مجازی سازی چیست
مفموم مجازی سازی (Virtualization) در اصل برای استفاده بهینه از سخت افزار و منابع پردازشی سرورها طراحی و عرضه گردید. قبل از فراگیر شدن تکنولوژی مجازی سازی، ساختار مراکز داده و دیتاسنترها به این شکل بود که سرویس های مختلف مانند دیتابیس، اکتیودایرکتوری، اپلیکیشن سرور و سرویس های مختلف تحت شبکه هر کدام برای اجرا نیاز به یک سرور فیزیکی جدا داشتند که همین موضوع باعث میشد تعداد سرورهای فیزیکی افزایش یافته و پیرو آن مدیریت سرورها و سرویس ها برای مدیر شبکه کار طاقت فرسایی باشد. از طرفی گرمای ایجاد شده در اتاق سرور، هزینه برق مصرفی و سرمایش اتاق سرور همگی افزایش قابل توجهی داشتند. مهمترین نکته ای که در دیتاسنترهای قبل از تکنولوژی مجازی سازی به چشم می آید هدررفت منابع پردازشی در سرورها بود. به این معنا که اکثر سرورها از حداکثر توان پردازشی خود ( سی پی یو ، حافظم رم ، فضای ذخیره سازی دیسک و ... ) استفاده نمیکردند و این منابع پردازشی به هدر میرفت و ما برای ارائه یک سرویس جدید در شبکه مجبور به نصب و راه اندازی یک سرور فیزیکی جدا بودیم. به لطف بوجود آمدن راهکار مجازی سازی، این محدودیت ها و مشکلات تا حد زیادی رفع گردید مدیریت شبکه از حالت جزیره ای به حالت مرکزی تغییر نمود.
مجازی سازی یا Virtualization یکی از تکنیکهای موفق و کاربردی در شبکه و دیتاسنترها بوده که در آن یک یک لایه انتزاعی یا نرم افزاری روی یک پلتفرم یا لایه سخت افزاری ایجاد میشود.در این روش محدودیتهای ما در استفاده از تمام توان پردازشی سخت افزار کمتر شده ، از منابع پردازشی سرور استفاده بیشتری میشود ، چابکی و انعطاف در شبکه ایجاد شده و راه اندازی سرویس های جدید در شبکه به راحتی و سهولت انجام میگیرد.در این روش و همان طور که در شکل مشخص میباشد یک لایه مدیریتی روی سخت افزار نصب میشود و سپس ما قادر خواهیم بود چندین سیستم عامل ( ویندوز ، لینوکس و ... ) روی یک سخت افزار بصورت همزمان و بصورت کاملا ایزوله و جدا از هم داشته باشیم. در حال حاضر با استفاده از تکنولوژی مجازی سازی میتوان با استفاده از محصولات شرکت های بزرگی چون VMware موارد مختلفی را مانند سرور، سوئیچ، روتر و ... را شبیه سازی کرد و وابستگی خود را به سخت افزارها کم نمود و از منابع پردازشی سرورها استفاده بیشتری نمود.
تاریخچه مجازی سازی
تاریخچه مجازی سازی به شرکت IBM و mainframe های ساخت شرکت IBM در سال 1960 و 1970 میلادی میرسد جایی که این شرکت بزرگ زمان زیادی را برای راهکار time-sharing صرف نمود.time-sharing یا اشتراک زمانی به استفاده اشتراکی از منابع پردازشی کامپیوتر برای گروه بزرگی از کاربران اشاره داشت. صنعت مجازی سازی ادامه رشد و حرکت خود را از mainframe ها بسمت کامپیوترها و سرورهای x86 در دهه 80 و 90 میلادی آغاز نمود که بلوغ آن توسط شرکت vmware و نرم افزارهای vmware workstation و vmware esxi ایجاد گردید. البته غیر از شرکت vmware شرکتهای دیگری نیز وارد عرصه مجازی سازی شدند که از میان آنها میتوان به شرکت مایکروسافت ، سیتریکس و ردهت اشاره کرد. مایکروسافت محصول مجازی سازی heyper-v را ارئه نمود ، شرکت سیتریکس محصول مجازی سازی سرور و دسکتاپ را با نام های xen server و xen desktop معرفی نمود و شرکت ردهت نیز محصول مجازی سازی سرور اپن سورس خود بنام KVM را عرضه نمود.
نمودار رشد صنعت مجازی سازی در طول زمان
در میان همه شرکتهای ارائه کننده محصولات مجازی سازی، بی شک VMware لیدر و رهبر یکه تاز گروه بوده و نوآوری ها و محصولات آن کمک شایانی به پیشرفت این صنعت نموده است. شرکت VMware در طول حیات خود برای بدست آوردن تکنولوژی های مورد نیاز وقت زیادی صرف نمود و شرکتهای زیادی را خریداری نمود. مهمترین شرکتهایی که توسط VMware خریداری شدند بشرح زیر میباشد :
- شرکت Propero ارائه کننده راهکارهای مجازی سازی دسکتاپ
- شرکت SpringSource جهت استفاده از فناوری های PaaS
- شرکت SlideRocket که در زمینه رایانش ابری مدل SaaS فعالیت می نمود
- شرکت Nicira که در زمینه مجازی سازی شبکه فعالیت مینمود.
- شرکت VeloCloud Networks که راهکارهای جدید نرم افزاری روی ارتباطات wan فراهم مینمود.
البته شرکت VMware در سال 2008 توسط شرکت EMC خریداری شد. EMC بصورت حرفه ای روی تکنولوژی های مربوط به آنالیز داده و تکنیک های ذخیره سازی و مجازی سازی داده ها کارمیکند. شرکت EMC نیز در سال 2015 توسط شرکت DELL خریداری شد و به Dell EMC تغییر نام داده شد.
انواع مجازی سازی
مجازی سازی (virtualization) در لایه های مختلف دیتاسنتر و شبکه صورت میگیرد و فقط به مجازی سازی سرور ختم نمیگردد. مجازی سازی سرور محبوب ترین و پرکاربردترین نوع مجازی سازی سرور میباشد که تقریبا در همه مراکز داده نصب و راه اندازی میشود. مجازی سازی دسکتاپ برای مجازی کردن میزکار یا دسکتاپ مجازی کاربران بکار میرود و هزینه های سازمان را بشرط پیاده سازی اصولی کاهش داده و هزینه نگهداری کامپیوترهای کاربران را تعدیل نموده. مجازی سازی شبکه در سطح شبکه و برای سهولت در مدیریت و توسعه شبکه و همچنین افزایش امنیت کلود و دیتاسنتر بکار میرود، مجازی سازی نرم افزار نیز تحویل نرم افزار به کاربران را ساماندهی میکند و در آخر مجازی سازی I/O یا استوریج مجازی سازی را در لایه ذخیره سازی دیتا پیاده سازی میکند. همه این موارد در کنار هم یک دیتاسنتر نرم افزاری یا Software-Defined Datacenter را تحویل می میدهد که هدف و غایت صنعت آی تی میباشد.
انواع مجازی سازی بطور کلی به شرح زیر میباشند :
- مجازی سازی سرور یا server virtualization
- مجازی سازی شبکه یا network virtualization
- مجازی سازی دسکتاپ یا desktop virtualization
- مجازی سازی نرم افزار یا application virtualization
- مجازی سازی استوریج یا storage virtualization
مجازی سازی سرور Server Virtualization
مجازی سازی سرور مهمترین و زیرساختی ترین نوع مجازی سازی به حساب می آید و بوسیله پیاده سازی این نوع از مجازی سازی قادر هستیم تا بسمت سایر انواع مجازی سازی نیز حرکت کنیم. محبوبیت و انعطافی که مجازی سازی سرور در پیاده سازی سریع سرویس های تحت شبکه به ما میدهد باعث شده تا حتی شرکت های کوچک نیز هم سرویس ها و سرورهای خود را به بستر مجازی سازی انتقال داده و از مزایای این تکنولوژی مدرن استفاده نمایند. برای مثال به سرعت و راحتی میتوان یک ماشین مجازی نصب نمود سیستم عامل مورد نظر به همراه نرم افزار یا دیتابیس و یا سرویس مربوطه را روی آن نصب نمود و به شخص یا دپارتمانی که این سرویس را درخواست کرده تحویل نمود. پس میبینید که فرایند آماده سازی و تحویل سرویس در مجازی سازی سریع و راحت میباشد. از طرفی فرایند بک آپ گیری و بازگرداندن اطلاعات نیز در مواقع مشکل راحت تر صورت میگیرد. محصول مجازی سازی سرور شرکت VMware راهکار vSphere میباشد که مجموعه ای از ابزارها و نرم افزارهای مختلف برای پیاده سازی مجازی سازی در دیتاسنتر میباشد. از مهمترین نرم افزاری که در vSphere وجود دارد میتوان به هایپروایزر ESXi و vCenter اشاره نمود.ESXi هسته اصلی مجازی سازی VMware بشمار میرود که روی سرور فیزیکی نصب میشود و ماشین های مجازی بصورت نرم افزاری روی سرور ESXi نصب و بالا می آیند. محصول vCenter نیز برای مدیریت بهتر بستر مجازی سازی در شبکه بکار میرود بطوری که همه هاست های ESXi در داخل آن اضافه شده و توسط vCenter بسادگی قابل مدیریت میباشند. از جمله فرامین مدیریتی در vCenter میتوان به ایجاد، ویرایش و حذف ماشین های مجازی اشاره نمود. vSphere 8 آخرین ورژن محصول مجازی سازی VMware بوده که با قابلیتهای امنیتی بیشتر، قابلیت vCenter Recovery و پشتیبانی از VM hardware version 20 معرفی شده است.
مجازی سازی شبکه Network Virtualization
با رشد سازمانها و به تبع آن افزایش سرویس ها، سرورها، ماشین های مجازی و وجود دغدغه امنیت در دیتاسنترها و مراکز داده و گران بودن تجهزات شبکه، توسعه و بسط شبکه همواره یکی از دغدغه های مدیران شبکه بوده است. در حقیقت توسعه شبکه و پیاده سازی یک سرویس جدید در شبکه، وابسته به خرید تجهیزات فیزیکی مانند سوئیچ، روتر و فایروال بوده و این محدودیت همواره وجود داشته است. ولی با مدلی که توسط مجازی سازی شبکه ارائه میشود این محدودیت کم رنگ تر شده و ما با پیاده سازی سرویس مجازی سازی شبکه که توسط کمپانی های مختلفی مانند VMware و Cisco ارائه میشود و با ترکیب ساختار فیزیکی موجود با ساختار مجازی جدید ایجاد شده، خیلی سریع تر، راحت تر و با هزینه کمتر میتوانیم شبکه خود را بر اساس نیازهای خود بسط دهیم و بنا به نیاز خود و بصورت مجازی از سوئیچ، روتر، فایروال، لود بالانسر و راهکارهای امنیتی ارائه شده بهره ببریم. محصول امنیتی Network Virtualization شرکت VMware نرم افزار NSX نام دارد که توانسته بخوبی مفاهیم مجازی سازی شبکه و SDN یا software-defined networking را در شبکه پیاده کند. NSX یکی از مفاهیم دیتاسنتر نرم افزاری یا SDDC بوده که رویکرد نرم افزار محور یا Software-Defined به شبکه دارد. software-defined software-defined software-definedمحصول VMware NSX قابلیت Microsegmentation داشته و با تعریف پالیسی های امنیتی برای Workload ها و Object های مختلف کنترل دقیقی در زیرساخت شبکه برقرار میکند.
مجازی سازی دسکتاپ Desktop Virtualization
مجازی سازی دسکتاپ یا VDI به روش و راهکاری گفته میشود که سیستم عامل و برنامه های مورد نیاز کلیه کاربران بصورت مرکزی روی یک یا چند سرور مرکزی نصب شده و روی کامپیوتر شخصی کاربران اطلاعاتی ذخیره و یا اجرا نمیگردد، بلکه همه برنامه ها و پردازش های مربوطه توسط کاربران به سرور فرستاده شده در آنجا اجرا میگردد. در این روش کاربر توسط سیستمی که تین کلاینت یا زیروکلاینت نام دارد و معمولا قدرت سخت افزاری کمتری نسبت به کامپیوترهای شخصی دارد به دسکتاپ مجازی خود روی سرور متصل شده و محیط کاربری خود را دقیقا مشابه همان محیطی که قبلا روی سیستم شخصی خود داشته مشاهده میکند. محصول VMware در این زمینه Horizon نام دارد که در نسخه های جدید بسیار تکمیل شده و از امنیت و انعطاف بالایی در پیاده سازی و راه اندازی برخوردار میباشد. محصول Horizon پلتفرم مدرن VMware جهت تحویل امن دسکتاپ مجازی و برنامه های کاربردی به کاربرنهایی میباشد. این محصول قابلیت پیاده سازی در Cloud را نیز داشته و جهت امنیت بیشتر با محصول NSX نیز مجتمع میگردد.
مجازی سازی نرم افزار Application Virtualization
در بعضی مواقع این نیاز وجود دارد که فقط برنامه های کاربردی (word,excel,… ) مجازی شده و تحویل کاربر شود و نیازی نیست تا دسکتاپ کاربر نیز مجازی شود که از روش Application Virtualization استفاده میکنیم. در این نوع مجازی سازی، برنامه های مورد نیاز کاربران روی کامپیوتر شخصی کاربران نصب نمیشود و درعوض برنامه ها همگی روی سرور و در بستر مجازی سازی سرور مانند vmware esxi نصب میگردد. سپس کاربران از طریق وب یا روشهای دیگر به سرور متصل شده و برنامه مورد نظر را اجرا میکنند که در این حالت پردازش برنامه ها و اپلیکیشن ها روی سرور انجام شده و فقط نتیجه و خروجی برنامه سمت کاربر بنمایش در می آید. از محصولات مجازی سازی برنامه کاربردی میتوانیم بهApp-V مایکروسافت، XenApp سیتریکس و ThinApp شرکت VMware اشاره کرد. مزایای مجازی سازی برنامه کاربردی:
- برنامه فقط یکبار روی سرور نصب شده و نیازی به نصب روی تک تک سیستم ها نمیباشد.
- آپدیت و تغییر ورژن نرم افزارها فقط یکبار صورت میگیرد.
- برنامه های مجازی شده از روی سیستم عامل اندروید، ویندوز و ... قابل استفاده میباشد.
- حذف برنامه فقط یکبار آن هم از روی سرور صورت میگیرد
- برنامه های مجازی مستقل از سیستم عامل کاربران اجرا شده و هیچ باری روی سیستم کاربران نمیگذارد.
مجازی سازی استوریج Storage Virtualization
مجازی سازی استوریج که به SDS یا Software-Defined Storage شهرت دارد به استخری از دیسک های فیزیکی تحت شبکه اطلاق میشود که توسط یک نرم افزار خاص به عنوان یک دیتااستور در شبکه شناسایی شده و محدودیت های ذخیره ساز SAN را ندارد. در این تکنولوژی نرم افزار مدیریت ذخیره سازی از لایه فیزیکی و دیسک های تحت شبکه جدا بوده و انحصار و وابستگی بین این دو وجود ندارد. در مجازی سازی استوریج ما به تجهیزات ذخیره ساز یک برند یا شرکت خاص محدود نمیباشیم و بوسیله آن قادر هستیم مجموعه ای از هارددیسک ها و دستگاه های ذخیره سازی تحت شبکه را تحت یک استوریج بزرگ مجازی در شبکه ببینیم. در این نوع مجازی سازی که معمولا نرم افزاری اتفاق می افتد یکPOOL یا مجموعه ای از دیسک های ذخیره سازی ایجاد میگردد و نرم افزار مربوطه وظیفه دریافت و پراسس I/O و ارسال آن به دیسک ها را بعهده دارد. جدیدترین محصولات مجازی سازی استوریج در سال 2023 لیست زیر میباشد:
- DataCore Software-Defined Storage
- Red Hat Gluster Server
- VxRail
- NetApp Cloud Volumes ONTAP
- Cisco HyperFlex
- VMware vSAN
- StarWind Virtual SAN
مزایای مجازی سازی
با پیاده سازی سرویس مجازی سازی در شبکه که معمولا توسط vmware vsphere انجام میگیرد مدیریت کل بستر مجازی سازی بصورت مرکزی و توسط vmware vcenter انجام میگیرد.بوسیله مجازی سازی ایجاد، کپی، پشتیبان گیری و بازگرداندن ماشین های مجازی به راحتی انجام میگیرد. در زیر به دیگر مزایای پیاده سازی virtualization در بستر شبکه اشاره شده است :
- متمرکز سازی سرویس ها و سرورها در یک نقطه مرکزی
- بک آپ گیری یا پشتیبان گیری آسان از اطلاعات و سرورها
- استفاده کامل از توان پردازش سرورها و تجهیزات
- کاهش گرما و کاهش مصرف برق و توان مصرفی
- صرفه جویی در هزینه های جاری و آتی سازمان
- آپدیت و بروز رسانی سریع تر و راحت تر سرورها و سرویسهای تحت شبکه
- آماده سازی سریع سرورها و ماشین های مجازی با استفاده از خاصیت clone و template ها در بستر مجازی سازی سرور
- پایین آمدن زمان down تایم شبکه بعلت وجود کلاسترینگ در ساختار مجازی سازی
- ایجاد محیط لابراتوار برای تست و بررسی و عیب یابی نرم افزارها و سرویس ها
- کاهش وابستگی نرم افزارها به سخت افزار
برای دریافت خدمات نصب و راه اندازی راهکارهای مجازی سازی، عیب یابی ماشین های مجازی و بالابردن بازدهی در بستر مجازی سازی با ما در تماس باشید.