مجازی سازی | مزایای مجازی سازی و انواع آن

مجازی سازی

مجازی سازی فرایندی است که امکان استفاد  موثرتر از سخت افزار فیزیکی رایانه را فراهم می آورد و پایه و اساس رایانش ابری است. مجازی سازی از نرم افزاری برای ایجاد یک لایه انتزاعی بر روی سخت افزار رایانه استفاده می کند. که این اجازه می دهد عناصر سخت افزاری یک کامپیوتر واحد – پردازنده ها ، حافظه ، ذخیره سازی و موارد دیگر – به چندین رایانه مجازی ، که معمولاً ماشین مجازی (VM) نامیده می شوند ، تقسیم شود. هر ماشین مجازی سیستم عامل (OS) خود را اجرا می کند و مانند یک کامپیوتر مستقل رفتار می کند ، اگرچه فقط  بر روی بخشی از سخت افزار کامپیوتر اصلی کار می کند.

به این ترتیب مجازی سازی امکان استفاده کارآمدتر از سخت افزار رایانه ای را فراهم می کند. که این به سرمایه گذاری سخت افزاری یک سازمان کمک می‌کند.

امروزه مجازی سازی یک عمل استاندارد در معماری فناوری اطلاعات سازمانی است. همچنین این فناوری اقتصاد محاسبات ابری را پیش می برد.

مجازی سازی ارائه دهندگان سرویس ابری را قادر می سازد تا با سخت افزار رایانه فیزیکی موجود به کاربران خدمات ارائه دهند.

این به کاربران ابری این امکان را می دهد که تنها منابع محاسباتی مورد نیاز خود را در مواقع نیاز خریداری کنند. همچنین با افزایش حجم کار این منابع را به صورت مقرون به صرفه مقیاس بندی کنند.

مزایا

مجازی سازی مزایای متعددی را برای اپراتورهای دیتاسنتر و ارائه دهندگان خدمات به همراه دارد:

کارآیی منابع

قبل از مجازی سازی ، هر سرور برنامه به CPU فیزیکی اختصاصی خود نیاز داشت – کارکنان IT برای هر برنامه ای که می خواستند اجرا کنند ، سرور جداگانه ای را خریداری و پیکربندی می کردند. (IT به دلایل قابلیت اطمینان یک برنامه و یک سیستم عامل (OS) را برای هر رایانه ترجیح می دهد.) به طور کلی ، از هر سرور فیزیکی کم استفاده می شود. در مقابل ، مجازی سازی سرور به شما امکان می دهد چندین برنامه را اجرا کنید. هر کدام بر روی VM خود با سیستم عامل خاص خود، بر روی یک رایانه فیزیکی (معمولاً سرور x86) بدون آسیب رساندن به قابلیت اطمینان. این امکان حداکثر استفاده از ظرفیت محاسباتی سخت افزار فیزیکی را فراهم می کند.

مدیریت آسانتر

جایگزینی رایانه های فیزیکی با VM های تعریف شده توسط نرم افزار ، استفاده و مدیریت خط مشی های نوشته شده در نرم افزار را آسان می کند. این به شما امکان می دهد گردش کار خودکار مدیریت خدمات فناوری اطلاعات را ایجاد کنید. برای مثال ، سیستم های پیکربندی خودکار و ابزارهای پیکربندی به مدیران این امکان را می دهد .

 تا مجموعه ای از ماشین های مجازی و برنامه های کاربردی را به عنوان خدمات در قالب های نرم افزاری تعریف کنند. این بدان معناست که آنها می توانند آن خدمات را به طور مکرر و مداوم بدون از دست دادن زمان نصب کنند. سرپرستان می توانند از سیاست های امنیتی مجازی سازی برای پیکربندی برخی از تنظیمات امنیتی بر اساس نقش ماشین مجازی استفاده کنند. این سیاست ها  حتی می توانند با کنار گذاشتن ماشین های مجازی بلا استفاده ، در فضا صرفه‌جویی کرده و توان محاسباتی را افزایش دهند.

خرابی EaMinimal

خرابی سیستم عامل و برنامه می تواند باعث خرابی و اختلال در بهره وری کاربر شود.

 مدیران می توانند چندین ماشین مجازی اضافی را همزمان به صورت موازی‌کار اجرا کرده و در صورت بروز مشکل در یکی از آنها بقیه ماشین‌های مجازی به کار خود ادامه داده و سرویس می‌دهند.

 اجرای چندین سرور فیزیکی اضافی گران تر است.

تهیه سریعتر

خرید ، نصب و پیکربندی سخت افزار برای هر برنامه زمان بر است. به شرطی که سخت افزار موجود باشد ، تهیه ماشین های مجازی برای اجرای همه برنامه های شما بسیار سریعتر است. حتی می توانید آن را با استفاده از نرم افزار مدیریت خودکار کرده و آن را در گردش کار موجود ایجاد کنید.

راه حل

ایده نگاه راه حل هایی برای مجازی سازی را ارائه می دهد که وظایف خاص دیتا سنتر یا سناریوهای مجازی سازی دسکتاپ با تمرکز بر کاربر نهایی را شامل می شود

ماشینهای مجازی (VM)

ماشینهای مجازی (VMs) محیطهای مجازی هستند که محاسبات فیزیکی را در قالب نرم افزار شبیه سازی می کنند. آنها معمولاً شامل چندین فایل شامل پیکربندی VM ، فضای ذخیره سازی برای هارد دیسک مجازی ، و برخی از عکس های فوری از VM هستند. که این وضعیت آن را در یک زمان خاص حفظ می کنند.

Hypervisor

Hypervisor لایه نرم افزاری است که VM ها را هماهنگ می کند. این به عنوان رابط بین VM و سخت افزار فیزیکی زیرین عمل می کند. همچنین اطمینان می دهد که هر یک به منابع فیزیکی مورد نیاز برای اجرا دسترسی دارند. همچنین این اطمینان را می دهد که ماشین های مجازی با تأثیر گذاشتن بر فضای حافظه یکدیگر یا محاسبه چرخه ها با یکدیگر تداخل ندارند.

دو نوع hypervisors وجود دارد:

هیپروایزرهای نوع 1 یا ” bare-metal” با منابع فیزیکی زیرین تعامل دارند و به طور کلی سیستم عامل سنتی را جایگزین می کنند. آنها بیشتر در سناریوهای سرور مجازی ظاهر می شوند.

هیپروایزرهای نوع 2 به عنوان یک برنامه در سیستم عامل موجود اجرا می شود. بیشتر در دستگاه های نقطه پایانی برای اجرای سیستم عامل های جایگزین استفاده می شود. آنها عملکرد بالایی دارند زیرا باید از سیستم عامل میزبان برای دسترسی و هماهنگ سازی منابع سخت افزاری اساسی استفاده کنند.

انواع مجازی سازی

تا اینجا ما مجازی سازی سرور را مورد بحث قرار دادیم. اما بسیاری دیگر از عناصر زیرساخت فناوری اطلاعات را می توان مجازی سازی کرد. این کار مزایای قابل توجهی را برای مدیران فناوری اطلاعات و به طور کلی برای شرکت ایجاد می کند. در این بخش ، انواع مجازی سازی  را شرح می دهیم:

مجازی سازی دسکتاپ

مجازی‌سازی دسکتاپ به شما امکان می دهد چندین سیستم عامل دسکتاپ را اجرا کنید که همه ماشین‌های مجازی در حالی که مستقل هستند در یک کامپیوتر وجود دارند.

دو نوع مجازی سازی دسکتاپ وجود دارد:

زیرساخت دسکتاپ مجازی یا Virtual desktop infrastructure (VDI) چندین رایانه رومیزی را در VM ها روی یک سرور مرکزی اجرا می کند و آنها را برای کاربرانی که در دستگاه های thin client وارد سیستم می شوند ، پخش می کند. به این ترتیب ، VDI به یک سازمان اجازه می دهد تا کاربران خود را به انواع سیستم عامل ها از هر دستگاهی ، بدون نصب سیستم عامل ها بر روی هیچ دستگاهی ، دسترسی دهد.

مجازی‌سازی دسکتاپ محلی یا Local desktop virtualization یک hypervisor روی رایانه محلی اجرا می کند. این کار کاربر را قادر می سازد تا یک یا چند سیستم عامل اضافی را بر روی آن رایانه اجرا کرده و در صورت نیاز بدون تغییر در سیستم عامل اصلی ، از یک سیستم عامل به سیستم دیگر منتقل شود.

مجازی سازی شبکه

مجازی سازی شبکه از نرم افزار برای ایجاد یک نمای بصری از شبکه استفاده می کند که مدیر می تواند از آن برای مدیریت شبکه از یک کنسول استفاده کند.

 این عناصر سخت افزاری و عملکردها (به عنوان مثال ، اتصالات ، سوئیچ ها ، روترها و غیره) را انتزاع می کند. همچنین آنها را به نرم افزاری که روی یک hypervisor اجرا می شود ، خلاصه می کند. سرپرست شبکه می تواند این عناصر را بدون لمس اجزای فیزیکی زیرین ، تغییر داده و کنترل کند ، که به طور چشمگیری مدیریت شبکه را ساده می کند.

انواع مجازی سازی شبکه شامل شبکه های تعریف شده با نرم افزار (SDN) است که سخت افزارهایی را که مسیریابی ترافیک شبکه را کنترل می کند (که به آن ” control plane ” می گویند) مجازی سازی می کند. همچنین مجازی‌سازی عملکرد شبکه (NFV) که یک یا چند دستگاه سخت افزاری را که یک شبکه خاص را ارائه می دهند مجازی می کند. عملکرد (به عنوان مثال ، فایروال ، متعادل کننده بار(load balancer) یا تجزیه و تحلیل ترافیک) ، پیکربندی ، تهیه و مدیریت آن لوازم را آسان تر می کند.

مجازی سازی ذخیره سازی  (Storage virtualization)

مجازی سازی ذخیره سازی به همه دستگاه های ذخیره سازی در شبکه – اعم از اینکه روی سرورهای جداگانه یا واحدهای ذخیره سازی مستقل نصب شده باشند – امکان دسترسی و مدیریت به عنوان یک دستگاه ذخیره سازی واحد را می دهد. به طور خاص ، مجازی‌سازی ذخیره سازی تمام بلوک های ذخیره سازی را در یک استخر مشترک جمع می کند. که از آنها می توان در صورت نیاز به هر ماشین مجازی در شبکه اختصاص داد. مجازی سازی ذخیره سازی ، فراهم آوردن فضای ذخیره سازی برای ماشین های مجازی را آسان تر می کند. همچنین از تمام ذخیره سازی موجود در شبکه حداکثر استفاده را می کند.

مجازی سازی داده ها

شرکت های مدرن داده ها را از چندین برنامه کاربردی ، با استفاده از چندین فرمت فایل ، در مکان های مختلف ، از ابر گرفته تا سیستم های سخت افزاری و نرم افزاری پیش فرض ذخیره می کنند. مجازی سازی داده ها به هر برنامه ای اجازه می دهد بدون در نظر گرفتن منبع ، قالب یا مکان به همه آن داده ها دسترسی پیدا کند.

ابزارهای مجازی سازی داده ها یک لایه نرم افزاری بین برنامه های دسترسی به داده ها و سیستم های ذخیره کننده آنها ایجاد می کند. لایه درخواست داده یا درخواست یک برنامه را در صورت لزوم ترجمه می کند و نتایج را نشان می دهد. که این می تواند چندین سیستم را شامل شود.

مجازی سازی برنامه

مجازی سازی برنامه ، نرم افزار کاربردی را بدون نصب مستقیم بر روی سیستم عامل کاربر اجرا می کند. این امر با مجازی سازی کامل دسکتاپ (که در بالا ذکر شد) متفاوت است زیرا فقط برنامه در محیط مجازی اجرا می شود – سیستم عامل در دستگاه کاربر نهایی طبق معمول اجرا می شود. سه نوع مجازی‌سازی برنامه وجود دارد:

مجازی سازی برنامه محلی (Local application virtualization):

تمام برنامه‌ها روی دستگاه مقصد اجرا می‌شوند اما به جای سخت افزار اصلی روی یک محیط اجرایی نرم افزاری اجرا می‌شوند.

استریمینگ اپلیکیشن (Application streaming):

 این برنامه روی سروری کار می کند که اجزای کوچک نرم افزار را ارسال می کند تا در صورت نیاز روی دستگاه کاربر نهایی اجرا شود.

مجازی سازی برنامه مبتنی بر سرور برنامه کاملاً بر روی سروری اجرا می شود. که این فقط رابط کاربری خود را به دستگاه سرویس گیرنده ارسال می کند.

مجازی سازی دیتا سنتر

مجازی سازی دیتا سنتر اکثر سخت افزارهای مرکز داده را به نرم افزار منتقل می کند. که به طور موثر مدیر را قادر می سازد تا یک دیتا سنتر فیزیکی را به چندین دیتا سنتر مجازی برای مشتریان مختلف تقسیم کند.

هر مشتری می تواند به عنوان یک سرویس (IaaS) به زیرساخت های خود دسترسی داشته باشد. که این بر اساس سخت افزار فیزیکی زیرین اجرا می شود. دیتا سنتر مجازی با یک پردازش آسان در محاسبات مبتنی بر کلود ، به شرکت اجازه می دهند تا بدون خرید سخت افزار زیرساخت ، یک محیط کامل دیتا سنتر را به سرعت راه اندازی کند.

مجازی سازی CPU

مجازی سازی CPU (واحد پردازش مرکزی) فن آوری بنیادی است که هایپروایزر را قادر می سازد ماشین‌های مجازی را در میزان استفاده از CPU مدیریت کند.

این اجازه را می دهد تا یک CPU واحد به چند CPU مجازی برای استفاده توسط چندین VM تقسیم شود.

در ابتدا ، مجازی سازی CPU کاملاً نرم افزاری تعریف می شد ، اما بسیاری از پردازنده های امروزی شامل مجموعه دستورالعمل های گسترده ای هستند که از مجازی سازی CPU پشتیبانی می کند و باعث بهبود عملکرد VM می شود.

مجازی سازی GPU

GPU (واحد پردازش گرافیکی) یک پردازنده چند هسته ای ویژه است که با در اختیار گرفتن پردازش های گرافیکی یا ریاضی ، عملکرد کلی محاسبات را بهبود می بخشد. مجازی‌سازی GPU به چندین ماشین مجازی اجازه می دهد تا از تمام یا بخشی از قدرت پردازشی GPU واحد برای ویدیو سریعتر ، هوش مصنوعی (AI) و سایر برنامه های گرافیکی یا ریاضی استفاده کنند.

پردازنده های گرافیکی منتقل شده (Pass-through GPUs) ، کل GPU را در اختیار یک سیستم عامل مهمان قرار می دهد.

vGPU های مشترک (Shared vGPUs) هسته های GPU فیزیکی را بین چندین GPU مجازی (vGPU) برای استفاده توسط VM های مبتنی بر سرور تقسیم می کنند.

مجازی سازی لینوکس

لینوکس شامل هایپروایزر مخصوص خود است ، به نام ماشین مجازی مبتنی بر هسته (KVM) ، که از اکستنشن های پردازنده مجازی‌سازی اینتل و AMD پشتیبانی می کند ، بنابراین می توانید VM های مبتنی بر x86 را از درون سیستم عامل هاست لینوکس ایجاد کنید.

به عنوان یک سیستم عامل منبع باز ، لینوکس بسیار قابل تنظیم است. شما می توانید نسخه های مجازی از لینوکس را برای بارهای کاری خاص یا نسخه های سخت افزاری امنیتی را برای برنامه های حساس تر ایجاد کنید.

به عنوان یک سیستم عامل منبع باز ، لینوکس بسیار قابل تنظیم است. شما می توانید ماشین مجازی بسازید که نسخه های خاص از لینوکس را برای بارهای کاری خاص یا نسخه های سخت افزاری امنیتی را برای برنامه های حساس تر ایجاد کنید.

مجازی سازی ابری

همانطور که در بالا ذکر شد ، مدل رایانش ابری به مجازی سازی بستگی دارد. با مجازی سازی سرورها ، ذخیره سازی و سایر منابع مرکز داده فیزیکی ، ارائه دهندگان رایانش ابری می توانند طیف وسیعی از خدمات را به مشتریان ارائه دهند ، از جمله موارد زیر:

زیرساخت به عنوان یک سرویس (IaaS): سرور مجازی ، ذخیره سازی و منابع شبکه که می توانید بر اساس الزامات آنها پیکربندی کنید.

پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS): ابزارهای توسعه مجازی ، پایگاه های داده و سایر سرویس های مبتنی بر ابر که می توانید برای ساختن برنامه ها و راه حل های مبتنی بر ابر خود استفاده کنید.

نرم افزار به عنوان سرویس (SaaS): برنامه های نرم افزاری که در ابر استفاده می کنید. SaaS سرویس مبتنی بر ابر(cloud-based) است که بیشتر از سخت افزار استخراج شده است.

امنیت

مجازی‌سازی دارای مزایای امنیتی نیز می‌باشد.

به عنوان مثال می‌توانید یک نسخه کامل (اسنپ شات) از ماشین مجازی در زمانی که پاپدار و بدن نقص است را به مکانی به عنوان بکاپ منتقل کنید که اگر ماشین مجازی آلوده به بدافزار شد بتوانید آن را بازگردانی کنید.

مجازی‌سازی همچنین برخی چالش های امنیتی را ایجاد می کند. اگر یک مهاجم یک hypervisor را به خطر اندازد ، به طور بالقوه صاحب تمام ماشین های مجازی و سیستم عامل های مهمان می شود. از آنجا که hypervisors همچنین می تواند به VM ها اجازه دهد بدون لمس شبکه فیزیکی بین خود ارتباط برقرار کنند ، مشاهده ترافیک آنها دشوار است و بنابراین فعالیت های مشکوک را تشخیص می دهد.

مجازی سازی فرایندی است که امکان استفاد  موثرتر از سخت افزار فیزیکی رایانه را فراهم می آورد و پایه و اساس رایانش ابری است.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    خانهدرباره ماپروژه هاتماس با ما