی اجرا نمی‌شود. راه حل چیست؟ راه‌حل در استفاده از Hypervisor است. هایپروایزر یکی از انواع مجازی‌سازی است که قابلیت مجازی سازی منابع سخت‌افزاری را دارد. با کمک هایپروایزر می‌توانید یک ماشین مجازی بر روی ماشین واقعی خود اجرا کنید. مهم‌ترین ویژگی (Virtual Machine) یا ماشین مجازی این است که با استفاده از آن، کاربر احساس می‌کند با یک ماشین واقعی سروکار دارد. Hypervisor که به عنوان مانیتور ماشین مجازی یا VMM نیز شناخته می شود، ابزاری است که ماشین های مجازی (VM) را ایجاد و اجرا می کند. ماشین‌های مجازی امکان استفاده همزمان چندین کاربر از یک کامپیوتر را هم فراهم می‌کند. ماشینی که قرار است ماشین مجازی روی آن ساخته شود به عنوان ماشین میزبان، و ماشین مجازی به عنوان ماشین مهمان شناخته می شود. مجازی‌سازی این امکان را فراهم می‌آورد که کاربر از دو سیستم عامل مختلف، به عنوان مثال ویندوز و لینوکس، به طور همزمان بر روی یک دسکتاپ استفاده کند. هایپروایزرها به دو نوع مستقل (Native) و وابسته (hosted) تقسیم می‌شوند. هایپروایزر نوع اول بیشتر برای سرورها در دیتاسنترها به کار می‌رود. قبل از آشنایی با مجازی سازی در رایانش ابری، توضیح مختصری از رایانش ابری را آورده‌ایم:

توضیح مختصری از فناوری ابری

قبل از پیدایش رایانش ابری، شرکت‌ها برای استفاده از مجازی‌ساز یا سایر استفاده‌های کامپیوتری‌ روزمره‌شان، ملزم به تهیه سرور در محل استقرار خود بودند. برای اطلاعات بیشتر مقاله رایانش ابری را بخوانید. یعنی هم باید برای تهیه سرورها هزینه می‌کردند و هم هزینه‌های مربوط به تهیه سخت‌افزارها، نرم‌افزارها، سوئیچ‌ها، روترها، پشتیبان‌گیری‌ داده‌ها، مختخصصان آی‌تی، آب و برق مصرفی و تهیه مکانی ایمن برای برپایی دیتاسنترها بر عهده خود شرکت بود. اما با کمک رایانش ابری تمام این موارد به جایی در خارج از شرکت‌ انتقال داده می‌شود. به این ترتیب که افراد و شرکت‌ها از منابع دیتاسنترهای خارجی مصرف می‌کنند و به روش Pay as You Go، تنها به میزان استفاده از منابع مصرفی‌شان می‌پردازند. این قابلیت فوق‌العاده که فرد از تمام منابع موردنیازش در هر مکانی استفاده کند، بدون اینکه کوچکترین نگرانی درمورد هزینه‌ها و امنیت داده‌هایش داشته باشد، تنها توسط رایانش ابری امکان می‌پذیرد. یکی از ارکان اصلی رایانش ابری در بسیاری از شرکت‌های ابری، مجازی‌ساز است. در ادامه با نقش مجازی سازی در رایانش ابری بیشتر آشنا خواهیم شد.

مجازی‌ سازی در رایانش ابری

مجازی سازی در رایانش ابری چیست؟ همانگونه که قبلا اشاره شد، مجازی‌سازی می‌تواند موضوع جداگانه‌ای از رایانش ابری باشد. اما این دو مفهوم در کنار یکدیگر شکل قوی‌تری از تکنولوژی را ارائه داده‌اند. مجازی‌ سازی در رایانش ابری مخارج شرکت‌ها را از قبل هم کمتر کرد. چراکه در حالت اول، یعنی مجازی‌سازی صِرف، شرکت‌ها ملزم به تهیه یک سرور و برآورده کردن نیازها و هزینه‌های جانبی آن بودند. اما با کمک مجازی‌سازی ابری، دیگر نیازی به تهیه سرور و نگهداری از آن‌ها نیست. چرا که وظیفه‌ی تهیه و نگهداری از سرورها و مجازی‌سازها بر عهده شرکت‌های ارائه دهنده خدمات ابری می‌باشد. در واقع مجازی‌سازی یکی از زیرساخت‌های اصلی رایانش ابری است. یک فضای ابری از طریق شبکه‌ای از سرورها، مجازی‌سازها و فضای ذخیره‌سازی تشکیل می‌شود.

مزایای مجازی‌ سازی در رایانش ابری

به‌طور کلی مجازی‌ سازی در رایانش ابری فواید بی‌شماری دارد. در طول مطلب با برخی از آن‌ها از قبیل به صرفه‌تر بودنشان آشنا شدید. در ادامه به صورت تیتروار برخی از دلایل اهمیت مجازی‌ سازی در رایانش ابری را مرور خواهیم کرد:

• کاهش هزینه‌های مصرف برقی که برای روشن نگه‌داشتن سرورها نیاز است.

• کم شدن مصرف آب که برای خنک نگه‌داشتن پاورها و سرورها نیاز است.

• کمک به زمین سبز با کاهش مصرف منابع طبیعی و ایجاد آلایندگی.

• افزایش فضای باز در محیط کار.

• ایجاد فضای آزمایشگاهی و انجام آزمایشات برروی سرورها، بدون نگرانی از ایجاد خرابی.

• امکان استفاده از سیستم‌های قدیمی شرکت که تاکنون ناکارآمد بودند.

• عدم نیاز به هزینه‌های مستقیم و غیرمستقیم برای ارتقاء و نگهداری از سخت‌افزارها و نرم‌افزارها.

• ارتقا سطح امنیت داده‌ها و ایجاد نسخه‌های پشتیبان.

• بالا رفتن سطح بهره‌وری از تمام ظرفیت‌های سرورها.

• دسترسی بالا و یکپارچه‌سازی سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای مورد نیاز کارمندان.

• دسترسی از راه دور، انعطاف پذیری و مقیاس پذیری.

انواع مجازی‌ سازی در رایانش ابری

همانگونه که در مطالب علمی شرح داده شده است، مجازی سازی یا Virtualization عبارت است از “ایجاد نسخه مجازی و نه واقعی از چیزی مانند سرور، دسک‌تاپ، دستگاه ذخیره‌سازی، سیستم عامل یا منابع شبکه”. بنابراین فناوری مجازی‌سازی، صرفاً شامل مجازی سازی سرور نمی‌شود. در واقع لایه انتزاعی مجازی‌ساز می‌تواند هر قسمتی از منابع کامپیوتری را مجازی کند. وظیفه مجازی‌سازی این است که یک نمونه فیزیکی واحد از یک منبع یا برنامه را براي مشتریان و سازمان های مختلف به اشتراک بگذارد. بنابراین مجازی سازی در رایانش ابری می‌تواند انواع مختلفی داشته باشد:

مجازی‌سازی سرور:

این نوع از مجازی ساز، با تغییر پردازنده‌ها، سرور مرکزی یا همان فیزیکی را به چندین سرور مجازی مختلف تقسیم می‌کند. بنابراین، هر سیستمی می تواند سیستم عامل‌های خود را به صورت ایزوله اجرا کند. مجازی‌سازی سرور غالبا از طریق نرم‌افزارهای Citrix XenServer, Hyper-V, KVM , Vmware ESX/ESXi انجام می‌شود. مهاجرت به محیط مجازی و استفاده از مجازی‌سازی سرور باعث افزایش عملکرد، کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه های زیرساختی و غیره می‌شود. چراکه در این روش، سیستم عامل‌های گوناگون، به طور جداگانه از هم، از منابع سخت‌افزاری یک سرور فیزیکی، به طور مشترک استفاده می‌کنند.

مجازی‌سازی ذخیره‌ساز:

در حالی که محل دقیق این نوع از ذخیره‌سازی بر کسی آشکار نیست، اما امنیت داده، دسترسی و کارایی بالایی دارد. جهت ذخیره‌سازی‌ مجازی، مجموعه ای از قطعات فیزیکی گردهم آمده‌اند و مدیریت و سازماندهی آن‌ها از طریق نرم افزار های مجازی‌ساز صورت می‌گیرد. مجازی‌سازی فضای ذخیره‌سازی که با نام SAN نیز خوانده می‌شود باعث ایجاد فایل‌های پشتیبان‌گیری پیاپی و جابه‌جایی اطلاعات می‌شود.

مجازی‌سازی شبکه:

زمانی‌که شبکه‌های فیزیکی، به جای سخت‌افزارها، با نرم‌افزارها به هم متصل شوند، مجازی‌سازی شبکه رخ داده است. مثلا می‌توان از یک واحد از سوئیچ‌ها و روترها، به صورت مجازی بین چندین ماشین مجازی استفاده کرد. این نوع از مجازی‌سازی توسط جداول مسیریابی، NIC ها، سوئیچ ها و تگ های VLAN انجام می شود.

مجازی‌ سازی دسکتاپ:

از طریق این نوع از مجازی‌‌سازی، افراد قادرند تا از راه دور و در هر مکانی وظایف و کارهای خود را انجام بدهند. در این حالت هزینه‌های مربوط به تهیه زیرساخت‌ها به شدت کاهش می‌یابد و افراد می‌توانند از محیط دسکتاپ مجازی کاملی، بدون نیاز به سخت‌افزارهای فیزیکی استفاده کنند. این محیط مجازی دارای سیستم‌عامل‌ها، برنامه‌ها و فایل‌های جداگانه‌ای برای هر کاربر هستند. امنیت این روش باعث می‌شود که داده‌های هر کاربر سالم بماند، حتی اگر دستگاه فیزیکی وی خراب شود. در حال حاضر  Citrix XenDesktp و Vmware Horizon  جزو بهترین نرم‌افزارهای مجازی‌سازی دسکتاپ هستند.

مجازی‌سازی برنامه‌های کاربردی:

این روش نیز همانند مجازی‌ سازی دسکتاپ، امکان دورکاری و دسترسی در هر مکانی را فراهم می‌کند. در مجازی سازی دسکتاپ، تمام پردازش‌ها توسط سرورها صورت می‌گیرد و مستقیما و با سرعت به دست کاربر می‌رسد. کاربر برای دسترسی به این برنامه‌ها نیازی به امکانات کامپیوتری ندارد و می‌تواند از طریق اینترنت به آن‌ها دست یابد. برخی از نرم‌افزارهای مجازی‌سازی اپلیکیشن، XenApp، VM ThinApp و App-V نام دارند.

مجازی سازی داده:

وظیفه نظم‌دهی به اطلاعات مختلف بر عهده این مجازی‌ساز است. در مجازی سازی داده، داده‌های تمام منابع مختلف جمع‌آوری، ذخیره‌سازی و قالب‌بندی می‌شوند و نمای مرتبی را به وجود می‌آورند. در این روش، هر کاربر به داده‌های خود به راحتی دسترسی دارد. بدون اینکه بداند محل ذخیره آن کجا است.

مجازی سازی سیستم‌عامل:

مجازی سازی سیستم‌عامل یکی از رایج‌ترین شکل‌های مجازی سازی است. در این روش دو یا چند سیستم عامل، مانند ویندوز، بر روی یک دستگاه قرار می‌گیرد. این نوع از مجازی سازی به کسب‌وکارها این امکان را می‌دهد تا با کاهش تعداد ماشین‌های واقعی، میزان سخت‌افزارهای فیزیکی‌شان را کاهش دهند. این راه باعث صرفه جویی در انرژی، کابل کشی، سخت افزار، فضای رک و موارد دیگر می‌شود.از برنامه‌های مجازی‌سازی در سطح سیستم عامل می‌توان به LXC و داکر اشاره نمود.

استفاده از سرورهای ابر فردوسی

شرکت ابر فردوسی قادر به ارائه با کیفیت‌ترین سرورهای ابری با توجه به نوع نیاز شماست. تنوع سرویس‌ها، پشتیبانی مطمئن و قیمت‌های به صرفه این ابر را بسیار محبوب کرده است: