مجازی سازی سرور چیست؟

مجازی سازی سرور به تکنولوژی ایجاد نمونه های مجازی از هر سیستم عامل بر روی یک بستر مجازی گفته می شود. مجازی سازی سرور به منظور پنهان کردن منابع سرور از کاربران سرور استفاده می شود. این فرایند می تواند شامل تعداد و هویت سیستم عامل ها، فرآیندها و سرورهای فیزیکی فردی باشد.

قبل از مجازی سازی، شما یک سیستم عامل را در بالای سخت افزار نصب می کنید و آن را مستقیماً به سرور متصل می کنید. این بدان معناست که هر سرور باید سخت افزار جداگانه خود را داشته باشد.

به طور متوسط سرورهای اختصاصی تنها از 15 درصد منابع خود در طول عملیات عادی استفاده می کنند. اگرچه اجرای برنامه شما بر روی سرورهای فلزی مزایایی نسبت به مجازی سازی دارد، اما در بسیاری از موارد باعث اتلاف منابع می شود. علاوه بر این، خرابی‌های نرم‌افزاری یا سخت‌افزاری اغلب نیاز به تعمیر عملی در همه سرورها دارند.

مجازی سازی چگونه کار می‌کند؟

برای ایجاد یک سرور مجازی، نخستین گام اجرای نرم‌افزار مجازی‌سازی است، که آن را Hypervisor می‌نامند. این نرم‌افزار مسئولیت ایجاد لایه مجازی را بر عهده دارد و منابع فیزیکی مانند CPU و RAM را به بخش‌های مختلف تخصیص می‌دهد. پس از نصب Hypervisor بر روی دستگاه میزبان، می‌توان از آن برای شبیه‌سازی منابع فیزیکی و ایجاد سرورهای مجازی جدید استفاده کرد. انواع مختلفی از مجازی‌سازی سرور وجود دارد که اصلی‌ترین تفاوت بین آن‌ها براساس سطح جداسازی است که ارائه می‌دهند.

اجزای مجازی سازی سرور

بسته به رویکرد، مجازی سازی سرور از اجزای مختلفی استفاده می کند. که این اجزا عبارت است از:

یک ماشین میزبان، که سخت افزار سرور فیزیکی است و مجازی سازی در آن رخ می دهد.

ماشین‌های مجازی (VM) یا ماشین‌های مهمان، که حاوی دارایی‌هایی هستند که از یک محیط سرور سنتی انتزاع شده‌اند.

• Hypervisor نرم‌افزار تخصصی است که ماشین‌های مجازی را ایجاد و نگهداری می‌کند و می‌تواند به صورت بومی بر روی سرورهای فلزی خالی اجرا شود یا بر روی یک سیستم عامل موجود میزبانی شود.
• Hypercalls، پیام هایی هستند که بین هایپروایزرهای نیمه مجازی و سیستم عامل ها برای به اشتراک گذاری منابع با استفاده از یک API ارسال می شوند.
• کانتینرها که محیط های کاربری منحصر به فردی هستند که در سیستم عامل های مجازی ایجاد می شوند. با یک موتور کانتینر، چندین کانتینر می‌توانند از رابط‌های یکسان و کتابخانه‌های مشترک سیستم عامل میزبان اصلی استفاده کنند. کانتینرها اغلب در داخل هایپروایزر یا ماشین‌های مجازی مستقر می‌شوند تا یک لایه جداسازی اضافی از سیستم عامل میزبان اصلی سرور ارائه دهند.

چرا مجازی سازی سرور؟

مجازی سازی سرور یک روش مقرون به صرفه برای ارائه خدمات میزبانی وب و استفاده موثر از منابع موجود در زیرساخت فناوری اطلاعات است. بدون مجازی سازی سرور، سرورها تنها از بخش کوچکی از قدرت پردازش خود استفاده می کنند. این امر باعث می‌شود که سرورها بیکار بمانند، زیرا حجم کاری تنها به بخشی از سرورهای شبکه توزیع می‌شود. مراکز داده مملو از سرورهای کم استفاده می شوند که باعث هدر رفتن منابع و قدرت می شود.

با تقسیم هر سرور فیزیکی به چندین سرور مجازی، مجازی سازی سرور به هر سرور مجازی اجازه می دهد تا به عنوان یک دستگاه فیزیکی منحصر به فرد عمل کند. هر سرور مجازی می تواند برنامه ها و سیستم عامل خود را اجرا کند. این فرآیند با وادار کردن هر سرور مجازی به عنوان یک سرور فیزیکی و افزایش ظرفیت هر ماشین فیزیکی، استفاده از منابع را افزایش می دهد.

انواع مجازی سازی سرور

سه رویکرد برای مجازی سازی سرور ارائه شده وجود دارد:

مدل ماشین مجازی یا مجازی سازی کامل

در مدل ماشین مجازی کامل، Hypervisor به‌طور کامل ماشین‌های مهمان را از یکدیگر جدا می‌کند. با اینکه سخت‌افزار دستگاه میزبان را به‌اشتراک می‌گذارد، این Hypervisor به‌گونه‌ای عمل می‌کند که گویی هر ماشین مجازی به تنهایی روی یک کامپیوتر مستقل اجرا می‌شود و از وجود Hypervisor و نقش آن خبر ندارد. VM‌ها خود را به‌عنوان موجودیت‌های مستقل و کارآمد می‌شناسند.

ماشین Paravirtual

هنگامی که به چندین ماشین مجازی نیاز دارید و به اشتراک گذاری منابع انعطاف پذیری دارید، ممکن است یک محیط کاملا مجازی سازی شده لازم نباشد. در این مورد، یک محیط پارا-مجازی‌شده ممکن است مناسب‌تر با شرایط باشد.

در ماشین paravirtual به منظور بهره‌وری بیشتر از منابع، اینترفیس سخت‌افزاری به صورت شبیه‌سازی شده برای ماشین مهمان ارائه می‌شود. این روش به دلیل استفاده از یک هسته پردازشی کوچک، با سرعت و کارایی بیشتر شناخته می‌شود. مهمان در این حالت تنها از سیستم‌عامل‌های منبع‌باز استفاده می‌کند، زیرا نیاز به دسترسی به ویرایش ماشین مهمان وجود دارد.

لایه سیستم عامل

مجازی سازی در سطح سیستم عامل یکی از ویژگی های یک سیستم عامل است که دارای هسته ای است که امکان وجود چندین نمونه فضای کاربر را فراهم می کند. ما به این نوع از مجازی سازی کانتینر سازی و این نمونه های فضای کاربر کانتینر (پارتیشن ها، محیط های مجازی یا زندان ها) می گوییم.

برنامه ها می توانند در داخل کانتینر اجرا شوند اما فقط به محتوای ظرف و دستگاه های اختصاص داده شده به آن کانتینر محدود می شوند. برخلاف سیستم‌عامل اولیه، این نمونه‌های فضای کاربر بر این باورند که همه منابع موجود را دارند اما محدود به منابع تخصیص داده شده به کانتینر هستند.

زمانی که از یک سیستم استفاده می‌کنید که در سطح سیستم‌عامل مجازی‌سازی می‌شود، به کاربر حس می‌دهد که از یک سیستم فیزیکی واقعی استفاده می‌کند؛ اما واقعیت این است که هسته یا کرنل سیستم‌عامل اجازه می‌دهد که چندین سیستم‌عامل مجازی درون یک سیستم عامل واحد وجود داشته باشد. به عبارت دیگر، در این نوع مجازی‌سازی، هیچ نیازی به هایپروایزر نیست و نمونه‌های مجازی به طور مستقل، همگی درون یک سیستم‌عامل اجرا می‌شوند.

مزایای مجازی سازی سرور 

اگر در آغاز راه در حوزه مجازی‌سازی هستید یا حتی اگر از آن روزانه استفاده می‌کنید، اطمینان حاصل کنید که با مزایای واقعی این تکنولوژی آشنا هستید. مجازی‌سازی طیف گسترده‌ای از مزایای تکنولوژیکی و تجاری را برای سازمان‌ها به‌همراه دارد. هر یک از این مزایا فرصتی را برای بهبود کارایی شخصی و سازمانی شما ارائه می‌دهد و همچنین از نظر هزینه محاسباتی نیز صرفه‌جویی می‌کند.

تعدادی از مهمترین مزایا به شرح زیر است:

Server Consolidation

با تبدیل سرورهای فیزیکی به سرورهای مجازی و کاهش تعداد سرورهای فیزیکی، شرکت شما صرفه جویی فوق العاده ای در هزینه های برق و سرمایش به دست خواهد آورد. علاوه بر این، می‌توانید ردپای مرکز داده را کاهش دهید که می‌تواند شامل هزینه‌های دیزل ژنراتور، هزینه‌های UPS، هزینه‌های سوئیچ شبکه، فضای رک و فضای کف باشد.

صرفه جویی در هزینه‌ها

شرکت شما نه تنها در سخت افزار سرور فیزیکی و خنک کننده سرورهایی که یکپارچه شده اند صرفه جویی می کند، بلکه در زمان مدیریت سرورهای فیزیکی نیز صرفه جویی می کنید. کاربران نهایی به لطف زمان خرابی کمتر و بسیار بیشتر، بهره وری بیشتری خواهند داشت.

افزایش زمان فعالیت 

ویژگی‌هایی مانند vMotion، ذخیره‌سازی svMotion ، DRS، و در دسترس بودن زیاد VMware همگی منجر به راه‌اندازی و اجرای سرورهای مجازی‌شده بسیار بیشتر از همان سرورهایی می‌شوند که مستقیماً روی سخت‌افزار فیزیکی اجرا می‌شوند.

زیرساخت‌های ساده‌تر

با تعداد سرورهای کمتر، تعداد رک‌ها (Racks) و کابل‌ها در دیتاسنتر کاهش چشمگیری می‌یابد. این امر استقرار و عیب‌یابی را ساده می‌کند و به تیم اجازه می‌دهد تا همان اهداف را با اشغال فضای کمتر دنبال کند.

جمع بندی

مجازی‌سازی سرور یک روش موثر برای ارائه خدمات میزبانی وب و بهره‌وری بهتر از منابع در زیرساخت فناوری اطلاعات است. در غیر این صورت، سرورها تنها از بخش کوچکی از قدرت پردازش خود استفاده کرده و بخشی از آن بیکار باقی می‌ماند. این موضوع باعث کاهش بهره‌وری کلی می‌شود، زیرا بار کاری فقط در بخشی از سرورها توزیع می‌شود.

استفاده از مجازی‌سازی سرور به دیتاسنترها این امکان را می‌دهد که از سرورهای ناکارآمد جلوگیری کنند و با تقسیم هر سرور فیزیکی به چندین سرور مجازی، هر کدام به عنوان یک دستگاه فیزیکی منحصر به فرد عمل کنند. این رویکرد به هر سرور مجازی اجازه می‌دهد تا برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌های خود را اجرا کند، و با افزایش ظرفیت هر ماشین فیزیکی، به بهره‌وری بیشتر از منابع دست پیدا کند.