مجازی سازی شبکه
مجازی سازی شبکه چیست؟ چه کاربردی دارد؟ مجازی سازی روشی برای بهینه‌سازی کاربرد منابع فیزیکی سرور یا شبکه است. این منابع توسط نرم‌افزارهای مجازی سازی بین کاربران تقسیم شده و هر کاربر به طور مستقل به منابع دسترسی خواهد داشت.
مجازی سازی در سطوح مختلفی انجام می‌شود:
مجازی سازی سرور، مجازی سازی شبکه، مجازی سازی منابع ذخیره‌سازی و مجازی سازی دسکتاپ کاربران.
مجازی سازی یا Virtualization به استفاده از سخت افزار و منابع سخت افزاری شامل حافظه، پردازنده، دیسک، کارت شبکه و … در یک سیستم کامپیوتری برای راه اندازی و استفاده (میزبانی) بیش از یک سیستم عامل به صورت همزمان می‌گویند. مجازی سازی یکی از روش‌های موثر در کاهش هزینه‌های IT است که بهره‌وری را به شدت افزایش می‌دهد.
راهکار مجازی سازی یا Virtualization دو دستاورد عمده داشته است:
اول اینکه اساساً به شما این توانایی را می‌دهد که گروهی از سرورها را به عنوان مخزن یکتای منابع محاسباتی به سیستم عامل ها بشناسانید، دوم اینکه این راهکار به شما اجازه‌ی راه اندازی چند سیستم عامل بر روی یک سرور بطور همزمان را می‌دهد.
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 و 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. تسک 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.
مجازی سازی Storage
به اشتراک گذاری چندین دستگاه ذخیره سازی به عنوان یک دستگاه واحد؛ مجازی سازی Storage تلقی می شود و پیاده سازی آن کمی وقت گیر است؛ همچنین مدیریت دستگاه های ذخیره سازی به واسطه کنسول مرکزی انجام می شود و مزایای زیادی از جمله بازیابی و پشتیبان گیری اطلاعات در محیط آن بسیار آسان صورت می گیرد و دارای امنیت و دسترسی بالایی می باشد، همچنین می توان در آن تکنیک های حرفه ای مانند replication و reduplication و disaster recovery را پیاده سازی کرد. لازم به ذکر است که راهکارهای مجازی سازی Storage به دو صورت مبتنی بر فایل و مبتنی بر بلاک شناخته شده است.
انواع مجازی سازی Storage به شرح زیر است:
• kernel Level Virtualization
• Hypervisor Virtualization
• Hardware Assisted Virtualization
• Para-Virtualization
• Full Virtualization
مجازی سازی I/O
با استفاده از رویکرد IOV یا I/O Virtualization یک جزء فیزیکی به صورت چند مولفه در دستگاه ها ارائه می شود. برای مثال از یک کارت شبکه فیزیکی به صورت چندین کارت شبکه مجازی استفاده می شود. این نوع مجازی سازی از مزیت های زیادی برخوردار است:
• کاهش هزینه
• انعطاف پذیری بالا
• کاهش کابل کشی
مجازی سازی داده
به اشتراک گذاری چندین دستگاه ذخیره سازی به عنوان یک دستگاه واحد؛ مجازی سازی Storage تلقی می شود و پیاده سازی آن کمی وقت گیر است؛ همچنین مدیریت دستگاه های ذخیره سازی به واسطه کنسول مرکزی انجام می شود و مزایای زیادی از جمله بازیابی و پشتیبان گیری اطلاعات در محیط آن بسیار آسان صورت می گیرد و دارای امنیت و دسترسی بالایی می باشد، همچنین می توان در آن تکنیک های حرفه ای مانند replication و reduplication و disaster recovery را پیاده سازی کرد. لازم به ذکر است که راهکارهای مجازی سازی Storage به دو صورت مبتنی بر فایل و مبتنی بر بلاک شناخته شده است.
انواع مجازی سازی Storage به شرح زیر است:
• kernel Level Virtualization
• Hypervisor Virtualization
• Hardware Assisted Virtualization
• Para-Virtualization
• Full Virtualization
مجازی سازی داده
به لطف انقلاب فناوری مدرن، داده‌ها و ذخیره سازی اطلاعات سازمانی و تجاری اکنون در قالب‌ها و مکان‌های مختلف صورت می گیرد. داده ها در سطر و ستون های پایگاه داده به دو شکل Structured و Unstructured و با فرمت ها و شکل های مختلفی ذخیره می شوند. مجازی سازی دغدغه مدیریت و ذخیره این داده ها با فرمت های متنوع را بدون استفاده از مکان ذخیره سازی آن فرمت بر طرف نموده است.
در مجازی سازی داده ها، مسئله اصلی یکپارچه سازی منابع متنوع بدون تکرار یا جابجایی آنها و ارائه صرفاً یک لایه مجازی به کاربران است که در آن برنامه ها، فرمت ها و مکان ها را می توان یافت. هوش مصنوعی، کامپیوتر، داده کاوی و تجزیه و تحلیل داده ها با مجازی سازی داده ممکن می شود؛ هدف مجازی سازی داده ها، آسان تر و سریع تر نمودن دسترسی به داده ها است.
مجازی سازی داده
به لطف انقلاب فناوری مدرن، داده‌ها و ذخیره سازی اطلاعات سازمانی و تجاری اکنون در قالب‌ها و مکان‌های مختلف صورت می گیرد. داده ها در سطر و ستون های پایگاه داده به دو شکل Structured و Unstructured و با فرمت ها و شکل های مختلفی ذخیره می شوند. مجازی سازی دغدغه مدیریت و ذخیره این داده ها با فرمت های متنوع را بدون استفاده از مکان ذخیره سازی آن فرمت بر طرف نموده است.
در مجازی سازی داده ها، مسئله اصلی یکپارچه سازی منابع متنوع بدون تکرار یا جابجایی آنها و ارائه صرفاً یک لایه مجازی به کاربران است که در آن برنامه ها، فرمت ها و مکان ها را می توان یافت. هوش مصنوعی، کامپیوتر، داده کاوی و تجزیه و تحلیل داده ها با مجازی سازی داده ممکن می شود؛ هدف مجازی سازی داده ها، آسان تر و سریع تر نمودن دسترسی به داده ها است.
هایپروایزر Hypervisor
محال است درتکنولوژی مجازی سازی، نام نرم افزار هایپروایزر (Hypervise) به گوشتان نخورده باشد؛ این نرم افزار با راه اندازی روی سرور فیزیکی وظیفه تقسیم منابع بین سروهای مجازی را بر عهده دارد و همچنین لازم است پردازنده های سرور از مجازی سازی پشتیبانی نماید، در نتیجه شما تنها با پرداخت هزینه برای یک سرور فیزیکی از چندین سرور مجازی با سیستم عامل های متفاوت برخوردار خواهید بود و مهم ترین موضوع که نمی شود از آن چشم پوشی کرد دسترسی کامل کاربر به سرور و امکان تنظیم روی سرور در این سرویس دهی است. در نرم افزار هایپروایزر دارای پردازنده های مجازی به جای فیزیکی هستیم و ماشین های مجازی به صورت کاملا مجزا و ایمن بر روی هاست پیاده سازی می شوند.
بهترین نمونه های هایپروایزر عبارت اند از:
• ESXi
• مایکروسافت Hyper V
• VMware vSphere
نتیجه گیری
مجازی سازی سرور روشی مقرون به صرفه برای ارائه خدمات میزبانی وب و استفاده مؤثر از منابع موجود در زیرساخت فناوری اطلاعات است. بدون مجازی سازی سرور، سرورها فقط از بخش کوچکی از قدرت پردازش خود استفاده می‌کنند. این موضوع باعث می‌شود که بخشی از قدرت سرورها بیکار بماند و بهره‌وری کلی کاهش پیدا کند؛ زیرا بار کاری (Workload) فقط در بخشی از سرورهای شبکه توزیع می‌شود.
بدون مجازی سازی سرور دیتاسنترها مملو از سرورهای ناکارآمد می‌شوند که نتیجه‌ای جز هدر‌رفتن منابع و قدرت ندارند. با تقسیم هر سرور فیزیکی به چندین سرور مجازی و پیاده‌سازی مفهوم مجازی سازی سرورها، هر سرور مجازی اجازه دارد تا به‌عنوان یک دستگاه فیزیکی منحصر به فرد وارد عمل شود. هر سرور مجازی می‌تواند برنامه‌ها و سیستم‌عامل خود را اجرا کند، این فرایند با افزایش ظرفیت هر ماشین فیزیکی، استفاده از منابع را افزایش می‌دهد.
