مقدمه‌ای بر مجازی سازی (virtualization)
مدیران شبکه سالها پیرو شعار یک سرویس برروی هر سرور بودند.این شعار ریشه در مسائل فنی دارد از جمله اینکه رد یابی مشکلات شبکه آسانتر است و نیز تعدد سرویسها برروی یک سرور که یک سیستم عامل بر روی آن نصب شده باعث ناپایداری سیستم عامل می گردد و نیز بازدهی مناسب سرویسها را در پی ندارد.شعار یک سرویس برروی هر سرور به مرور زمان باعث ایجاد مشکلاتی در سازمانها گردید از جمله اینکه به ازاء هر سرویس جدید در سازمان باید سخت افزار جدیدی خریداری گردیده و با توجه به رشد سریع سرویسها در سازمانهای امروزی فرآیند خرید سخت افزار جدید بسیار زمان بر و پرهزینه است و بودجه نمیتواند پاسخگویی سریع به نیازهای فن آوری اطلاعات سازمان داشته باشد.
انفجار اطلاعات در سازمان های قرن۲۱ و نیاز به رقابت پذیری و پاسخگویی سریعتر به درخواستهای مشتریان، سازمانها را با سرعت زیادی به سوی مکانیزه شدن پیش می برد و آنها چاره ای جز این امر هم ندارند یعنی دیگر مکانیزه و کامپیوتری شدن یک انتخاب نیست بلکه یک اجبار است.
امروز حسابداری، فردا انبار سپس بایگانی ودبیرخانه مرحله بعدی سیستم مدیریت مشتریان و به همین ترتیب سرویسهای مورد نیاز سازمانها در حال رشد است.با شعار قدیمی یک سرویس برروی هر سرور علاوه بر بودجه، سازمانها با مشکلات دیگری هم مواجه می شوند از جمله فضای فیزیکی کافی برای استقرار این سرورها در اختیار ندارند، مصرف انرژی این سرورها بسیار زیاد است و نیز تولید حرارت زیاد بوده و باعث بروز مشکلاتی می شود. اینها گوشه ای از دلایلی است که نشان می دهد شعار قدیمی دیگر پاسخگوی نیازها و محدودیت ها نیست لذا تکنولوژی مجازی سازی به وجود آمد تا پاسخگویی مناسب به نیازها و محدودیت ها را داشته باشد.
مجازی سازی یک تکنولوژی است که راهکارهای جدید جهت استفاده موثرتر از سخت افزار و نرم افزار ارائه می دهد در یک آمارگیری توسط شرکت Vmware مشخص گردید در حالت عادی یک سرویس برروی هر سرور به صورت متوسط ۱۵درصد از منابع سخت افزاری از جمله پردازنده، حافظه استفاده مفید می شود و مجازی سازی به وجود آمد تا این نا کار آمدی را مرتفع سازد.
مجازی سازی چگونه کار می کند؟
در این فن آوری یک لایه نرم افزاری به نام Hypervisor بین ماشین های مجازی و سخت افزار قرار می گیرد. قلب مجازی سازی همان ماشین های مجازی است که یک سیستم عامل به همراه سرویس ها و برنامه کاربردی داخل آن را شامل می شود.
ماشین های مجازی کاملاً از هم تفکیک شده اند و وابستگی به یکدیگر ندارند وظیفه Hypervisor تخصیص دینامیکی منابع سخت افزاری به ماشین های مجازی در هنگام نیاز آنها و آزاد سازی آنها است. در ابتدا نرم افزار مجازی ساز یا همان Hypervisor برروی سخت افزار سرور نصب می گردد و سپس در درون آن به تعداد مورد نیاز ماشین مجازی تعریف می گردد. پس از این مرحله هر ماشین مجازی مانند یک سخت افزار مستقل عمل می کند که می توان برروی آن سیستم عامل دلخواه را نصب کرده و سپس سرویسها را راه اندازی نمود.
در حالت پیشرفته تر می توان سخت افزار چندین سرور مختلف را با یکدیگر جهت مجازی سازی تجمیع نمود در این حالت کل منابع را به صورت تجمیعی یک Hypervisor استفاده خواهد نمود.مجازی سازی انواع بسیار مختلفی دیگری را نیز شامل می شود که موارد توضیح داده شده مجازی سازی سرور را پوشش می دهد.
چه زمانی نیاز به مجازی سازی وجود دارد؟
چه سازمان بزرگ باشد با تعداد زیادی سرور و سرویس و چه سازمان کوچک بوده و فن آوری اطلاعات در آن نوپا باشد نیاز به مجازی سازی وجود دارد.این نیاز ریشه در مسائل مالی، مدیریتی، فنی و حتی محیط زیستی دارد که در ادامه توضیح داده خواهد شد.
دلایل استفاده از تکنولوژی مجازی سازی:
• افزونگی (Redundancy): یک معیار امنیت و ایمنی فنی است که برای هر سرویس دو یا چند سرور در نظر گرفته می شود که در صورتی که به هر دلیل یک سرور دچار خرابی گردید سرویس های موجود برروی سرورهای دیگر به درخواستهای مشتریان پاسخ دهند. استفاده از مجازی سازی جهت پیاده سازی افزونگی راحت تر و کم هزینه تر از روش فیزیکی آن است.
• مهاجرت ( Migration): سرورها پس از مدتی فرسوده می گردد و نیاز است سرویسها و سیستم عامل ها از سخت افزار قدیمی به سخت افزار جدید منتقل شود. این فرآیند برای اکثر مدیران شبکه یک کابوس است زیرا میتواند باعث بروز مشکلات پیش بینی نشده ای گردد لذا آنها ساعتها وقت صرف انجام عملیات در محیط آزمایشگاهی می کنند تا بتوانند این مسائل را کاهش دهند. با کمک مجازی سازی این مهاجرت چه در محیط واقعی و چه در محیط آزمایشگاهی به چند دقیقه کاهش یافته و بسیار ایمن تر صورت می پذیرد.
• حفظ زمان: مدیریت سرورهای مجازی روی سرورهای فیزیکی، ایجاد سرور جدید، ایجاد محیط آزمایشگاهی و توسعه و مواردی از این قبیل در زمان بسیار کوتاه تری صورت میپذیرد. به طور کلی می توان گفت واکنش سریعتر به نیازهای فن آوری اطلاعات سازمان را به ارمغان خواهد آورد.
•نجات از بحران های فنی : به دلیل اینکه ماشین های مجازی مستقل از سخت افزار می باشد در صورت بروز بحران و از بین رفتن سرورها، بازیابی ماشین های مجازی بسیار راحتتر و کم هزینه تر از سرورهای فیزیکی مجزا است. همچنین تهیه یک طرح واکنش بحران یا همان disaster Recovery برای سازمان راحت تر، کم هزینه تر و کم زمان تر است.
•استفاده بهینه از منابع سخت افزاری
•کاهش هزینه ها و بودجه فن آوری اطلاعات: این کاهش هزینه به دلایل بسیار زیادی به وجود می آید که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرد.
•کاهش تعداد فیزیکی سرورها: این کاهش تعداد بستگی بسیار زیادی به سرویس ها و میزان مصرف منابع سخت افزاری آنها دارد. در بررسی های آماری شرکت Vmware مواردی از قبیل تبدیل ۲۰ سرور به ۳ سرور یک امر معمول محسوب می شود.
• میزان برق مصرفی: با توجه به کاهش تعداد فیزیکی سرورها کاملاً بدیهی است که میزان برق مصرفی آنها کمتر خواهد بود.
• هزینه تهویه: وقتی تعداد زیادی سرور فیزیکی در اختیار داشته باشیم میزان گرمایی که آنها حین کار تولید می کنند زیاد خواهد بود که سازمان را ناچار به ایجاد سیستم تهویه با بازده بالا می نماید که هزینه های زیادی را در بر خواهد داشت. کاملاً بدیهی است که با کاهش تعداد سرورهای فیزیکی این هزینه ها کاهش خواهد یافت.
• هزینه تجهیزات SAN,STORAGE: اگر ۲۰ عدد سرور فیزیکی داشته باشیم و هر کدام دو ارتباط به SAN نیاز داشته باشد جمعاً ۴۰ ارتباط به SAN مورد نیاز است که باعث افزایش هزینه خرید تجهیزات و سوئیچ های مربوطه می گردد. کاهش این تعداد به ۳ عدد جمعاً ۶ پورت را نیاز خواهد داشت همچنین این کاهش هزینه تجهیزات پسیو از قبیل کابلهای نوری را نیز شامل می شود.
• هزینه سوئیچ ها و زیر ساخت شبکه: با کاهش تعداد فیزیکی سرورها تعداد پورت سوئیچ مورد نیاز آنها، ادوات پسیو شبکه مانند پورت پاچ پنل، کابل های مسی ، پچ کوردها و مواردی از این قبیل نیز کاهش قابل ملاحظه ای خواهد یافت.
• هزینه فضای فیزیکی: سرورهای بیشتر یعنی فضای فیزیکی بیشتر جهت استقرار آنها. با توجه به افزایش هزینه های ساختمان و فضای فیزیکی کاهش فضای مورد نیاز جهت Server Farm کاملاً مقرون به صرفه خواهد بود.
• هزینه عدم سرویس دهی( Down Time) هر سازمان با خارج شدن سرورها از سرویس دهی دیگر نخواهد توانست حداقل بخشی از خدمات خود را به مشتریان ارائه دهد که این امر باعث ایجاد نارضایتی و نیز ضربه اقتصادی سازمان خواهد گردید. با کمک مجازی سازی همان گونه که قبلاً شرح داده شد استفاده از افزونگی سریعتر، کم هزینه تر و ساده تر خواهد شد و استفاده از افزونگی به نوبه خود باعث کاهش زمان های عدم سرویس دهی سازمان خواهد گردید.
مزایای مجازی سازی
تکنولوژی مجازی سازی (Virtualization) باعث ایجاد ارزش افزوده در سازمان شده و مزایای بسیاری دارد؛ از جمله:
1- صرفه جویی در هزینه های مستقیم و غیر مستقیم.
2- استفاده بهینه از منابع سخت افزاری سازمان و بالابردن بهره وری.
3- تجمیع سرویسهای سازمان در یک یا چند سرور، که باعث ایجاد مدیریت متمرکز و امنیت بالا میشود.
4- تسریع در پیاده سازی سرویسهای مختلف و ایجاد سریع سرویسهای جدید در جهت افزایش کسب و کار سازمان.
5- پشتیبانی از سیستمها و سرویسهای قدیمی موجود در سازمان.
6- یکپارچه سازی منابع سخت افزاری سازمان.
7- ایجاد محیطهای تست و گسترش سیستمها بدون ایجاد وقفه و بدون داشتن ریسک.
8- پایین آمدن هزینه های نگهداری، POWERING ،COOLING و نیروی انسانی.
9- ارائه ماشینهای مجازی به جای ماشینهای فیزیکی و اجرای سیستم عاملهای مختلف روی یک هاست فیزیکی.
10- دسترس پذیری بالا (HIGH AVAILABILITY)
11- بالا بودن ضریب امنیتی ماشینهای مجازی.
برای پاسخ به چالشهای موجود و استفاده از مزایای این تکنولوژی، کمپانیهای بزرگ دنیا، به مجازی سازی روی آورده اند. از آن جمله میتوان به شرکتهای XEN MICROSOFT ,HP ,VMWARE اشاره کرد.
