مجازی سازی سخت افزار که به عنوان hardware assisted virtualization نیز شناخته می شود، ایجاد نسخه مجازی سیستم عامل ها و رایانه ها است. از جمله قابلیت مجازی سازی ، بهبود عملکرد پردازنده و مقابله با چالش هاییست که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
بسیاری از مشاغل و سازمان ها، سرورهایی را مستقر کرده اند که تنها با کسری از ظرفیت کل آنها کار می کنند. چنین رویکردی بیشتر به دلیل این است که آنها سرور فیزیکی خود را تنها به یک برنامه خاص اختصاص می دهند. این مکانیسم چندان کارآمدی نیست، زیرا ظرفیت مازادی که در دسترس است هدر می رود. همچنین منجر به هزینه های عملیاتی بالاتر می شود.
قابلیت مجازی سازی سخت افزار
ایده اصلی مجازیسازی سختافزار این است که تعداد زیادی سرور فیزیکی کوچک را در یک سرور فیزیکی بزرگ ادغام کنیم تا پردازنده بهطور مؤثر مورد استفاده قرار گیرد. سیستم عامل اجرا شده بر روی سرور فیزیکی، به سیستم عاملی تبدیل می شود که در داخل ماشین مجازی اجرا خواهد شد.
از این رو، مجازی سازی سخت افزار به معنای تعبیه یک نرم افزار ماشین مجازی در جزء سخت افزاری سرور است. این نرم افزار نام های مختلفی دارد که مانیتور ماشین مجازی و هایپروایزر رایج ترین آنهاست. Hypervisor حافظه، پردازنده و سایر اجزا را کنترل می کند و به سیستم عامل های مختلف اجازه می دهد تا بدون نیاز به کد منبع روی دستگاه اجرا شوند.
انواع مجازی سازی سخت افزار
مجازی سازی به کمک سخت افزار سه نوع دارد:
مجازی سازی کامل
معماری سخت افزار به طور کامل شبیه سازی شده است. هیچ تغییری توسط نرم افزار مهمان برای اجرای برنامه ها مورد نیاز نیست
Para-Virtualization
در این نوع مجازی سازی، سخت افزار شبیه سازی نشده است. بلکه نرم افزار مهمان، سیستم را ایزوله اجرا می کند. یعنی در واقع برای اجرا نیاز به سخت افزارهای دیگر ندارد.
مجازی سازی شبیه سازی
در مجازی سازی شبیه سازی، ماشین مجازی مستقل است. این سخت افزار را شبیه سازی می کند و هیچ تغییری توسط سیستم عامل مهمان وجود ندارد.
قابلیت های مجازی سازی
طراحی مجازی سازی قابلیت های بسیاری را در اختیار سازمان شما قرار میدهد. مجازی سازی سیستم عامل ها در بسیاری از زمینه های محاسباتی استفاده میشود:
یکپارچه سازی سرور
بسیاری از سرورها را می توان با یک سرور فیزیکی بزرگ جایگزین کرد، بنابراین سخت افزار یکپارچه می شود و سیستم عامل مهمان به ماشین مجازی تبدیل می شود
جداسازی
سیستم عامل مهمان می تواند به طور کامل از میزبانی که آن را اجرا می کند جدا شود. بنابراین اگر ماشین مجازی خراب باشد، سیستم میزبان آسیبی نمی بیند.
Migration
فرآیندی برای انتقال ماشین مجازی در حال اجرا به ماشین فیزیکی دیگر. مهاجرت زنده یک ویژگی توسعه یافته است که این حرکت را بدون قطع ارتباط مشتری یا برنامه امکان پذیر می کند.
برخورداری از قابلیت اسنپشات: ماشینهای مجازی کمتر به سختافزار وابسته هستند و سرور میزبان ویژگیهای snapshot را ارائه میکند تا بتواند یک سیستم در حال اجرای شناخته شده را بدون هیچ گونه خرابی بازیابی کند.
مزایای مجازی سازی
مجازی سازی مزایای زیادی را به همراه دارد در حالی که خدماتی مشابه سرور سخت افزاری را ارائه می دهد.
اول اینکه هزینه زیرساخت شما را کاهش می دهد. سرورها عمدتا برای ارائه خدمات به مشتری استفاده می شوند و یک سیستم عامل مجازی می تواند همان سرویس را با موارد زیر ارائه دهد:
سخت افزار کمتر
می توانید چندین سیستم عامل را روی یک هاست اجرا کنید، بنابراین تمام تعمیرات سخت افزاری کاهش می یابد.
توان خنک کردن کمتر
سخت افزار کمتر به این معنی است که در صورت نیاز به خدمات بیشتر، نیازی به سرمایه گذاری بیشتر در برق، توان پشتیبان و خنک کننده ندارید.
صرفه جویی در فضا
فضای مرکز داده شما ذخیره می شود زیرا به سرورهای سخت افزاری بیشتری نیاز ندارید (سرور کمتری نسبت به سرویس در حال اجرا).
مدیریت یکپارچه
استفاده از VM Guest مدیریت زیرساخت شما را ساده می کند.
چابکی و بهرهوری
مجازیسازی قابلیتهای مهاجرت، مهاجرت زنده و عکسهای فوری را فراهم میکند. این ویژگیها زمان خرابی را کاهش میدهند و راهی آسان برای انتقال سرویس شما از مکانی به مکان دیگر بدون وقفه در سرویس را به ارمغان میآورند.
عملکرد و کاربرد دو نیاز اصلی برای پذیرش گسترده مجازی سازی است. برای تحقق این وعده لازم است تا پلتفرم مجازیسازی عملکردی عالی را با حداقل تلاش ارائه دهد. عملکرد و کاربردهای مجازی سازی چندین بعد مختلف را در بر میگیرد. در این روش چندین ماشین مجازی که روی یک سرور کار میکنند باید به خوبی مقیاس شوند و منابع را به طور موثر بین کاربران به اشتراک بگذارند. در این مقاله توضیح خواهیم داد که چگونه عملکرد مجازی سازی در تمام این سطوح با پیشرفت در نرم افزار و سخت افزار پیشرفت کرده است. سپس در مورد برخی از چالشها و فرصتهایی که در پیش رو داریم با ورود به عصر رایانش ابری صحبت میکنیم.
مجازی سازی چه کاربردی دارد؟
هنگامی که یک محیط را مجازی میکنید، سرور فیزیکی شما قادر به ارائه چندین ماشین مجازی خواهد بود. این ماشینهای مجازی میتوانند سیستمعاملهای مختلفی داشته باشند و برنامههای متفاوتی را اجرا کنند. در حالی که هنوز همگی روی یک سرور فیزیکی واحد میزبانی میشوند. ادغام برنامهها در محیط های مجازی یک رویکرد مقرونبهصرفهتر است، زیرا میتوانید منابع فیزیکی کمتری را مصرف کنید، در نتیجه به شما کمک میکند پول کمتری را برای خرید انواع مختلف سرورها خرج کنید و در هزینه سازمان خود صرفهجویی کنید.
حرکت به سمت سازمان و محیطی سبزتر
وقتی بتوانید تعداد سرورهای فیزیکی را که در یک سازمان از آن استفاده میکنید کاهش دهید، منجر به کاهش میزان مصرف انرژی میشود. که خود این موضوع دارای دو مزیت سبز است:
هزینههای کسب و کار را کاهش میدهد و این پول را میتوان در جای دیگری دوباره سرمایهگذاری کرد.
ردپای کربن مرکز داده را کاهش میدهد.
موارد زیر تنها تعدادی از مزایای بسیاری است که مجازی سازی میتواند برای سازمان شما به ارمغان بیاورد.
کاهش زمان توقف و افزایش انعطاف پذیری در موقعیت های بازیابی بلایا
هنگامی که بر اثر یک فاجعه سرور دچار آسیب شود، واحد IT مجموعه مسئول جایگزینی یا تعمیر آن است این موضوع ممکن است ساعت ها یا حتی روزها طول بکشد. اما توجه نمایید که اگر شما از مجازی سازی استفاده نمایید شما یک کپی از تمامی اطلاعات موجود بر روی ماشین مجازی آسیب دیده دارید. که در نتیجه میتوانید به دور از آسیب های این بلایا به فعالیت خود ادامه دهید این موضوع مهم ترین کاربردهای مجازی سازی است. در این روش فرآیند بازیابی اطلاعات تنها چند دقیقه طول میکشد که به طور قابل توجهی انعطافپذیری محیط را افزایش میدهد و تداوم کسبوکار را بهبود میبخشد. اما در روش های سنتی ساعتهای بسیاری را باید برای تهیه و راهاندازی یک سرور فیزیکی جدید صرف نمود.
افزایش کارایی و بهره وری تنها مزیت مجازی سازی نیست
با سرورهای کمتر، تیم های فناوری اطلاعات شما میتوانند زمان کمتری را برای حفظ سخت افزار فیزیکی و زیرساخت فناوری اطلاعات صرف کنند. در نتیجه این موضوع افزایش کارایی و بهره وری تیم شما را به همراه خواهد داشت تا زمان خود را صرف امور دیگر نمایند. و شما میتوانید به جای گذراندن فرآیند پرزحمت و طاقت فرسا اعمال به روزرسانی تک به تک سیستم ها، برنامه ها را در تمامی ماشین های مجازی به صورت یکجا نصب، به روزرسانی و نگهداری کنید.
افزایش امنیت یکی از کلیدی ترین کاربردهای مجازی سازی
یک مدیر ماشین مجازی می تواند فعالیت برنامه های کاربر را کنترل و فیلتر کند، بنابراین از انجام برخی عملیات مضر جلوگیری میکند. منابعی که توسط میزبان در معرض دید قرار میگیرند میتوانند پنهان شوند یا به سادگی از کاربر محافظت شوند. هنگام برخورد با کدهای نامعتبر، افزایش امنیت یک الزام است.
اشتراک گذاری امن تر یکی از کاربردهای مجازی سازی
امکان به اشتراک گذاری منابع فیزیکی بین چندین کاربر یکی دیگر از کاربردهای مجازی سازی است. در این روش میتوان گروهی از میزبانهای مجزا را به هم متصل کرد و به عنوان یک میزبان مجازی به کاربران نشان داد. این قابلیت با نرم افزار مدیریت خوشهای پیاده سازی شده است که منابع فیزیکی یک گروه همگن از ماشین ها را مهار میکند و آن ها را به عنوان یک منبع واحد نشان میدهد.
کاربردهای مجازی سازی این امکان را فراهم میکنند که فعالیت کاربر را فیلتر کرده و از عملیات مضر کاربران جلوگیری کنید. علاوه بر این ویژگی ها، یکی دیگر از قابلیت های مهمی که توسط مجازی سازی فعال میشود، تنظیم عملکرد است. کنترل عملکرد کاربر با تنظیم دقیق ویژگی های منابع در معرض از طریق محیط مجازی آسان تر میشود.
نتیجه گیری
مجازی سازی محیط شما میتواند مقیاس پذیری را افزایش دهد و به طور همزمان هزینه ها را کاهش دهد، و به طور خلاصه و جمع بندی شده میتوان موارد زیر را به عنوان کاربردهای مجازی سازی نام برد.
صرفه جویی اقتصادی چشمگیر در کوتاه مدت و بلند مدت
صرفه جویی در مصرف انرژی
افزایش مدیریت و نظارت
افزایش راندمان کاری
سهولت در پشتیبان گیری از اطلاعات
نگهداری ساده تر و بهینه تر سرویس ها
استفاده بهینه از ظرفیت سخت افزار موجود
کاهش نیاز به سخت افزار
تامین بهتر امنیت اطلاعات
مدیریت امنیت اطلاعات
امکان اعمال تغییرات، بسیار سریعتر و با انرژی کمتر
کاهش فضای فیزیکی مصرفی برای سیستم های آی تی در دیتا سنتر ها و حتی میز کاربران
کار و پایداری بی وقفه حتی در صورت خرابی سخت افزار و یا ارتقا سخت افزار
کاهش چشمگیر مصرف پهنای باند در شبکه
افزایش پایداری شبکه و زیر ساخت
آلودگی صوتی و حرارتی پایین تر
افزایش سرعت و کیفیت سرویس های نرم افزاری