امروزه یکی از روش‌های نوین در حوزه کامپیوتر و شبکه، مجازی‌سازی است، با به‌کارگیری فناوری Virtualization که همان مجازی‌سازی است، بازدهی کاری افزایش و هزینه‌ها کاهش پیدا می‌کند. در این آموزش از همیار آی‌تی به تعریف دقیق مجازی‌سازی، اهمیت و کاربرد آن در صنعت کامپیوتر می‌پردازیم.
مجازی‌سازی (Virtualization) 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.
تاریخچه‌ی مجازی‌سازی
مجازی‌سازی تقریبا تا ۳۰ سال پیش صرفا به‌منظور ایجاد فضای کاری تست برای کاربر نهایی بر روی یک چهارچوب سخت افزاری خاص مورد استفاده قرار می‌گرفت و در صورتی که شما یک کارشناس یا مدیر فناوری اطلاعات بودید و نیاز به آزمایش یک برنامه جدید بر روی سیستم عامل‌های مختلف را داشتید، این تکنولوژی را به کار می‌گرفتید.
زمانی که معماری x86 و سیستم‌های خیلی گران روی کار آمدند، مجازی‌سازی تقریبا کارایی خود را از دست داد و گویا از مد افتاد. شرکت‌های پرچم‌دار فعال در این حوزه، مانند VMware که در حال حاضر به ارزش خاصی دست یافته است، موفق شد نخستین ورژن این تکنولوژی را برای معماری x86 در بازار عرضه کند و در حقیقت بذری برای پیشرفت فعلی این تکنولوژی بوده است.
هدف مجازی‌سازی چیست؟
کامپیوتر‌های نسل جدید از ۴ سطح به هم مرتبط شامل سیستم عامل، سخت افزار، داده و نرم افزار تشکیل شده‌اند، در صورتی‌که سخت افزار با مشکل روبرو شود، عملکرد سیستم عامل نیز مختل می‌شود برای نمونه اگر پردازنده‌ی کامپیوتر بسوزد کامپیوتر روشن نخواهد شد. در مجازی‌سازی این مشکلات وجود نخواهد داشت و مسئله وابستگی لایه‌ها برطرف می‌شود.
یکی از دستاورد‌های مجازی‌سازی این است که امکان شناسایی مجموعه‌ای از سرورها را در قالب مخزن منحصر به‌فرد منابع محاسباتی به سیستم عامل‌ها فراهم می‌کند، دستاورد دوم نیز این است به شما امکان راه اندازی چند ویندوز بر روی یک سرور در آن واحد را می دهد.
مجازی‌سازی همچنان برای صرفه جویی در مصرف منابع اصلی راه زیادی دارد اما قادر است تا حدودی شیوه‌های مدیریتی را با هم ادغام کند. از دیگر راه حل‌های مورد نظر در این تکنولوژی به وجود آمدن پروسه‌ای برای انتقال سیستم‌ها از ساختار فیزیکی به حالت مجازی است به صورتی که با کمترین تغییرات صورت گیرد. این خصوصیت “Live Migration” نام دارد که شرکت‌های توسعه یافته در این فناوری در حال ارائه‌ی آن هستند.
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.
مزایای مجازی‌سازی چیست؟
درحال حاضر یکی از رایج‌ترین عملکرد مجازی‌سازی ادغام سرورها است تا بتوان در درپارتمان‌های IT و شرکت‌های بزرگ در استفاده از منابع و پرداخت هزینه صرفه جویی کرد.
در فناوری مجازی‌سازی میزان مصرف انرژی کاهش پیدا می‌کند و امر مدیریت سرور به راحتی انجام خواهد شد. از دیگر مزایای کلیدی دیگر این تکنولوژی این است که امور کپی، بایگانی، مدیریت حجم کاری، بهینه سازی اجزا و… با انعطاف بیشتری انجام می‌شود.
انواع مدل‌های مجازی‌سازی
همانطور که اشاره شد، مجازی‌سازی مزایای زیادی را برای سازمان‌ها به همراه دارد، به همین دلیل مدل‌های مختلفی برای آن ارائه شده است، مجازی سازی دسکتاپ، فضاهای ذخیره‌سازی سرورها و… که در ادامه، آن‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
مجازی‌سازی دسکتاپ
این تکنولوژی برنامه‌ای است که فضای دسکتاپ و برنامه کاربردی مرتبط را از سیستم مشتری فیزیکی تفکیک می‌کند که برای دسترسی به آن مورد استفاده قرار می گیرد، این فناوری را می‌توان در رابطه با مجازی‌سازی نرم افزار و سیستم‌های مدیریت پروفایل کاربر استفاده کرد.
مجازی‌سازی مبتنی بر فضای ذخیره سازی
در این فناوری محیط‌های ذخیره‌سازی فیزیکی را با فضاهای ذخیره سازی سیستم‌های موجود در شبکه با هم یکی می‌کند به صورتی که همانند یک دستگاه ذخیره سازی عمل می‌کند تا عملیات ذخیره سازی و پردازش داده‌ها با سرعت بیشتری انجام شود.
مجازی‌سازی سرور
در این تکنولوژی، هویت فیزیکی سرورها، پردازنده‌ها و سیستم عامل‌ها از کاربران سرور که بر روی آن‌ها در حال کار و نرم افزار‌هایی اجرا می‌کنند، مخفی می‌شود.
مجازی‌سازی تحت شبکه
در این تکنولوژی منابع و پهنای باند در یک شبکه توزیع می‌شود، که امکان اختصاص داده شدن به سرورها یا سیستم‌های منحصربه فرد در یک زمان را دارا می باشند.
مجازی‌سازی برنامه‌های کاربردی
در این تکنولوژی برنامه‌های سیستمی را از سیستم عامل پایه‌ای که آن را راه اندازی می‌کند محاصره می‌کند. یک نرم افزار کامل مجازی شده یعنی کامل مانند برنامه‌های عادی نصب نشده است، در حقیقت در این فناوری تغییرات نرم افزار‌های مرتبط را برای سیستم عامل و چالش‌ها و تقابلات بین نرم افزار‌ها را نیز کاهش می دهد.
مجازی‌سازی مرکز داده
مجازی سازی مرکز داده محلی است که شما تعداد زیادی سرور مجازی دارید که امکان لمس آن‌ها وجود ندارد و همه منابع به صورت مجازی در اختیار شماست.
ماشین مجازی، یک فضای عملیاتی محسوب می‌شود که میزبان سیستم عامل است، به اصطلاح یک چهارچوب است که جدا از نرم افزار پیاده سازی پردازنده، کد‌های کامپایل شده را اجرا می‌کند.
مجازی‌سازی چه کاربردهایی در صنعت کامپیوتر دارد؟
مجازی‌سازی می تواند باعث ارتقا خردمندی شرکت و کسبوکار باشد، سازمان‌هایی که از کلاسترینگ، تقسیم کار، مجازی‌سازی تودرتو و سایر فنون این فناوری در پیکربندی مجموعه‌ای از سرورها به منظور بهره برداری از منابع استفاده می‌کنند، در روبه‌رو شدن با تغییرات نیاز‌های محیطی در بهره‌مندی از منابع خود شرایط بهتری دارند.
- از لحاظ اقتصادی باعث صرفه جویی فوق العاده‌ای می‌شود.
- در مصرف انرژی نیز صرفه جویی می‌شود.
- سهولت بیشتری برای مدیریت و کنترل صورت می‌گیرد.
- سرعت و راندمان سرویس‌های نرم افزاری افزایش می‌یابد.
- نمودار بازدهی کاری رشد می‌کند.
- بک‌آپ گرفتن از اطلاعات راحت تر انجام می‌شود.
- از پتانسیل منابع سخت افزاری موجود استفاده بهینه‌ای صورت می‌گیرد.
- امنیت اطلاعات بهتری فراهم می‌شود.
- تغییراتی مانند انتقال و آرشیو، سریع انجام می‌شود.
- اگر مشکلاتی در سخت افزار به‌وجود آید، در کار توقف ایجاد نمی‌شود.
- پهنای باند در شبکه کاهش پیدا می‌کند.
- شبکه و زیر ساخت‌ها پایداری بیشتری خواهند داشت.
به‌طور کلی استفاده از تکنولوژی مجازی‌سازی، علاوه‌بر اینکه هزینه‌های شما را در دراز مدت کاهش می‌دهد، به شما کمک می‌کند تا راحت‌تر بتوانید از منابع سخت‌افزاری خود استفاده کرده و آن‌ها را مدیریت کنید، شما چه تجربه‌ای در خصوص استفاده از این تکنولوژی دارید؟ آیا در کسبوکار خود از تکنیک‌های مجازی‌سازی استفاده می‌کنید؟ نظرات و دیدگاه‌های ارزشمند خود را با ما و سایر کاربران همیار آی‌تی به اشتراک بگذارید.