مجازی سازی سرور چیست و چگونه اعمال می‌شود؟
آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چگونه یک شرکت هاستینگ می‌تواند 200 سرور در حال اجرا داشته باشد در حالی که تنها 50 سرور فیزیکی دارد؟ فناوری پشت آنها، فناوری مجازی‌سازی سرور است که به سادگی به عنوان ماشین مجازی (VM) شناخته می‌شود. اگر به اطلاعات بیشتری در مورد مجازی‌سازی سرور نیاز دارید، جای مناسبی آمده اید. در این آموزش به اعماق مجازی‌سازی سرور و مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت.
مجازی‌سازی سرور به چه معناست؟
مجازی‌سازی سرور همانطور که از نامش پیداست، فرآیند ایجاد سرورهای مجازی است. مجازی‌سازی سرور به معنای تقسیم یک سرور فیزیکی به چندین سرور مجازی است. مجازی‌سازی به چندین برنامه اجازه می‌دهد تا روی یک سرور فیزیکی واحد اجرا شوند و به سرعت و به راحتی در کمتر از یک دقیقه قابل اجرا باشد.
چرا از مجازی‌سازی سرور استفاده کنیم؟
فناوری مجازی سازی سرور در چند سال گذشته پیشرفت کرده است. تقریبا اکثر شرکت‌‌ها در سراسر جهان از فناوری مجازی سازی استفاده می‌کنند. بسیاری از ارائه دهندگان هاست وجود دارند که انواع مختلفی از سرورهای مجازی ارائه می‌دهند و تقریباً همه کسانی که نیاز به اجاره سرور دارند از ماشین مجازی به دلیل سهولت و سرعت آن استفاده می‌کنند. دلیل اینکه اکثر شرکت‌‌های هاستینگ سرورهای مجازی را ارائه می‌دهند این است که آنها برای ارائه دهنده هاست کارآمد و مقرون به صرفه هستند. در هر صورت هر کاربر از یک سرور تا حد خود استفاده نخواهد کرد. پس چرا سرور را به گونه ای تقسیم نکنید که بسیاری از کاربران بتوانند به طور همزمان از آن استفاده کنند.
مزایای مجازی سازی سرور
برخی از مزایای مجازی سازی سرور به شرح زیر است:
- مقرون به صرفه: مجازی‌سازی سرور یک راه حل مقرون به صرفه برای مشتریان و ارائه دهندگان هاست است. منابع سرور استفاده نشده سرور را از بین می‌برد و آنها را به قدرت محاسباتی ارزشمند تبدیل میکند. مجازی‌سازی سرور در بسیاری از جنبه‌‌ها مقرون به صرفه است.
- مدیریت کارآمد منابع: مجازی‌سازی هزینههای کارکرد یک سرور فیزیکی را با کاهش منابع آن کاهش نمی دهد. بلکه منابع سرور فیزیکی را به چندین VM تقسیم میکند تا یک سرور برای چندین کاربر قابل استفاده باشد و هیچ منبع بلا استفاده ای در سرور فیزیکی وجود نداشته باشد.
- کاهش هزینههای سخت افزاری: با استفاده از نرم افزار مجازی سازی، ارائه دهندگان هاست می توانند VM بیشتری نسبت به تعداد سرورهای فیزیکی ارائه دهند. به این معنی که اگر 100 سرور فیزیکی داشته باشند، می‌توانند 300 یا حتی 400 ماشین مجازی ارائه دهند که نیاز به خرید سرورهای فیزیکی جدید برای هر کاربر جدید کاهش پیدا میکند.
- قابلیت استقرار سریع: یکی از قابل توجه ترین مزایای ماشین‌‌های مجازی، امکان افزودن، ویرایش و حذف چندین سرور مجازی در عرض چند دقیقه است.
- مقیاس پذیر بودن: مجازی‌سازی‌‌ها به VM اجازه می‌دهند تا به صورت پویا بر اساس نیازهای کاربر مقیاس شوند. اما هنگام استفاده از سرور فیزیکی خالی، باید منابع اضافی را به صورت فیزیکی اضافه و حذف کنید.
- تحرک: سرورهای مجازی را می‌توان به راحتی به یک سرور جدید یا حتی به یک مرکز داده جدید بدون دردسر زیاد منتقل کرد.
معایب استفاده از مجازی‌سازی سرور
سرورهای مجازی بهترین گزینه مناسب برای اکثر برنامه‌‌ها هستند. اما شرایط جزئی وجود دارد که در آنها مجبور نیستید از مجازی‌سازی سرور استفاده کنید. معایب استفاده از مجازی سازی سرور به شرح زیر است:
- عملکرد پایین: در موارد عادی، ماشین‌‌های مجازی عملکرد شما را از بین نمی برند. اما وقتی صحبت از اپ‌‌های با عملکرد بالا مانند تجزیه و تحلیل داده‌‌ها می‌رسد، VM ها مناسب نیستند. بنابراین ممکن است بخواهید به جای آن از یک سرور فیزیکی استفاده کنید.
- هزینههای مجوز: نرم افزار مجازی سازی اغلب با هزینههای صدور مجوز همراه است و هر چه ماشین‌‌های مجازی بیشتری را اجرا کنید، ممکن است به مجوزهای بیشتری نیاز داشته باشید. علاوه بر این، مدیریت مجوزها و انطباق می‌تواند پیچیده باشد.
- Resource Contention: اگر به درستی تنظیم نشده باشد، VM ها در همان هاست می‌توانند برای دریافت منابع رقابت کنند و منجر به مشکلات عملکردی شود. تخصیص منابع و کیفیت خدمات (QoS) باید به دقت مدیریت شود.
- عدم دسترسی به سخت افزار: برخی از برنامه‌‌ها یا خدمات نیاز به دسترسی مستقیم به اجزای سخت افزار سرور دارند، که ممکن است در یک محیط مجازی امکان پذیر نباشد.
مجازی سازی سرور چگونه کار میکند؟
مجازی سازی سرور با استفاده از Hypervisor انجام می‌شود. Hypervisor فناوری واقعی پشت فناوری مجازی سازی سرور است. با استفاده از هایپروایزر، مالک یا مدیر فناوری اطلاعات می‌تواند چندین ماشین مجازی را ایجاد، مدیریت و حذف کند. Hypervisor همچنین به ادمین IT اجازه می‌دهد تا سرورها را نظارت کرده و آنها را بدون پیچیدگی زیاد مقیاس بندی کند.
هر سرور مجازی می‌تواند سیستم عامل خود را اجرا کند. به این معنی که ماشین‌‌های مجازی نیازی به داشتن سیستم عامل مشابه با سرور فیزیکی ندارند. بلکه یک سرور می‌تواند چندین ماشین مجازی با چندین سیستم عامل داشته باشد.
اگرچه هر VM روی یک سرور فیزیکی قرار دارد، اما هنوز نمی توانند به داده‌‌ها و شبکه یکدیگر دسترسی داشته باشند. زیرا Hypervisor آنها را تقسیم میکند و به سرور اجازه دسترسی به منابع VM دیگر را نمی‌دهد. اما در برخی موارد ممکن است که در ادامه صحبت خواهیم کرد.
انواع مجازی سازی سرور
در زیر انواع مجازی سازی سرور آورده شده است:
1. مجازی سازی کامل (مجازی سازی سخت افزار)
در مجازی سازی کامل، یک Hypervisor (نرم افزار مجازی سازی) روی سرور فیزیکی اجرا می‌شود و چندین ماشین مجازی را ایجاد و مدیریت میکند. در مجازی سازی کامل، ماشین‌‌های مجازی جدا شده و از وجود یکدیگر بی اطلاع هستند. به این معنی که آنها نمی توانند منابع VM دیگر را ببینند یا استفاده کنند.
شناخته شده ترین راه حل‌‌های مجازی سازی کامل عبارتند از:
- VMware VSphere/ESXi
- Microsoft Hyper-V
- KVM (ماشین مجازی مبتنی بر هسته)
2. پارا مجازی سازی
در پارا مجازی سازی، سیستم عامل های مهمان می‌‌دانند که در یک محیط مجازی سازی شده اجرا می‌‌شوند و برای کارآمدی نیاز به تغییراتی دارند. از نظر انزوا در وسط مجازی سازی کامل و مجازی سازی در سطح سیستم عامل قرار می‌گیرد. این روش در مقایسه با رویکرد مجازی سازی کامل عملکرد بهتری دارد.
ویژگی‌‌های پارا مجازی سازی به شرح زیر است:
- آگاهی از سیستم عامل مهمان
- بهبود عملکرد
- تعامل مستقیم با Hypervisor
- امنیت و انزوا
- به اشتراک گذاری کارآمد منابع
نمونه ای از مجازی سازی Xen است.
مجازی سازی در سطح سیستم عامل (مجازی سازی یا کانتینرها در سطح سیستم عامل)
در مجازی سازی در سطح سیستم عامل، هسته سیستم عامل بین چندین کانتینر به اشتراک گذاشته می‌شود که آن را به یک رویکرد بسیار سبک تبدیل میکند. این روش در صنعت کاربرد گسترده ای دارد و تمرکز این روش سرعت، استقرار سریع، مقیاس بندی سریع و کارایی منابع است. به عنوان مثال می‌توان به Docker، LXC (کانتینرهای لینوکس) و OpenVZ اشاره کرد.
سخن پایانی
مجازی سازی سرور یک صنعت در حال توسعه و پیشرفت است. مزایای زیادی هم برای کاربران و هم برای ارائه دهندگان هاست از جمله مقرون به صرفه بودن و سرعت ارائه می‌دهد. مجازی سازی سرور یک فناوری فوق العاده قدرتمند است که مدیریت و استفاده از منابع فناوری اطلاعات در محیط‌‌های مرکز داده را به طور کامل متحول کرده است. مزایای بسیاری مانند افزایش بهره وری منابع، صرفه جویی در هزینه، انعطاف پذیری و بهبود قابلیت‌‌های بازیابی به همراه دارد. در نتیجه، مجازی سازی سرور به یک عنصر اساسی زیرساخت فناوری اطلاعات امروزی تبدیل شده است و نحوه استقرار و مدیریت برنامه ها و خدمات سازمان ها را کاملاً تغییر داده است. با این حال، درک این نکته ضروری است که مجازی سازی سرور بدون چالش و معایب نیست. با استفاده از ماشین‌‌های مجازی با تغییراتی مانند سربار عملکرد، هزینههای صدور مجوز، پیچیدگی و نگرانی‌‌های امنیتی مواجه می‌شوید. بنابراین باید با دقت انتخاب کنید که آیا می‌خواهید برنامه‌‌ها را روی VM اجرا کنید یا خیر.