آشنایی با مجازی سازی شبکه یا Virtualization

مجازی سازی به معنای ساخت یک نسخه مجازی از یک شی است که این شی می‌تواند بخش‌های مختلف سخت‌افزاری و نرم‌افزاری باشد. تاریخچه مجازی سازی و اولین گام‌های پیدایش آن به سال ۱۹۶۰ میلادی بازمی‌گردد. این کار روی سیستم‌های X64 آغاز شد و هدف آن استفاده بهینه از ابررایانه‌ها برای کاهش هزینه‌ها بود.

در آن سال‌ها رایانه‌ها مانند اکنون ارزان نبود و تجهیز کردن آنها نیازمند هزینه بسیار زیادی بود. شرکت International Business Machines یا IBM و شرکت Mainframe جزو نخستین شرکت‌هایی بودند که برای این تکنولوژی پیش‌قدم شدند. خوب است بدانید پلتفرم مجازی سازی VMWare مشابه نسخه X64 همان تکنولوژی Mainframe است.در ادامه این مقاله از سایت دواپس ایران همراه ما باشید تا ضمن آشنایی با مجازی سازی شبکه یا Virtualization به چگونگی کار کردن آن بپردازیم.

مجازی سازی شبکه یا Virtualization چیست؟

استفاده از منابع سخت‌افزاری و سخت‌افزار (مانند حافظه، دیسک، پردازنده و کارت شبکه) در یک سیستم رایانه‌ای برای راه‌اندازی و استفاده بیش از یک سیستم‌عامل به طور هم‌زمان مجازی سازی یا Virtualization نام دارد. فناوری مجازی سازی امکان جلوگیری از هدر رفتن قدرت پردازشی گران‌قیمت را به مدیران داد. خوب است بدانید مجازی سازی یکی از پرطرف‌دارترین و مهم‌ترین تکنولوژی‌های روز دنیا است بنا به عقیده بسیاری از افراد علت پرطرف‌دار بودن تکنولوژی مجازی سازی کاهش و صرفه‌جویی در هزینه‌ها است.

معرفی شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات مجازی سازی شبکه

همان‌طور که می‌دانید شرکت‌های مختلفی در زمینه مجازی سازی فعالیت می‌کنند. این شرکت‌ها با ارائه انواع نرم‌افزارهای کاربردی و راهکار‌های مجازی سازی بازار رقابتی این حوزه را رهبری می‌کنند. از جمله شناخته‌شده‌ترین و معروف‌ترین شرکت‌های حوزه مجازی سازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Oracle
• VMWare
• KVM
• Citrix
• Microsoft
• CISCO
• redhat

انواع روش های مجازی سازی شبکه

مجازی سازی معمولاً به دو روش صورت می‌گیرد که در ادامه به آنها می‌پردازیم:

روش مجازی سازی	نحوه پیاده‌سازی	کاربرد اصلی	میزان منابع مصرفی	مناسب برای
Bare-metal hypervisor	مستقیماً روی سرور فیزیکی اجرا می‌شود	استفاده سازمانی و سروری	بالا و بهینه	سازمان‌ها و دیتاسنترها
Nested hypervisor	روی یک سیستم‌عامل دیگر اجرا می‌شود	آزمایش، آموزش و لابراتوار	کمتر	تست و تمرین

Bare-metal hypervisor

به نوع اول و حرفه‌ای مجازی سازی Bare-metal hypervisor می‌گویندBare-metal hypervisor مدل صحیح پیاده‌سازی مجازی سازی در سازمان‌ها است. این مدل شامل استفاده از یک سیستم‌عامل مخصوص مجازی سازی در سرور Host (فیزیکی) و در اختیار گرفتن منابع اصلی مانند دیسک، پردازنده و رم در سیستم میزبان و همچنین واگذاری و مدیریت منابع بین سیستم‌عامل‌هایی که به‌عنوان Guest (مهمان)نصب می‌شوند، می‌باشد. خوب است بدانید در Bare-metal hypervisor به سیستم‌عامل میزبان که وظیفه کنترل و تقسیم I/O و منابع اصلی سرور ابری بین سیستم‌عامل‌ها را دارد hypervisor می‌گویند.

Nested hypervisor

این روش مجازی سازی شبکه به شکل نرم‌افزار است و شما می‌توانید به‌منظور لابراتوار و تست آن را روی سیستم‌عامل خود پیاده‌سازی کنید. کاملاً مشخص است که مقدار منابع در اختیار hypervisor در این روش بسیار کمتر از حالت اول است. دلیل این امر آن است که سیستم منابع موردنیاز خود را اول برمی‌دارد و مقدار اضافه را به پلتفرم مجازی سازی می‌دهد. در مورد این نوع مجازی سازی به عبارت ساده‌تر می‌توان گفت که Nested hypervisor یک نرم‌افزار با نصب آسان است که با چند مرحله next روی سیستم‌عامل نصب می‌شود و مانند هر اپلیکیشن یا برنامه کاربردی دیگر روی سیستم‌عامل اولیه نصب می‌شود و امکان ایجاد ماشین مجازی یا سیستم‌عامل دیگری را در رایانه شخصی ما می‌دهد.

بیشتر بخوانید: انواع تجهیزات شبکه و سرور چیست؟

معرفی انواع مجازی سازی شبکه

مجازی سازی شبکه یا Virtualization خود انواع مختلفی دارد که هر کدام از آنها توضیحات طولانی دارد. شما برای آموزش و تمرین برای استفاده درست از آنها به ساعت‌ها زمان نیاز دارید. در ادامه این مقاله انواع مجازی سازی شبکه را نام می‌بریم:

• مجازی سازی دسکتاپ (Desktop virtualization)
• مجازی سازی فضای ذخیره‌سازی (Storage virtualization)
• مجازی سازی شبکه (Network virtualization)
• مجازی سازی داده‌ها (Data virtualization)
• مجازی سازی ابری (Cloud virtualization)
• مجازی سازی اپلیکیشن (Application virtualization)
• مجازی سازی مرکز داده (Data center virtualization)
• مجازی سازی لینوکس (Linux virtualization)

نوع مجازی سازی	توضیح کوتاه	نمونه کاربرد
Desktop Virtualization	ایجاد محیط دسکتاپ مجازی	دسترسی کاربران به دسکتاپ از راه دور
Storage Virtualization	یکپارچه‌سازی منابع ذخیره‌سازی	مدیریت متمرکز فضای ذخیره‌سازی
Network Virtualization	ایجاد شبکه‌های مجازی	تفکیک و مدیریت منابع شبکه
Data Virtualization	دسترسی یکپارچه به داده‌ها	مدیریت داده از منابع مختلف
Cloud Virtualization	ایجاد منابع مجازی در بستر ابری	سرویس‌های ابری
Application Virtualization	اجرای برنامه بدون نصب مستقیم	مدیریت متمرکز نرم‌افزارها
Data Center Virtualization	مجازی‌سازی منابع دیتاسنتر	بهینه‌سازی زیرساخت دیتاسنتر

مزایای مجازی سازی شبکه

دلایل مختلفی برای استفاده مردم از مجازی سازی برای محاسبات وجود دارد. علاوه بر این مجازی سازی شبکه توانایی اجرای سیستم‌عامل‌های مختلف را به مدیران ارائه می‌دهد. نکته مهم‌تر کاربرد مجازی سازی برای مدیران ارائه راهی برای تقسیم‌بندی یک سیستم بزرگ به بخش‌های کوچک‌تر است که به سرور اجازه می‌دهد که با کارایی بیشتری توسط تعداد کاربر مختلفی مورداستفاده قرار گیرد. امروزه شما می‌توانید تمام مزایا و کاربرد‌هایی که در ادامه مقاله به آنها می‌پردازیم را در سیستم‌های شخصی، رایانه‌های پیشرفته سازمانی و هاست‌های دیتایی قوی اعمال کنید. مزایای مجازی سازی شبکه به شرح زیر است:

• صرفه‌جویی و کاهش چشمگیر در زمان
• بالابردن امنیت اطلاعات و امنیت شبکه
• بالاتر رفتن پایداری سرور و شبکه آن
• دسترسی راحت به اطلاعات و اعمال تغییر در آن
• پایین آمدن احتمال خرابی و خطا در سیستم
• استفاده چند سیستم‌عامل به طور هم‌زمان و در نتیجه استفاده از ویژگی‌های خاص هر کدام
• استفاده کمتر از نیروهای انسانی و در نتیجه کاهش هزینه‌ها
• پشتیبانی بهتر اطلاعات
• بالابردن راندمان استفاده از سخت‌افزار‌های موجود در سیستم
• نگهداری آسان‌تر و ساده‌تر از دیتاها و اطلاعات
• آلودگی صوتی و حرارتی پایین‌تر
• افزایش پایداری شبکه و زیرساخت

قابلیت‌های منحصربه‌فرد مجازی سازی شبکه

در قسمت آخر مقاله مجازی سازی شبکه قصد داریم به قابلیت‌های منحصر‌به‌فرد مجازی سازی شبکه بپردازیم:

vMotion

vMotion عبارت است از قابلیت جابه‌جاکردن ماشین‌های مجازی به روی هاست‌های فیزیکی چه در حالت خاموش و چه در حالت روشن. با استفاده از قابلیت vMtion می‌توانید با جابه‌جاکردن ماشین‌های مجازی از دان تایم‌های احتمالی جلوگیری کنید.

Distributed Resource Scheduler

قابلیت Distributed Resource Scheduler یا DRS به تنظیم بار ماشین‌های مجازی و سرورها می‌پردازد. افزایش طول عمر سرورها با استفاده متوازن آنها و در دسترس قرار‌دادن برای ماشین‌های مجازی که به آنها نیاز دارند جزو مزیت‌ها و قابلیت‌های DRS به شمار می‌روند. علاوه بر این قابلیت DRS باعث می‌شود که ماشین بتواند با جابه‌جاشدن بین سرورهای فیزیکی منابع موردنیاز خود را که شامل رم و سی‌پی‌یو هستند، تأمین کند.

Fault Tolerance

Fault Tolerance یا FT یکی از قابلیت‌های منحصر‌به‌فرد مجازی سازی شبکه است که با استفاده از آن می‌توانیم تضمین کنیم زمانی که سرور فیزیکی دچار مشکل می‌شود سرویس‌های ماشین‌های مجازی آن بدون هیچ دان تایمی به کار خود ادامه دهند. به‌عبارت‌دیگر وقتی که هاست‌های فیزیکی دچار مشکل می‌شوند سرویس‌های ماشین‌های مجازی به کار خود ادامه می‌دهند و مشتری‌های سازمان متوجه مشکل سرورها نمی‌شوند.

High Availability

قابلیت High Availability یا HA آخرین قابلیت منحصربه‌فرد مجازی سازی شبکه است. در قابلیت HA وقتی که سرور فیزیکی دچار مشکل میشود ماشین‌های مجازی روی آن در زمان کمتر از چند ثانیه به‌صورت کاملاً اتوماتیک به سرور مجازی یا فیزیکی دیگری منتقل می‌شوند و سپس روشن شده و به کار خود ادامه می‌دهند. در بستر فیزیکی قابلیت High Availability تنها با کلاستر کردن نرم‌افزارها ممکن است و در بستر مجازی نیز فارغ از اینکه داخل ماشین مجازی چه سرویسی وجود دارد یک قابلیت در دسترس است. خوب است بدانید قابلیت High Availability یا HA برای بالا‌بردن SLA سازمان مفید است.

بیشتر بخوانید: سرور مجازی چیست؟

کلام آخر

در این مقاله از سایت دواپس ایران به مقوله مجازی سازی در پشتیبانی شبکه پرداختیم. همان‌طور که پیش‌ از این گفتیم مجازی سازی شبکه فناوری را توصیف می‌کند که در آن یک سیستم‌عامل مهمان، ذخیره‌سازی داده یا برنامه کاربردی از نرم‌افزار یا ساخت افزار زیربنایی واقعی انتزاع می‌شود. کاربرد مجازی سازی شبکه تنها به دیتا سنترهای عظیم و شرکت‌های بزرگ ختم نمی‌شود؛ بلکه با پیشرفت تکنولوژی و ورود فناوری به زندگی شخصی افراد حتی شرکت‌های در مسیر پیشرفت و کوچک نیز از آن استفاده می‌کنند.

سوالات متداول

آیا مجازی سازی روی عملکرد سرور تأثیر می‌گذارد؟

بله، در صورت مدیریت صحیح منابع، مجازی سازی می‌تواند عملکرد و بهره‌وری سرور را بهبود دهد.

برای مجازی سازی چه سخت‌افزاری مورد نیاز است؟

پردازنده قدرتمند، RAM کافی، فضای ذخیره‌سازی مناسب و کارت شبکه متناسب با حجم کار مورد نیاز است.

آیا می‌توان چند سیستم‌عامل را روی یک سرور اجرا کرد؟

بله، با استفاده از ماشین‌های مجازی می‌توان چند سیستم‌عامل را به‌صورت هم‌زمان روی یک سرور اجرا کرد.

آیا مجازی سازی برای کسب‌وکارهای کوچک هم مناسب است؟

بله، مجازی سازی می‌تواند با کاهش نیاز به سخت‌افزارهای متعدد، هزینه و پیچیدگی زیرساخت کسب‌وکارهای کوچک را کاهش دهد.

مهم‌ترین نکات امنیتی هنگام استفاده از ماشین‌های مجازی چیست؟

به‌روزرسانی منظم، کنترل دسترسی، جداسازی شبکه و تهیه نسخه پشتیبان از مهم‌ترین اقدامات امنیتی هستند.