ورود به حساب کاربری

نام کاربری *
رمز عبور *
مرا به خاطر بسپار.

بنیاد توسعه رایانش سریع و ابری

HPC and Cloud Computing Development Foundation

مجازی سازی چیست ؟

مجازی سازی

مجازی سازی یکی از تکنولوژی های نوظهور در دنیای IT  می باشد.

     دانش و تکنیکی که با استفاده از آن می توان بر بسیاری از موانع موجود در عرصه زیر ساختها (سخت افزاری و نرم افزاری) فائق آمد و راه را برای توسعه پایدار و به وجود آمدن شرایط مناسب یرای کسب و کار به بهترین نحو فراهم آورد.

     می توان به کمک این تکنولوژی اجزای فیزیکی(سخت افزار) یک رایانه را به کمک نرم افزار ،مورد استفاده تعدا بسیاری سیستم عامل قرار داد .تمامی سیستم عامل­های مورد نظر در یک لحظه و به صورت همزمان روشن  و قابل استفاده و در حال کار می­باشند.

مثال های از کاربردهای مجازی سازی:

1-کاربر عادی قصد استفاده از برنامه ای را دارد که فقط تحت سیستم عامل ویندوز XP  قابلیت اجرا شدن دارد . این کاربر یک Laptop  دارد که بر روی آن یک ویندوز 7 اوریجینال نصب است. در این شرایط کاربر می بایست از سیستم عامل اصلی که روی Laptop  خودش نصب شده است چشم پوشی کرده و آن را پاک کند و به جای آن یک ویندوز XP  نصب کند و یا اینکه از راهکارهای مجازی سازی استفاده کند در این صورت می تواند در کنار سیستم عامل خودش یعنی ویندوز 7 از ویندوز XP  هم استفاده کند که راه حل معقولانه تری به نظر می رسد

2- ممکن است بخواهیم در کنار سیستم عامل های خانواده ویندوز از سیستم عامهای دیگری مثل Linux و همچنین MAC  استفاده کنیم و نمیخواهیم ویندوز خود را پاک کنیم . در این شرایط نیز راهکارهای مجازی سازی می توانند به ما کمک کنند که داخل سیستم عامل فعلی خودمان ،سیستم عامل های دیگری داشته باشیم که همگی داخل سیستم عامل اصلی ما قابلیت اجرا و استفاده به صورت همزمان را داشته باشند.

3-  شما در حال آموختن شبکه و مفاهیم تخصصی آن می باشد در این صورت برای پیاده سازی تمرینات عملی خود نیاز به لابراتور و محیطی از کامپیوترهای متصل به هم در قالب شبکه داریم. در این حالت یک انتخاب به وجود آوردن محیط لابراتورهای فیزیکی از کامپیوترها می باشد. و راه حل دیگر استفاده از مجازی سازی است.که به ما امکان برپایی یک شبکه و لابراتو کامل را خواهد داد که میتوانیم تمام تمرینات عملی خود را داخل آن انجام دهیم

4- ممکن است بخواهیم برنامه جدیدی را نصب کرده ولی به دلیل اینکه ممکن است این برنامه مشکلاتی را به وجود بیاورد نمیخواهیم این کار را داخل سیستم عامل فعلی انجام دهیم.

در این شرایط یک راه این است که یک ویندوز دیگر در کنار ویندوز فعلی و در یک پارتیشن دیگر نصب کرده و برنامه را نصب و تست کنیم ولی این کار معقولانه نیست . ولی با مجازی سازی میتوانیم بدون آنکه نیاز باشد سیستم عامل جدیدی را در پارتیشن جدید نصب کنیم آن را داخل همین ویندوز فعلی نصب کرده و عملیات تست و بررسی نرم افزار مورد نظر را انجام دهیم. همچنین در این حالت نیازی به راه اندازی مجدد سیستم به صورت مکرر برای وارد شده به سیستم عامل دیگر نداریم.

5- ممکن است بخواهیم در سیستم عامل ویندوز تغییراتی صورت دهیم مثلا تغییر در رجیستری و سرویسها و .... در این شرایط بسیاری از افراد ممکن است به دلیل عدم تخصص کافی از انجام این کار صرف نظر کنند و ریسک انجام این کار نپذیرند.

ولی مجازی سازی این امکان را می دهد که تمامی موارد ذکر شده را در یک محیط مجزا و ایزوله انجام دهیم بدون آسیب زدن به ویندوز اصلی.

6- حتی ممکن است بخواهیم در هنگام متصل شدن به اینترنت از سیستم عامل دیگری به جای سیستم عامل اصلی خودمان استفاده کنیم.(بنابر دلایل امنیتی یا دلایل دیگر)

این موارد و مثلا ها جزء کاربردهای ابتدای مجازی سازی  می باشد و کاربران در تمامی سطوح دانش و کاری می توانند از مزایای آن استفاده کنند.

مجازی سازی میتواند کاربردهای بسیار زیادی در مقیاس های کاری کوچک و بزرگ و در سازمان ها و شرکت های مختلف داشته باشد و می تواند بسیاری از مشکلات و محدودیت های موجود را برطرف نماید.

اگر یک مدیر شبکه و متخصص شبکه هستید و می خواهید ابعاد و مقیاس شبکه سازمان را گسترش دهید ، نیاز به سرورهای بیشتری برای استفاده کاربران و کلاینتها خواهید داشت.

از این رو با مشکلات زیادی روبرو هستید.

لزوم استفاده از مجازی سازی

موارد و مشکلات را که مانع ارتقا و بهینه سازی است را می توان به دو صورت متفاوت مورد بررسی قرار داد:

1- مشکلات سخت افزاری(اعم از محیطی، مالی و....)

2- مشکلات نرم افزاری (اعم از نگه داری ، مدیریت و ....)

اگر مقیاس شبکه کوچک باشد تعداد سرورهای کمتری موجود می باشد و از سوی دیگر شبکه فوق بخواهد گسترش بیابد و ابعاد بزرگتری به خود بگیرد نیاز به اضافه شدن سرورها و تجهیزات پیرامون آن می باشد.

بررسی موارد و مشکلات سخت افزاری:

1- کمبود بودجه سازمان برای خرید تجهیزات جدید همانند کامپیوترهای سرور:

یکی از مشکلات همیشگی سازمان ها در همه جای دنیا در زمان گسترش ساختار شبکه کمبود بودجه برای خرید تجهیزات می باشد .در جایی که می بایست میلیون ها تومان هزینه برای خرید Server Pack  ها خرج شود ولی تنها از یک سیستم عامل بر روی آنها استفاده می شود که در این صورت شاید حتی از تمامی قدرت سرور فوق استفاده کامل نشده باشد .

همچنین تجهیزات دیگری هم هست که همراه خرید سرورهای جدیدتر باید استفاده گردد مانند:

Switch-Rack-Cable-Monitor-UPS-Cooling Device , ………

2- کمبود فضا در Server Rom :

در صورت تهیه سرورهای متعدد و پرداخت هزینه های خرید تجهیزات مرتبط آنان ، مشکل دیگر را می توان در کمبود فضا در اتاق های نگه داری از سرورها دانست چرا که می بایست سرورها و تجهیزات در اتاق و مکان استانداردی نگه داری شوند و این موضوع در بسیاری از موارد حل نشدنی به نظر می رسد.

3- مشکلات ناشی از کمبود تجهیزات خنک کنندگی و سرمایشی برای سرورها:

تجهیزات خنک کننده جزء احتیاجات لازم برای تجهیزات تازه خریداری شده می باشدکه تنها در صورت وجود فضای کافی و بودجه مناسب امکان استفاده از آنها میسر می باشد.

4- هزینه های مرتبط برای خرید تجهیزات UPS  :

یکی دیگر از مواردی که با اضافه کردن سرورهای جدید به شبکه  سازمان باید به آن توجه نمود ، خرید UPS  برای مواقعی است که انرژی برق دچار نوسان می شود. استفاده از UPS امکان محافظت از سرورها و سیستم عامل ها در مقابل صدمات فیزیکی و نرم افزاری را به وجود می آورد. پرداخت هزینه باری این مورد نیز غیر قابل اجتناب و ضروری است.

5- هزینه های بسیار بالای مصرف برق و انرژی : مصرف بالای انرژی توسط تجهیزات سخت افزاری اعم از سرور ها ،تجهیزات خنک کننده، و موارد دیگر باعث بالا رفتن هزینه های نگه داری و استفاده می گردد.

6- مشکلات نگه داری از سرور ها به واسطه تعدد بسیار زیاد آنها: با توجه به تعدد سرورها و احتمالا پراکندگی آنها در سرور روم های متفاوت سرکشی و بازرسی فیزیکی همگی آنها پروسه ای زمان گیر و مشکل زا می باشد . معمولا نیاز به تعداد بیستری متصدی و مدیر سیستم برای این کار می باشد

7- مشکلات وجود کلاینت کامپیوتر های قدیمی در شبکه و عدم امکان تعویض آنها : مشکل دیگر مربوط به وجود کلاینت کامپیوترهای قدیمی در شبکه می باشد . کامپیوترهای فوق به واسطه دارا بودن سخت افزار وسیستم عامل قدیمی در شبکه داری مشکلات بسیاری برای کار کردن با نرم افزارهای جدید می باشند.

  تعویص کامپیوترهای فوق هزینه های بسیاری را تحمیل سازمان می نماید و ازسوی دیگر استفاده از آنها باعث کند شدن و پایین آمدن راندمان کاری می شود. بنابراین باید دنبال راه حلی باشیم کم هزینه تر که کماکان از کامپیوتر های موجود استفاده کرده و در حین حال امکان استفاده از نرم افزار ها و سیستم عامل های جدید تر بر روی آنها نیز میسر گردد.

بررسی مشکلات نرم افزری :

1-                                     عدم استفاده بهینه از قدرت تمامی سخت افزارهای کامپیوتر های سرور و هدر رفتن منابع سیستم : با توجه به پسشرفت تکنولوژی و استفاده از سخت افزارهایی باقدرت پردازشی بالا(از قبیل هاردهای پرسرعت ، پردازنده ای چند هسته ای بسیار قدرتمند و ....) نصب واستفاده از تنها یک سیستم عامل بر روی یک سرور موجب هدررفتن امکانات و منابع آن سرور می گردد.

2-     عدم امکان به وجود آوردن تحمل خطا (Fault Tolerance)  در شبکه به واسطه کمبود تعداد کامپیوتر های سرور: چنانچه تعدا سرورها در شبکه کم باشد عملا امکان استفاده از سرورهای جدید به عنوان سرورهایی که می توانند Redundancy  یا افزونگی را به وجود آورند وجود نخواهد داشت. چرا که نیاز است سرورهای جدید برای مصارفی که از قبل برنامه ریزی شده اند استفاده گردند نه به عنوان سرورهایی برای به وجود آوردن تحمل خطا عدم امکان به وجود آوردن تقسیم بار (Load Balancing ) در شبکه: اگر در شبکه به اندازه مورد نیاز سرور موجود نباشد امکان به وجود آوردن تقسیم بار کاری وجود نخواهد داشت.

3-    پایین بودن سرعت بازگشت به نقطه کاری صحیح (به خاطر نصب طولانی سیستم عامل و تنظیمات مختص به آن) سرعت بازگشت و recovery در مواقع به وجود آمدن مشکلات نرم افزاری و سخت افزاری برای سرورها طولانی خواهد بود و این یعنی در دسترس نبودن شبکه و Down شدن آن و به وجود آمدن ضررهای مالی پیرامون آن  چنانچه در شبکه هر نوع مشکل غیر قابل پیش بینی از قبیل خرابی سرورها ، آتش سوزی و.. رخ دهد به واسطه تعداد زیاد سرورهای فیزیکی در سازمان Recovery  تمامی سیستم عامل های سرورها و تنظیمات آنها مشکل و بسیار وقت گیر خواهد بود.

5- مشکلات تهیه نسخه پشتیبان از سرورها:

به واسطه تعداد سرورها و پراکندگی آنها عملا پروسه مختص به Backup گیری از خود سرورها و اطلاعاتشان سخت و وقت گیر می شود و این امر به موجب نبود کنترل و مدیریت متمرکز بر روی سرورها می باشد.

6-عدم امکان برپایی محیطی به عنوان لابراتور برای تست و نصب نمودن برنامه ها قبل از اینکه در بستر اصلی شبکه اجرایی شوند.

7-زمانی که سرور به اندازه کافی در شبکه وجود نداشته باشد عملا امکان به وجود آوردن یک محیط آزمایشی برای تست نمودن برنامه ها و سناریو های کاری قبل از نصب نهایی وجود نخواهد داشت ، در واقع محیط ایزوله ای در شبکه برای انجام تست های مختلف وجود ندارد.

8-عدم امکان رسیدگی به مشکلات نرم افزاری سرورهای مختلف در بازه های زمانی کوتاه مدت:

با توجه به تعدا سرورهای موجود در شبکه،بررسی و سرکشی تمامی آنها پروسه ای زمان بر خواهد بود چرا که مدیریت متمرکز برای نظارت بر عملکرد سرورها وجود ندارد.

9-لزوم استفاده از Legacy Applications  (نرم افزارهای قدیمی)در شبکه:

چنانچه در شبکه از برنامه خاصی استفاده می کنیم که تنها امکان کار بر روی نسخه های قدیمی تر سیستم عامل را دارند و در شرایطی که می خواهید شبکه را ارتقاء دهید مشکل پیش روی ما برنامه های قدیمی و سیستم عامل قدیمی موجود می باشد.

10-عدم وجود لابراتور برای انجام تمرینات عملی شبکه :

در همه محیط های آموزشی و آزمایشگاهی مبنای آموزش مفاهیم شبکه با استفاده از لابراتور صورت می گیرد که به خودی خود بسیار مناسب است، ولی زمانی که دانشجو محیط فوق را ترک می نماید شاید تا نوبت آموزش بعدی امکان دسترسی به سایت و لابراتور آموزشی برای وی میسر نباشد.

 جمع بندی:

بر اساس موارد ذکر شده باید دنبال راه حلی بود که محدودیتهای موجود در تمامی زمینه های IT ، محیط های کاری و آزمایشگاهی برداشته شود ، انجام هر عمل و مشاهده نتیجه آن به سرعت میسر باشد و هیچ مشکلی از بابت خرابی و از دسترس خارج شدن کامپیوترها و شبکه برای افراد متخصص و کارشناس به وجود نیاید. و آن راه حل چیزی نیست جزء استفاده از تکنولوژی مجازی سازی در واقع مجازی سازی امکان استفاده از بهترین و کاملترین امکانات برای تمامی استفاده کنندگان را تضمین می کند.جلوگیری از مصرف بی رویه انرژی به واسطه افزایش تجهیزات در حوزه IT  ، امکان استفاده از کلاینت کامپیوتر های قدیمی بدون انجام تغییرات اساسی برروی آنهاو.... استفاده از این تکنولوژی دست ما را به عنوان یک متخصص یا دانشجو یا هر فردی که بخواهد در حوزه IT یا شبکه فعالیت کند باز کرده و تمامی محدودیت ها را برای ما از بین خواهد برد. با استفاده از مجازی سازی می توان هر محدودیتی را که تا کنون داشتید را برطرف نموده و هر آنچه تاکنون نداشتید را اکنون بدست آورید. همرا با این تکنولوژی امکان استفاده از هر تعداد سرور مجازی مورد نیاز در یک شبکه میسر می گردد.

امکانات بسیار زیاد برای نصب و پیکره بندی سرورهای فوق به راحتی هرچه تمام تر میسر است. دیگر خیال شما از به وجود آمدن مشکلات ناگهانی و خرابی های احتمالی سرورهایتان به طور کامل مرتفع می گردد. زمان از کار افتادن (Down) شدن شبکه به کمترین حد ممکن می رسد.  مشکلات کمبود بودجه برای خرید تجهیزات جدید، کمبود فضا برای نگهداری و توسعه، هزینه های بالای مصرف انرژی و استفاده از تجهیزات خنک کنندگی و بسیاری از موارد دیگر وجود نخواهد داشت. امکان تهیه آسان نسخه پشتیبان از داده ها و پیکره بندی های سرورها وسرویس های شبکه، مدیریت آسان و متمرکز سرورها ، امکان بازگشت به تنظیمات و پیکره بندی صحیح قبلی سرورها در کمترین زمان و .......

 

 

منبع : بخشی از پایان نامه آقای میثم دهجی زیر نظر دکتر امین نظارات