مجازی‌سازی چیست؟

مجازی‌سازی (Virtualization) به تکنولوژی‌ای گفته می‌شود که هدف از طراحی آن با در نظر داشتن یک دیدگاه منطقی در رابطه با منابع مصرفی، ساخت پیونددهنده‌ای میان سخت افزار، سیستم‌های کامپیوتری و سیستم عاملی که روی آن اجرا می‌شود، است.

به‌ این ترتیب به شما اجازه می‌دهد قطعات سخت افزاری شبکه به همراه نرم افزار مرتبط کاربردی و سیستم عامل را بر روی یک دستگاه فیزیکی شبیه سازی کنید، به صورتی که موجب بهره‌وری در مخارج سخت‌افزار و نرم‌افزار و نیز استفاده بهینه از کلیه منابع سیستمی، کاهش هزینه و مصرف انرژی شود. ‌این فناوری نرم‌افزاری در نمای فناوری اطلاعات و زیرساخت سازمان باعث تغییرات چشمگیری شده است.

به عبارتی مجازی‌سازی به عنوان راهکاری در دانش شبکه‌های کامپیوتری، استفاده از منابع سخت افزاری از جمله مادربورد، روترها، حافظه، سوئیچ‌ها، باتری، کارت گرافیک و … در یک سیستم کامپیوتری برای ‌ایجاد و استفاده بیش از یک سیستم عامل در آن واحد می‌باشد. دقت داشته باشید که سیستمی که دارای چند ویندوز است و هنگام بوت شدن یک سیستم عامل را انتخاب می کنید و سپس کنترل سخت افزار در دست گرفته می‌شود با مجازی‌سازی فرق دارد و‌ این مورد در حوزه Virtualization قرار ندارد.

اولین گام های پیدایش مجازی سازی در سال ۱۹۶۰ میلادی بر روی سیستم های X64 آغاز شد که هدف آن استفاده بهینه از ابر رایانه ها به منظور کاهش هزینه ها بود. در آن دوره رایانه ها به صورت ارزان امروزی نبودند و برای تجهیز کردن آن ها نیاز به صرف هزینه های زیادی بود .

از نخستین شرکت هایی که برای این تکنولوژی پیش قدم شدند می توان به Mainframe  شرکت IBM  ( International Business Machines  ) اشاره کرد که پلتفرم مجازی سازی VMWare مشابه  نسخه X86 همان تکنولوژی Mainframe است

با توجه به گسترش ارتباطات و نیز پیشرفت‌های دنیای دیجیتال و خصوصا کامپیوتر و شبکه‌های کامپیوتری به تبع آن مشکلات رایج درخصوص توسعه و نگهداری شبکه‌های کامپیوتری نیز افزایش یافته و اهمیت سرویس‌دهی بدون وقفه سامانه های نرم افزاری و لزوم دسترسی آسان و سریع به منابع و سرویسها با سرعت بالا و حداکثر توان پردازشی سیستمها، نیز روز به روز افزون گردیده است، و بدیهی است در راستای توسعه شبکه⁠های کامپیوتری استفاده از راهکارهای سنتی بدلایل ذیل مقرون به صرفه نخواهد بود:

۱- افزایش هزینه⁠های خرید سخت‌افزار شامل سرور و سایرتجهیزات شبکه

۲- افزایش هزینه⁠های نگهداری شامل مکان فیزیکی، سرورها و تجهیزات، انرژی برق، تهویه، نیروی انسانی

۳- تعدد سخت افزارها و عدم استفاده بهینه از توان سخت‌افزار وکمبود منابع اعتباری

۴- افزایش پیچیدگی، ریسک و احتمال خطا به دلیل افزایش روز‌افزون تجهیزات سخت افزاری

۵- لزوم دسترسی دائم به سرویسها و اجتناب ازمخاطرات خرابی سرورها، سیستم عامل و یا برنامه های کاربردی

۶- لزوم امکان بازیابی اطلاعات۱ در کوتاه ترین زمان در صورت بروز هر گونه فاجعه (آتش سوزی، زلزله، جنگ و …)

 به صورت خلاصه می توان شش دلیل برای استفاده از زیرساخت مجازی سازی ذکر کرد:

۱- صرفه جویی سخت افزاری و استفاده بیشتر از منابع موجود

با توجه به امکان استفاده از یک سخت‌افزار واحد برای اهداف گوناگون (سیستم‌عاملهای مختلف)، نیاز به تهیه سخت‌افزارهای مختلف مرتفع می‌گردد و در حقیقت با تلفیق سرورها و سرویس ها خطوط قرمزتوسعه سرویسها و شبکه‌های کامپیوتری شکسته می شود، و قانون یک سرور یک سرویس، که سالهاست در مراکز داده ها استفاده می⁠شود ملغی می⁠گردد.

۲- افزایش بهره‌وری

همانطور که اشاره شد در سیستم‌های سخت‌افزاری که تنها دارای یک سیستم‌عامل است به صورت میانگین تا۲۰ درصد از توان محاسباتی سیستم قابل استفاده است. در حالیکه استفاده از ماشین‌مجازی این امکان را می⁠دهد تا بتوان با نصب چند سیستم عامل بر روی یک سیستم سخت افزاری، از حداکثر توان محاسباتی آن سیستم استفاده نمود.

۳- کاهش هزینه‌ها

این هزینه شامل هزینه های مالی و زمانی می‌باشد. حذف هزینه تهیه سخت‌افزار، کاهش هزینه های جانبی نگهداری سرورها را موجب شده و هزینه‌های مربوط به برق مصرفی و توان لازم برای تهویه فضای سرورها ( کولینگ) نیز کاهش خواهد یافت و از طرف دیگر یکسان سازی فرآیند نگهداری سرورها، افزایش بهره وری و کاهش زمان بازیابی از وضعیتهای پیش بینی نشده را موجب شده و صرفه جویی در زمان را به دنبال خواهد داشت.

در مجموع سرور های کمتر، سخت افزارکمتری نیاز دارد. حتی اگر یک ساختار سنتی مجازی گردد، تعدادی سرور آزاد می شوند که می⁠توان در مکان های دیگری از آنها استفاده نمود

۴- کاهش هزینه‌های مدیریتی و نگهداری بهتر سیستمها

رها شدن از نگهداری سیستم‌های سخت‌افزاری گوناگون و یکجا کردن سیستم‌عاملها در یک سیستم واحد، امکان تدوین فرآیند نگهداری یکسان برای تمامی سیستم‌ها را فراهم می‌کند، و در حقیقت سخت⁠افزار کمتر، مدیریت به مراتب کمتری نیاز دارد.

۵- افزایش ضریب پایداری و کاهش زمان بازیابی سیستمها

برخورد با وضعیتهای خطا و نیاز به بارگذاری مجدد سیستمها و انجام تنظیمات امری مرسوم و همیشگی در دنیای شبکه و سرورها می‌باشد، با توجه به قابلیتهای موجود در شیوه ماشینهای مجازی جهت انجام فرآیندهای پشتیبان گیری و همچنین بازیابی سیستمها، فرآیند بازنشانی سرورها می⁠تواند در کوتاهترین زمان ممکن (کمتر از ۱ دقیقه) انجام شود و سیستم آسیب دیده در حداقل زمان ممکن به چرخه ارایه خدمت بازگرددو در حقیقت بستر مجازی سازی، راهکار های منحصر به فرد برای پایدار ماندن سرویس ها در برابر مشکلات ناگهانی که برای سرورها پیشامد می⁠کند، ارائه می دهد.

۶- استقلال سیستم‌عاملها از سخت‌افزار و افزایش قابلیت حمل

با توجه به ایجاد یک لایه مجازی بر فراز سکوی سخت‌افزاری در شیوه استفاده از ماشین‌مجازی، سیستم‌عاملها در یک فضای کاملاً مجازی اجرا شده و به عبارتی کاملا مستقل از سکوی سخت افزاری خود می⁠باشند. بنابراین در صورت ضرورت و ایجاد فضای مجازی مشابه بر روی هر سکوی سخت‌افزاری دیگری، به راحتی امکان جابه جایی سیستم‌عامل از یک سیستم به سیستم دیگر وجود دارد و سرویس⁠ها به صورت زنده از سامانه⁠ای به سامانه یا مکانی دیگرمنتقل می⁠شود.

انواع شیوه‌های مجازی‌سازی

روش پارتیشن بندی در مجازی‌سازی به شیوه‌ی خود انجام می‌شود، به صورتی که یک سرور فیزیکی را به چندین سرور منطقی گروه بندی می‌کند. به محض پارتیشن بندی سرور فیزیکی، هر سرور منطقی ‌این اجازه را دارد به طور جداگانه سیستم عامل و برنامه‌هایش را اجرا کند.

روش حرفه‌ای (Bare Metal Hypervisor)

در ‌این روش از یک سیستم عامل مخصوص مجازی‌سازی در سرور استفاده می‌شود که منابع اصلی را در اختیار می‌گیرد و سایر منابع به عنوان مهمان نصب می‌شوند، در ‌این روش مجازی‌سازی به سیستم عامل سرور که مسئولیت کنترل و تقسیم ورودی/خروجی و منابع اصلی میزبان بین ویندوزها را دارد‌ هایپروایزر می‌گویند.

در واقع‌

هایپروایزر برنامه‌ای است که باعث تفکیک سیستم عامل و برنامه‌ها از منابع فیزیکی آن‌ها می‌شود و لایه‌ای بین سخت افزار و ویندوز است.

روش کاربردی خانگی یا تست

در ‌این روش یک برنامه مانند هر نرم افزار دیگری که نصب آن بسیار راحت است و کارایی زیادی دارد با چند گام در سیستم‌عامل نصب می‌شود و و امکان ‌ایجاد یک سیستم‌عامل مجازی دیگر، روی سیستم شخصی را به ما می‌دهد. از جمله شناخته‌شده‌ترین مدل‌های ‌این نوع، می‌توان یه برنامه‌های VMWare Workstation و Virtual Box اشاره کرد.

از آنجایی که مجازی‌سازی مزایای بسیاری دارد، شرکت‌های توسعه دهنده‌ی نرم افزار به سراغ استفاده از ‌این تکنولوژی در آخرین خدمات خود می‌روند و از آنجا که بعضی از ‌این برنامه‌ها در صنایع به کار می‌روند، بنابراین برای حفظ قدرت رقابت، از مجازی‌سازی در صنعت با استقبال فراوانی استفاده می‌شوند

Virtualization چگونه به کسب و کار کمک می نماید ؟

علاوه بر مسئله ی صرفه جویی اقتصادی، مجازی سازی (Virtualization) می تواند چابکی کسب و کار یک شرکت را به طور قابل ملاحظه ارتقا دهد. شرکت هایی که از Clustering، Partitioning، مدیریت حجم کاری (Workload Management) و دیگر تکتیک های مجازی سازی در پیکربندی گروهی از سرور ها برای بهره برداری از منابع استفاده می کنند، در مواجهه با تغییرات نیاز های محیطی در استفاده از منابع خود وضعیت بهتری دارند.