مفهوم virtualization یا مجازی سازی سرور چیست؟

virtualization یا مجازی سازی میتواند از بخش های مختلف دیدگاه های متفاوتی به همراه داشته باشد؛ در حقیقت، مجازی سازی سرور فرآیندی را شامل میشود که در آن، فایل، نرم افزار و چندین سیستم عمل را یکجا بصورت مجازی ایجاد و اجرا نمائیم؛ در بیانی ساده تر، قادر خواهید بود به نرم افزار ها یا سرویس هایی که در حالت عادی در ویندوز و یا سیستم عامل های دیگر موجود نیست، به واسطه مجازی سازی، بخشی از منابع سیستم را درگیر سرور یا نرم افزار مجازی ساز کنید تا دسترسی لازم را به بخش های خاصی از سرویس ها یا نرم افزار های دیگر را داشته باشید!

مجازی سازی سرور حالت های مختلفی را دارد که میتواند در حالت کلی دسترسی بیشتری به منابع سیستم را به ما بدهد، میتوانید چندین سیستم عامل را در همان لحظه مدیریت کنید یا نرم افزار هایی را اجرا کنید که در حالت عادی قادر به اجرای آنها نیستید؛ از جمله فواید این کار میتوان به تست برنامه و برخی فایلهای خاص در مجازی ساز ها و صرفه جویی در هزینه های سخت افزاری و نرم افزاری همچنین پایداری بیشتر در شبکه و زیرساخت ها نیز اشاره نمود.

مجازی سازی محدود به سرور نمیباشد، بلکه میتواند در بخش های متعددی مورد استفاده قرار گیرد؛ مانند: سرور مجازی ها یا مجازی سازی های دسکتاپ و سیستم عامل ها! در ادامه بصورت کامل توضیحاتی در ارتباط با مجازی سازی برای هر بخش را خواهیم داشت، با آسام سرور همراه باشید❗

کاربرد های اصلی مجازی سازی

1. آماده سازی محیطی برای آزمایش و توسعه برنامه ها
2. تست برنامه و برخی فایلهای خاص
3. پایداری بیشتر در شبکه و زیرساخت ها
4. استفاده از منابع سخت افزاری بصورت بهینه
5. پشتیبان گیری آسان در فرآیند مجازی سازی
6. صرفه جویی در هزینه های سخت افزاری و نرم افزاری

مجازی سازی میتواند تاثیر بسزایی در فعالیت های تحت وب برای اکثریت افراد داشته باشد، برای مثال: اگر سیستم عامل لینوکس رو داشتید و قصد داشتید نرم افزار photoshop رو اجرا کنید اما تمایلی نسبت به نصب سیستم عامل ویندوز نداشته باشید، میتوانید با اجرای نرم افزار های مجازی سازی مانند: vmware یا …، فایل دانلود شده از ویندوز را توسط vmware اجرا نمائید و به واسطه vmware، به نرم افزار Photoshop دسترسی لازم را داشته باشید!

توجه: مطالعه مقاله آموزش نصب Vmware Tools و معرفی کاربردهای آن می تواند برایتان مفید واقع شود.

انواع روش های مجازی سازی

روش های متنوعی در مجازی سازی قابل مطرح میباشد که در ادامه هر یک را بصورت مختصر توضیح خواهیم داد و اطلاعات مربوط درباره نحوه کاربرد هر یک را نیز بازگو خواهیم کرد.

• مجازی سازی تحت سرور

مجازی سازی سرور را میتوان جزو مجازی سازی های ساده و پرکاربرد نامید که در حال حاضر تحت عنوان سرور مجازی لینوکس و سرور مجازی ویندوز، مورد استفاده قرار میگیرند؛ هر یک از این سرور ها به شیوه های مختلفی مجازی سازی میشوند؛ برای مثال: ویندوز سرور با Hyper-V و لینوکس سرور نیز با استفاده از فناوری KVM؛ در ادامه بصورت مختصر و تکمیلی اشاره ای به موارد توصیه شده و تفاوت مجازی سازی سرور با مجازی سازی دسکتاپ را نیز خواهیم داشت.

انواع مجازی سازی سرور

1. مجازی سازی کامل

تکنولوژی مجازی سازی کامل یا Full Virtualization امکان مدیریت همزمان سیستم عامل های متنوع در یک سرور فیزیکی فراهم است و بدون اعمال تغییرات و تنظیمات Modify؛ محیط سخت افزار برای محیط نرم افزاری با برنامه و سیستم عامل های های در حال اجرا، شبیه سازی می شود.

مجازی سازی کامل برای مدیران مزایای قابل توجهی دارد؛ زیرا با تهیه یک سرور و نصب سیستم عامل های متنوع بر روی آن علاوه بر صرفه جویی در هزینه خرید سرور جدید؛ در فضای نگهداری برای چندین سرور نیز تاثیر مناسبی داشته است.

2. مجازی سازی تقلیدی

در مجازی سازی تقلیدی یا Emulation Virtualization محیط سخت افزاری برای ماشین مجازی های مستقل شبیه سازی می شود و نیازی به اعمال تنظیمات و اصلاح برای مدیریت و ساخت ماشین مجازی نیست.

3. مجازی سازی ناقص

در مجازی سازی ناقص یا Para Virtualization عمل شبیه سازی سخت افزار اتفاق نمی افتد زیرا نرم افزار بدون نیاز به شبیه سازی سخت افزار به صورت مجزا اجرا می شود ولی لازم است که در سیستم عامل مهمان تغییرات اعمال کنیم.برنامه های مهمان نیز مانند سیستم عامل در محیطی جداگانه گویی در سیستم عاملی مجزا اجرا می شوند و نیازی به شبیه سازی سخت افزاری ندارند.

تکنولوژی مجازی سازی ناقص در سیستم عامل های منبع باز کاربرد دارد و با ارائه Interface نرم افزاری به ماشین های مجازی به فعالیت می پردازد و در این حالت ماشین های مجازی از وجود و میزان منابعی مورد استفاده یکدیگر مطلع هستند.

مزایا مجازی سازی سرور

• یکی از برجسته ترین مزایا مجازی سازی سرور؛ صرفه جویی در هزینه در خرید سرور جداگانه برای استفاده از سرورهای مختلف با سیستم عامل های متفاوت و منابع مجزا و مورد نیاز است که مجازی سازی به راحتی به این نیاز شما بدون صرف هزینه مازاد پاسخ می دهد.
• به کمک تکنولوژی مجازی سازی از نهایت ظرفیت منابع سرور استفاده ای بهینه خواهید کرد و منابعی هدر نمی رود؛ همچنین از دیگر مزیت این تکنولوژی آسانی در نگهداری و تعمیر سرور است؛ به دلیل تقسیم سرور و مستقل بودن هر بخش بدون بروز مشکل و تأثیر بر کارایی دیگر بخش ها و سیستم عامل های مجازی سازی شده به راحتی قادر به بررسی و تعمیرات لازم خواهیم بود.

• مجازی سازی سیستم عامل

مفهوم مجازی سازی در این بخش نیز به نوعی نصب و استفاده از چندین سیستم عامل ها در یک سیستم بصورت همزمان میباشد، قطعاً هر سیستم عاملی قصد دارد از تمامی ویژگی های سیستم استفاده نماید که در اینصورت نیز، قادر نخواهید بود هر دو سیستم عامل را در آن واحد اجرا کنید و استفاده نمائید؛ با برنامه های مجازی سازی در سیستم عامل ها، میتوانید نرم افزاری که در لینوکس اجرا میشود را در سیستم عامل ویندوز نیز اجرا کنید و از آن استفاده نمائید!

برای مثال: Docker، با اجرای برنامه مجازی سازی داکر میتوانید هر نرم افزار را بصورت یک ایمیج پایه نصب کنید و سپس با ایمیج ساخته شده نیز قادر خواهید بود تا نمونه های دلخواه از ایمیج را نیز اجرا کنید؛ بدون نیاز به سیستم عامل های مجزا و هسته مستقل، دقیقاً برخلاف تکنولوژی Hypervisor!

•  مجازی سازی سخت افزار

برخلاف مجازی سازی سیستم عامل، ایزوله کردن چند سیستم عامل جهت اجرای همزمان در سخت افزار سیستم را مجازی سازی سخت افزار مینامند که باعث میشود واسطه ای نیاز نباشد تا سیستم عامل ها را بصورت همزمان از طریق داکر یا Vmware اجرا نمائید!

شاید بیشتر اوقات مجازی سازی را به نوعی متوجه شده بودید که فقط با استفاده از نرم افزار های جانبی بوده است؛ اما در این میان با گسترش فناوری مجازی سازی سخت افزار قادر خواهید بود تا برنامه ها و عوامل مختلفی را در هر نوع سیستم عامل بصورت همزمان و در عین حال استفاده از منابع بصورت مدیریت شده را استفاده نمائید!!

• مجازی سازی برنامه ها

Remote Access! دقیقاً مشابه با سرور مجازی عمل میکند اما تفاوت های خاصی که دارد باعث میشود تا تنها بتوانید برای یک برنامه از سرور استفاده نمائید و تمام تمرکز سرور در استفاده از منابع را به سمت برنامه مورد نظر جهت راه اندازی و اجرای سریعتر و بهتر جلب کند! مجازی سازی برنامه میتواند کاربرد هایی همچون: مدیریت برنامه های سازمانی با روش های سنتی را دور بزند و از شیوه های نوین تری استفاده نماید، همچنین؛ شما قادر خواهید بود تا فقط با یکبار نصب نرم افزار، افراد متعددی در سرور از آن استفاده نمایند!

• مجازی سازی در شبکه

مجازی سازی شبکه در حالت کلی به فرآیندی نامیده میشود که در آن مقادیری همچون Firewall، DNS، Cashing و مواردی از این قبیل…؛ قابل تنظیم و تغییر میباشند، در بیانی کاملاً ساده: همان ویژگی های موجود در دستگاه های میکروتیک یا سیسکو که شبکه را در حالت پایدار تر و سریعتر به سیستم متصل میکنند.

در این میان، نوع جدیدی از فناوری مجازی سازی شبکه تحت عنوان سرور مجازی میکروتیک ارائه شده است که بدون نیاز به دستگاه هایی همچون میکروتیک یا سیسکو بصورت فیزیکی، همان امکانات را  تحت شبکه ای پایدار و بصورت پایدار به سیستم شما خواهند داد.

مزایا مجازی سازی شبکه

• با اجرا مجازی سازی در یک شبکه و تقسیم آن به قسمت های مختلف، مهم ترین منفعتی که میبریم این است که هزینه های مختلفی از جمله هزینه خنک کننده ها، تامین برق، هزینه نگهداری سخت افزار و سایر موارد در جیبمان می ماند؛ زیرا نیازی به خرید و راه اندازی سخت افزار مجزا نخواهیم داشت.
• در صورت بروز اختلال و مشکل در شبکه به دلیل تقسیم آن به بخش های متعدد به راحتی می توانیم مشکل را بیابیم و بدون قطعی و اختلال در عملکرد سایر قسمت های مجازی به سرعت آن را بر طرف نماییم.
• امنیت که یکی از فاکتور های اساسی در هر زمینه می باشد به لطف مجازی سازی در شبکه هر ماشین مجازی به صورت مستقل و مجزا از دیگران نگهداری می شود که این امر در تامین امنیت شبکه بی تاثیر نیست؛ بنابراین  حتی در صورت بروز اختلال در شبکه؛ امنیت سایر ماشین های مجازی موجود در شبکه تهدید نخواهند شد.

• مجازی سازی دسکتاپ

این نوع از مجازی سازی، میتواند کاربرد های خاصی را داشته باشد؛ برای مثال: فرض کنید سیستم شما قادر به اجرای نرم افزار خاصی نمیباشد، یعنی منابع مورد نیاز جهت اجرای نرم افزار مورد نظر را نداشته باشید، در این هنگام مجازی سازی دسکتاپ با ارائه منابع مورد نیاز بصورت مجازی، به شما کمک میکند تا قادر باشید نرم افزار یا سرویس مورد نظر را با کیفیتی در حد متوسط اجرا نمائید و دسترسی لازم را داشته باشید؛

در حقیقت بجای استفاده از سیستم شخصی خود، با سرور مجازی نرم افزار مورد نظر را اجرا نمائید؛ میتوان گفت تعریفی دیگر از سرور مجازی میباشد.

تأثیر مثبت مجازی سازی دسکتاپ

البته که تکنولوژی کارآمد مجازی سازی کار را برای استفاده های مختلف بسیار راحت تر نموده است چرا که طبیعی است؛ نگهداری، بروز رسانی، رفع مشکل در صورت نیاز در چندین دسکتاپ مجزا با سیستم عامل های مختلف کاری دشوار و زمان برخواهد بود اما با کمک مجازی سازی  قادر به ارائه چندین دسکتاپ متفاوت از روی یک سخت افزار اصلی بر روی سرور مرکزی خواهید بود به طوری که هریک مستقل از یکدیگر مشغول به انجام عملیات متفاوت باشند.

نکته: به منظور دسترسی به مجازی ساز های تحت سرور مورد نیاز؛ میتوانید از طریق لینک روبرو به: صفحه خرید سرور مجازی از آسام سرور دسترسی داشته باشید و موارد مورد نیاز را مورد بررسی قرار دهید؛ همچنین جهت دسترسی به مجازی ساز شبکه میتوانید از طریق لینک روبرو به: صفحه خرید سرور مجازی میکروتیک از آسام سرور مراجعه نمائید و بررسی های لازم را در این خصوص داشته باشید❗

• 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 نظیر:

• کاهش هزینه
• انعطاف پذیری بالا
• کاهش کابل کشی

• 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 Unstructuredو 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 یا 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.

توجه: می توانید برای آشنایی بیشتر با بحث داده کاوی مقاله داده کاوی یا Data Mining چیست را مورد بررسی قرار دهید.

مزایای استفاده از تکنولوژی مجازی سازی

مجازی سازی در واقع نیاز های سیستم شما از هر لحاظ را به منابع مورد نیاز برطرف میسازد و کمک میکند تا قادر به اجرای نرم افزار مورد نظر باشید و بتوانید ارتباط با کیفیت تری تحت شبکه را تجربه نمائید، در ادامه نیز به برخی از مزایای موجود اشاره خواهیم داشت:

1. برطرف کردن هزینه های اضافی جهت تهیه قطعات فیزیکی سیستم
2. قابلیت آزمایش و بررسی نرم افزار های مورد نیاز تحت سرور های پرسرعت
3. قابلیت بازیابی و دسترسی به اطلاعات از دست رفته
4. سطح دسترسی بالا و سریعتر به نرم افزار ها و سرویس های مورد نیاز
5.  امنیت بالا در هنگام کار با ماشین های مجازی
6. ایزوله سازی برنامه های کاربردی

هایپروایزر چیست؟

محال است درتکنولوژی مجازی سازی؛ نرم افزار هایپروایزر (Hypervise) به گوش نخورد؛ 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 نمیشود 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. از بهترین نمونه های هایپروایزر عبارت اند از:

• ESXi
• مایکروسافت Hyper V
• VMware vSphere

در حقیقت ما با مجازی سازی هزینه مازاد را نخواهیم داشت و در مقابل کارایی و عملکرد بهتری داریم.

تفاوت مجازی سازی سرور با مجازی سازی دسکتاپ

در حالت عادی، تعریف مجازی سازی سرور با مجازی سازی دسکتاپ میتوانند یکسان باشد اما هر یک کاربرد های متفاوت و خاص خود را خواهند داشت؛ مجازی سازی دسکتاپ زمانی مورد نیاز واقع میشود که قصد داشته باشید نرم افزاری را بصورت 24 ساعته استفاده نمائید و یا پیش نیاز سخت افزاری خاصی جهت اجرای برنامه مورد نظر نیاز داشته باشید، البته در این نوع مجازی سازی، چندین کاربر همزمان میتوانند به یک سیستم متصل شوند، یعنی فقط تصویر را داشته باشند و یک ادمین دسترسی به تغییرات موجود در سرور را داشته باشد.

در مقابل، سرور مجازی میتواند مجازی سازی را به نوعی دیگر برای ما تعریف نماید، سرور مجازی با مجازی سازی سرور های موجود در دیتاسنتر، از طریق سرویس هایی چون Hyper-V یا KVM؛ به ما این امکان را میدهد تا بتوانیم از ویژگی های خاص سخت افزاری و منابعی برخوردار شویم تا وب سایت خود را ایجاد نمائیم و یا حتی به عنوان دیتابیس سرور و یا اپلیکیشن سرور مورد استفاده قرار دهیم.

امنیت سرویس مجازی سازی

1. امنیت سرور و اطلاعات آن
2. امنیت سیستم اصلی شما

از جمله موارد اصلی که باید همیشه در مجازی سازی سرور ها رعایت نمائید، بروزرسانی و آپدیت کردن هر چند یکبار سرور میباشد، در حالت کلی، باگ ها در سرور؛ به نوعی لایه های نفوذی برای ورود به سرور نامیده شوند و میتوانند به سرور شما نفوذ داشته باشند؛ از جمله مواردی که میتوان از لحاظ امنیت بالا در سرور ها به آن اشاره نمود، سرور های لینوکس خواهند بود؛ امنیت سرور های لینوکس با توجه به عدم وجود بخش گرافیکی و لایه ها و کد های زیاد، میتواند بیشتر از انواع سرور های مجازی دیگر باشد.

مورد اصلی دیگر در خصوص حفظ امنیت سرور، تهیه نسخه پشتیبان خواهد بود؛ زمانی که فایل بک آپ از سرور خود داشته باشید یا حتی فایل بک آپ از مجازی ساز های نصب شده در سیستم خود را داشته باشید، حتی با ویروسی شدن سیستم نیز میتوانید به فایلهای اصلی اجرایی در سرور و یا مجازی ساز های خود دسترسی داشته باشید؛ به همین منظور اگر قصد دارید از سرور خود نسخه پشتیبان داشته باشید، میتوانید مقاله ای تحت عنوان: نحوه پشتیبان گیری از سرور های ویندوز و لینوکس را نیز مورد مطالعه و بررسی قرار دهید❗

محبوب ترین نرم افزار های مجازی سازی

شرکت های متعددی سعی بر ارائه نرم افزار های مجازی سازی برای افراد مبتدی  و بدون دانش تخصصی داشتند اما از بهترین آن ها  می توان به شرکت مایکروسافت، نرم افزارHyper V اشاره کرد.نرم افزار هایپر وی  با ویژگی های جذاب خود در دل کاربران جا باز کرده است؛ نمونه هایی از ویژگی های آن به شرح زیر است:

• امکان فراهم سازی مجازی سازی تو در تو برای سرور ها
• قابلیت پشتیبان گیری خودکار از اطلاعات موجو در ماشین های مجازی
• تامین امنیت با قابلیت Windows Active Directory در ماشین های مجازی هایپر وی

نرم‌افزار VMware یکی دیگر از بهترین نرم افزار مجازی سازی با عملکردی بسیار خوب در ایجاد ماشین های مجازی است که بدون نیاز به تخصص به راحتی می توانید با سیستم عامل ها وسخت افزار های مختلف؛ ماشین های مجازی های مستقل ایجاد کنید و از ممتاز ترین کاربرد آن امکان نصب و بررسی انواع سیستم عامل های ویندوز و لینوکس می باشد.

اگر بخواهیم شما را در دو زمینه پایگاه داده و دسکتاپ با انواع نرم افزار های مجازی سازی آشنا کنیم؛ موارد زیر را در نظر داشته باشید.

نمونه هایی از نرم افزار های مجازی سازی سرور در مرکز داده:

• VMware vSphere
• Microsoft Hyper-V
• Citrix XenServer
• Linux KVM
• Oracle VM Server
• Virtuozzo
• Proxmox VE
• Red Hat Virtualization

نمونه هایی از نرم افزار های مجازی سازی سرور دسکتاپ:

• VirtualBox
• Parallels
• QEMU
• bhyve

کلام آخر

مجازی سازی در حالت کلی میتواند ویژگی های خاصی مانند: دسترسی به منابع اختصاصی جهت اجرای نرم افزار ها یا ایجاد وب سایت ها و آموزش تحت شبکه های مجازی و … را در دسترس ما قرار دهد؛ نکته قابل توجه در خصوص مجازی سازی این است که میتوانند اطلاعات یا پردازش نرم افزار های اجرا شده را در هر زمان بصورت 24 ساعته نگهدارند! اگر در هر بخشی از این مقاله به سوال یا مشکل خاصی برخورد کرده باشید، میتوانید از طریق بخش نظرات، با ما در ارتباط باشید و دیدگاه خود را نیز بنویسید؛ تشکر از همراهی و حسن انتخاب شما.