مجازی سازی چیست

مجازی سازی چیست ، مجازی‌سازی به معنای ایجاد یک نسخه مجازی از هر چیز می باشد برای مثال می توان یک سیستم عامل، سرور، یک دستگاه ذخیره ساز (Storage) و یا منابع شبکه را مجازی سازی نمود. مجازی سازی از یک نرم افزاری بهره می برد که عملکرد سخت افزاری را برای ایجاد یک سیستم مجازی، شبیه سازی می نماید. این قابلیت به سازمان اجازه می دهد تا چندین سیستم عامل، ماشین مجازی و برنامه های کاربردی مختلف را روی یک سرور پیاده سازی نمایند. از مزایای مجازی سازی می توان به کارایی بیشتر و صرفه جویی در منابع سخت افزاری اشاره نمود. مجازی سازی سیستم عامل به این صورت است که به سخت افزار اجازه می دهد چندین سیستم عامل همزمان اجرا گردند. این فناوری دهه ‌ها پیش روی پردازنده‌های مرکزی شروع گردید و به مدیران این امکان را داد تا از اتلاف قدرت پردازشی گران قیمت جلوگیری نمایند.
 

مجازی سازی چیست

فهرست مطالب

1. مجازی سازی چیست
   1. 1. مجازی سازی چگونه کار می کند
      2. فرایند های مجازی سازی
      3. انواع مجازی سازی
2. مزایای مجازی سازی

 
مجازی‌سازی فناوری‌ ای را در اختیار قرار می دهد که در آن یک برنامه کاربردی، سیستم‌عامل مهمان یا ذخیره‌سازی داده از سخت‌افزار یا نرم‌افزار زیربنایی واقعی مجزا می گردد. یکی از کاربردهای کلیدی فناوری مجازی سازی، مجازی سازی سرور است که از یک لایه نرم افزاری به نام Hypervisor برای شبیه سازی سخت افزار لایه زیرین استفاده می کند. این معمولا شامل CPU، Memory و Network می گردد.

مجازی سازی چگونه کار می کند

Hypervisor ها منابع فیزیکی را می گیرند و آنها را جدا می نمایند تا بتوانند در محیط مجازی از آنها استفاده کنند. این Hypervisor ها می توانند مستقیم بر روی سخت افزار نصب شوند که به این رویکرد Bare Metal نامید می گردد. اگر hypervisor بر روی سیستم عامل موجود روی یک سیستم نصب شود، این رویکرد Host-based Virtualization نامیده می شود. همواره پیشنهاد می شود در شرکت ها و سازمان ها  از رویکرد Type 1 که Bare Metal می باشد و Hypervisor مستقیم روی سخت افزار نصب می گردد استفاده شود، و از رویکرد Type2 برای محیط های لابراتوار و مصارف خانگی استفاده شود. دلیل این کار در این است که در روکرد host-based، سیستم عامل خود یک Single point of failure محسوب می گردد.

با کمک Hypervisor که به صورت مستقیم با سخت افزار در تماس است، سیستم عامل روی ماشین مجازی به منابع سخت افزاری دسترسی پیدا می نماید اما باید در نظر داشت که سیستم عامل روی ماشین مجازی به هیچ عنوان از اینکه سخت افزار مجازی گردیده، اطلاع ندارد. در حالی که عملکرد این سیستم مجازی با عملکرد سیستم عامل در حال اجرا بر روی سخت افزار واقعی برابر نیست، اما قابلیت مجازی سازی به درستی عمل خواهد کرد، زیرا اکثر سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی نیازی به استفاده کامل از سخت افزار لایه زیرین ندارند.

مجازی سازی امکان انعطاف پذیری، کنترل و جداسازی بیشتر را با حذف وابستگی به یک پلت فرم سخت افزاری خاص فراهم می نماید. در حالی که مجازی سازی در ابتدا برای سرور ها طراحی شده بود، اما امرزوه مفهوم مجازی سازی به برنامه ها، شبکه ها، داده ها و دسکتاپ ها گسترش یافته است.

فرایند های مجازی سازی

1. Hypervisor ها منابع فیزیکی را از محیط فیزیکی خود جدا می نمایند.
2. منابع برداشت شده در صورت نیاز از محیط فیزیکی به محیط های مجازی مختلف تقسیم می گردند.
3. کاربران سیستم با محیط مجازی کار می کنند و محاسبات در محیط مجازی انجام می گیرد.
4. هنگامی که محیط مجازی اجرا می شود، یک کاربر یا برنامه می تواند دستورالعملی را ارسال نماید که به منابع اضافی از محیط فیزیکی نیاز دارد. در پاسخ، Hypervisor پیام را به سیستم فیزیکی منتقل نموده و تغییرات را ذخیره می نماید.

محیط مجازی اغلب به عنوان ماشین مجازی شناخته می شود. ماشین مجازی مانند یک فایل داده واحد عمل می نماید که می تواند از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل شده و در هر دو اجرا شود.

انواع مجازی سازی

شش حوزه فناوری اطلاعات وجود دارد که مجازی‌سازی در آن ها انجام می گیرد.

1. Network Virtualization: مجازی سازی شبکه روشی برای ترکیب منابع موجود در یک شبکه با تقسیم پهنای باند موجود به کانال هایی است که هر کدام از کانال های دیگر مستقل هستند و می توانند به سرور یا دستگاه خاصی در زمان واقعی تخصیص داده شوند. مجازی‌سازی پیچیدگی واقعی شبکه را با جدا نمودن آن به بخش‌های قابل مدیریت پنهان می نماید، درست مانند هارد دیسک پارتیشن‌بندی شده شما که مدیریت فایل‌های شما را آسان‌تر می‌کند.
2. Storage Virtualization: مجازی‌سازی ذخیره‌سازی عبارت است از ادغام فضای ذخیره‌سازی فیزیکی متشکل از چندین دستگاه ذخیره‌سازی شبکه ( برای مثال چندین هارد دیسک ) به مولفه ای که به نظر می‌رسد یک دستگاه ذخیره‌سازی واحد است که از یک کنسول مرکزی مدیریت می گردد. مجازی سازی ذخیره سازی معمولا در سامانه های ذخیره سازی SAN استفاده می شود.
3. Server Virtualization: مجازی سازی سرور پنهان کردن منابع سرور شامل تعداد و هویت سرورهای فیزیکی، پردازنده ها و سیستم عامل های فردی از کاربران سرور است. مجازی سازی سرور به معنای پنهان کردن منابع سرور شامل تعداد و هویت سرورهای فیزیکی، پردازنده ها و سیستم عامل ها، از کاربران سرور است. هدف از مجازی سازی سرور این است که کاربر را از درک و مدیریت جزئیات پیچیده منابع سرور دور نگه داشته و در عین حال اشتراک‌گذاری و استفاده از منابع را بهینه نموده و گسترش پذیری را تضمین نماید. لایه نرم افزاری که این جدا سازی را انجام می دهد همان Hypervisor می باشد. رایج ترین Hypervisor نوع 1 به گونه ای طراحی شده است که مستقیماً روی سخت افزار قرار می گیرد ( Bare Metal ) و امکان مجازی سازی سخت افزاری را جهت استفاده توسط ماشین های مجازی فراهم می نماید. VMware ESX یکی از Hypervisor هایی است که مجازی سازی Type1 را امکان پذیر می نماید. همچنین اگر قصد پیاده سازی Type2 داشته باشیم به Vmware Workstation این امکان فراهم می گردد که این نرم افزار بر روی سیستم عامل نصب می شود.
4. Desktop Virtualization: مجازی سازی دسکتاپ به مجازی سازی ایستگاه های کاری اطلاق می گردد. این به کاربر اجازه می دهد تا از راه دور به دسکتاپ دسترسی داشته باشد، معمولا با این فرایند با استفاده از یک تین کلاینت ( Thin client ) انجام می گیرد. از آنجایی که ایستگاه کاری اساسا در یک سرور درون دیتاسنتر اجرا می شود، دسترسی به آن ایمن تر می باشد. برای این منظور باید به زیرساخت شبکه و لایسنس های مورد نیاز نیز توجه نمود.
5. Application Virtualization: مجازی سازی برنامه به معنای جدا سازی لایه برنامه از سیستم عامل می باشد. به این ترتیب، برنامه می تواند به صورت کپسوله شده بدون اینکه به سیستم عامل لایه زیر آن وابسته باشد، اجرا شود. این قابلیت به یک برنامه ویندوز اجازه می دهد تا در محیط لینوکس و بالعکس اجرا شود، علاوه بر این، سطح ایزوله نیز اضافه می نماید.

هدف معمول مجازی سازی متمرکز نمودن وظایف در عین حال بهبود مقیاس پذیری و بهینه سازی در مصرف منابع می باشد.

مزایای مجازی سازی

از مزایای استفاده از محیط مجازی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• کاهش هزینه ها: مجازی سازی نیاز به سرورهای سخت افزاری لازم در یک شرکت و دیتاسنتر را کاهش می دهد. این کاهش نیاز، هزینه کلی خرید و نگهداری مقادیر زیادی سخت افزار را کاهش می دهد.
• بازیابی راحت: در یک محیط مجازی بازیابی از فاجعه ( Disaster Recovery ) بسیار ساده است. Snapshot های منظم داده های به روز را همواره در دسترس قرار می دهند و این امکان را در اختیار ماشین های مجازی قرار می دهند که به طور عملی پشتیبان گیری انجام گیرد و بازیابی نیز به طبع به راحتی انجام پذیرد. حتی در مواقع اضطراری، یک ماشین مجازی می تواند در عرض چند دقیقه به یک مکان جدید منتقل شود.
• آزمایش آسان: تست در محیط مجازی پیچیدگی کمتری دارد. در شرایطی که اشتباه یا خطای بزرگی رخ داده باشد نیازی به توقف سرویس و بازگشت به تنظیمات اولیه نمی باشد. در شرایط اشتباه به راحتی می توان به Snapshot قبلی برگشت و آزمایش ها را ادامه داد.
• پشتیبان گیری سریع: هم از سرور مجازی و هم از ماشین مجازی می توان به سادگی پشتیبان گرفت. با انجام Snapshot های خودکار در طول روز بروز بودن داده ها تضمین می گردند. علاوه بر این، ماشین‌های مجازی را می‌توان به راحتی جابجا به طور کارآمدی مستقر نمود.
• بهروه وری بالا: استفاده کمتر از منابع فیزیکی منجر به صرف زمان کمتر برای مدیریت و نگهداری سرورها می گردد. Task هایی که ممکن است روزها یا هفته ها در یک محیط فیزیکی طول بکشد را می توان در چند دقیقه انجام داد. و این صرفه جویی در زمان به کارکنان این امکان را می‌دهد که بیشتر وقت خود را صرف کارهای سازنده‌ تر در جهت در افزایش درآمد سازمان نمایند.

مجازی سازی روشی مقرون به صرفه جهت جداسازی سرور های متفاوت از جمله ایمیل، پایگاه داده و سرورهای وب می باشد و همچنین ایجاد یک سیستم جامع تر و قابل اعتمادتر فراهم می نماید. استفاده از مجازی سازی همواره در بهینه سازی مصرف منابع سخت افزاری نقش با اهمیتی را ایفا می کند و نیاز به خرید سرور ها و سخت افزار های جدید را کاهش می دهد.

آموزش شبکه