مجازی سازی سرور | Server Virtualization

مجازی سازی سرور یا Server Virtualization از تکنولوژی های نوپا درشبکه و دیتاسنترها بشمار میرود. البته چند سالی هست که از این تکنولوژی در دیتاسنترها و مراکز داده سازمانها و شرکتها استفاده میشود ولی با توجه به پیچیده بودن پیاده سازی قابلیتهای پیشرفته مجازی سازی و حساس بودن بستر مجازی سازی ( بدلیل قرارگرفتن تعداد زیادی ماشین مجازی روی یک سرور ) لزوم استفاده از کارشناسان متخصص دراین حوزه جهت پیاده سازی استاندارد زیرساخت مربوط به مجازی سازی اجتناب ناپذیر است. این مهم بخصوص در مواردی که سرویس های مهمی مانند اکتیودایرکتوری، انواع دیتابیس، میل سرور، وب سرور، اتوماسیون اداری و انواع ماشین های مجازی در حال سرویس دادن به کاربران است نمود پیدا کرده و اختلال ثانیه ای این سرویس ها برای سازمانها، موسسات و شرکتها خطر بزرگی محسوب میشود.

مجازی سازی سرور چیست

مجازی سازی سرور یکی از انواع مجازی سازی (virtualization) در دیتاسنترها بشمار میرود و به جرات میتوان گفت تمام دیتاسنترهای مدرن و امروزی از این تکنولوژی در بستر شبکه خود استفاده میکنند زیرا صرفه اقتصادی داشته هزینه های سازمان را کاهش میدهد، مدیریت شبکه را راحت تر کرده و قابلیتهای خوبی به مدیر شبکه در زمینه توسعه و بسط شبکه اعطا میکند. مجازی سازی سرور این امکان را به ما میدهد که چندین سیستم عامل (انواع ویندوز، لینوکس و ...) بتوانند درکنار هم و بصورت ایزوله از هم ( مانند چند سرور فیزیکی جدا ) روی یک سرور فیزیکی نصب شوند و به فعالیت بپردازند. در این حالت هدررفت منابع پردازشی سرور فیزیکی بسیار کمتر خواهد بود و ما قادر خواهیم بود چندین سیستم عامل مختلف و سرویسهای مختلف را همزمان روی یک سرور فیزیکی در آن واحد اجرا کنیم.

در ساختار مجازی سازی لایه ای بنام هایپروایزر  (hypervisor) مابین ماشین های مجازی و سرور فیزیکی قرار گرفته و نحوه تخصیص منابع پردازشی ( سی پی یو ، رم ، شبکه، فضای ذخیره سازی دیسک ) به ماشین های مجازی را مدیریت میکند و به عنوان واسط و کنترلر لایه میانی  عمل کرده و وظیفه به اشتراک گذاری منابع سخت افزاری میزبان با ماشین های مجازی را بعهده دارد. در  vmware این هایپروایزر ESXi نام دارد که آخرین ورژن آن در حال حاضر  ESXi8 می باشد. در شکل زیر سرورهای فیزیکی مشاهده میشود که روی هر کدام از سرورها یک لایه واسط مدیریتی به نام VMware ESXi نصب شده است و روی این لایه که هایپروایزر نام دارد تعدادی virtual machine  یا ماشین مجازی وجود دارد.  هر ماشین مجازی یک سیستم عامل دلخواه ( ویندوز ، لینوکس ، مکینتاش و ... ) به همراه برنامه ها و تنظیمات مختلف میباشد که منابع پردازشی خود را از سرور فیزکی که همان هاست ESXi میباشد دریافت میکنند.

 

مجازی سازی سرور چیست

 

اجرای چندین سرور مختلف با سیستم عامل های مختلف روی یک سرور فیزیکی

 


 

انواع نرم افزارهای مجازی سازی

در دنیای مجازی سازی مدعیان زیادی اقدام به طراحی و تولید نرم افزار و راهکارهای مجازی سازی نموده اند که بدون شک محبوبترین آنها شرکت VMware میباشد. شرکت vmware در تولید و ارائه راهکارهای مربوط به مجازی سازی و کلود یا رایانش ابری همیشه پیشرو بوده است و محصولات آن در اکثر مراکز داده و شرکتها و سازمانها نصب و درحال استفاده است. لیست زیر محصولات شرکتهای مختلف که راهکارهای خود را در زمینه  تکنولوژی های مربوط به مجازی سازی تولید و ارائه کرده اند را نشان میدهد :

  • مایکروسافت Hyper-V
  • KVM  یا Kernel-based Virtual Machine راهکار اپن سورس بوده که روی نسخه های مختلف لینوکس نصب شده و سرور فیزیکی را به هایپروایزر تبدیل میکند.
  • RHV یا یا Red Hat Virtualization محصول مجازی سازی پیشرفته شرکت ردهت بوده که بر پایه لینوکس و هایپروایزر KVM بنا شده است.
  • Proxmox VE :  راهکار اپن سورس مجازی سازی بر پایه QEMU/KVM و پشتیبانی از کانتینرهای LXC با قابلیت های کلاسترینگ، انتقال ماشین مجازی روشن و پشتیبانی از متد ذخیره سازی Ceph
  • محصول شرکت سیتریکس XenServer 
  • محصول مجازی سازی شرکت VMware  بنام vSphere

انواع محصولات مجازی سازی

 


 

مجازی سازی سرور با Citrix

یکی دیگر از محصولات پرقدرت مجازی سازی سرور ، XenServer بوده که محصول شرکت سیتریکس میباشد و بر پایه هایپروایزر Xen  کار میکند. XenServer  یا به اختصار Xen  یک محصول اپن سورس و رایگان بوده و بسیار قابل اعتماد و پایدار میباشد.این محصول قابلیتهای پیشرفته مجازی سازی برای دیتاسنترهای امروزی را دارا بوده ولی همچنان از vmware که لیدر صنعت مجازی سازی بوده عقب میباشد.از قابلیتهای هایپروایزر سیتریکس میتوان به موارد زیر اشاره کرد : 

  • XenMotion که برای جابجایی ماشین مجازی بصورت live به سرور دیگر بکار میرود.
  • قابلیت Live Storage Migration برای جابجایی دیسک ماشین مجازی به یک دیتااستور دیگر
  • قابلیت high availability مشابه HA در vmware
  • قابلیت  memory overcommit برای استفاده اشتراکی از حافظه رم بین ماشین های مجازی
  • قابلیت site-to-site disaster recovery مشابه SRM  در vmware که برای ریکاورکردن ماشین های مجازی در مواقع بحران استفاده میشود.
  • قابلیت استفاده از vGPU برای ماشین های مجازی
  • قابلیت USB Pass-Through برای اتصال فلش usb به ماشین های مجازی

 


 

مجازی سازی سرور با VMware 

محصول VMware vSphere نرم افزار و راهکار مجازی سازی سرور شرکت vmware محسوب میشود. هسته اصلی این محصول VMware ESXi میباشد که روی سرورهای فیزیکی موجود در دیتاسنتر نصب شده و ماشین های مجازی روی این hypervisor نصب شده و بالا می آیند. این هایپروایزر از نوع bare-metal بوده به این معنا که مانند vmware workstation وابستگی به سیستم عامل میزبان برای نصب ندارد و ESXi مستقیما روی سرور نصب میگردد. انواع سیستم عامل ها و پلتفرم ها ( ویندوز ، مکینتاش ، لینوکس ، یونیکس و ... ) میتواند بصورت ماشین مجازی یا به اصطلاح vm روی سرور ESXi  نصب و راه اندازی گردند بدون اینکه اختلالی در کار یکدیگر ایجاد کنند. ایجاد کلاسترینگ در شبکه بوسیله هایپروایزر ESXi بوسیله مجموعه ابزارهای موجود در نرم افزار VMware vSphere بسادگی ایجاد میشود و در صورت بروز مشکل در سرورهای فیزیکی دیتاسنتر، سرویس ها و ماشین ها مجازی بدون قطعی و down time و یا با حداقل قطعی بکار خود ادامه خواهند داد. آخرین ورژن ESXi در حال حاضر 8 بوده و نسبت به نسخه قبلی خود یعنی 7 بهبودها و پیشرفتهای خوبی داشته است. نکته ای که باید ذکر شود نصب  ESXi به تنهایی بستر مجازی سازی را تکمیل نکرده و لازم است از دیگر ابزارهای موجود در محصول vSphere استفاده نمود. نرم افزار VMware vCenter دیگر کامپوننت کاربردی و مدیریتی در مجموعه نرم افزاری vSphere بوده که خیلی از قابلیتهای پیشرفته یک دیتاسنتر واقعی با نصب و تنظیم این محصول میسر شده و قابلیتهای قدرتمندی را به بستر مجازی ما اضافه میکند. از جدیدترین قابلیتهای محصول vSphere  نسخه 8 به موارد زیر میتوان اشاره نمود:

  • پشتیبانی از DPU یا vSphere Distributed Services Engine برای افزایش کارایی سرور
  • پشتیبانی از Tanzu Kubernetes
  • پشتیبانی از DRS پیشرفته      
  • پشتیبانی از Session time out و حذف پشتیبانی از  TLS1.0 و TLS1.1
  • پشتیبانی از هشت vGPU به ازای هر ماشین مجازی
  • توانایی مدیریت 10000 ماشین مجازی در هر کلاستر
  • قابلیت های بیشتر در Lifecycle Management جهت آپدیت و بروزرسانی زیرساخت vSphere
  • قابلیت Enhanced Recovery of vCenter
  • پشتیبانی از سخت افزارهای جدید با معرفی Virtual Hardware ورژن 20

 


 

مجازی سازی با مایکروسافت Hyper-V

مایکروسافت هایپروی (Microsoft Hyper-V) محصول مجازی سازی سرور شرکت مایکروسافت برای اولین بار در ویندوز سرور 2008 نسخه R2 معرفی شد. در نسخه های ابتدایی کمی این نرم افزار ضعیف بود ولی با معرفی قابلیتهای پیشرفته تر در آن مانند Live Migration وارد رقابت با دیگر محصولات مجازی سازی گردید. قابلیت Live Migration امکان انتقال و مهاجرت یک ماشین مجازی از یک سرور به سرور دیگر بدون خاموش شدن یا قطع شدن ماشین مربوطه را میدهد.  Hyper-V از طریق نصب رل مربوطه در ویندوز سرور نصب میگردد و از دو طریق پاورشل مایکروسافت و کنسول گرافیکی Hyper-V Manager قابل مدیریت و پیکره بندی میباشد. از دیگر قابلیتهای هایپروی میتوان به توانایی ایجاد snapshot از ماشین های مجازی، اختصاص حافظه رم بصورت پویا به ماشین مجازی، وجود نسخه مشابه از Hyper-V در ویندوز 8 به بعد، محیط کاربری آسان، مدیریت بستر مجازی سازی با Powershell و معرفی فرمت ذخیره سازی جدید VHDX اشاره کرد. جدیدترین ورژن مجازی سازی هایپروی، Hyper-V 2022  بوده که قابلیتهای بیشتری به نسخه های قبلی خود بهمراه دارد مانند:

  • قابلیت Nested Vvirtualization یا مجازی سازی تودرتو برای پردازنده های AMD
  • بهینه سازی Virtual Switch درکاهش بار روی پردازنده و افزایش بازدهی سرور
  • معرفی Task Scheduler در اتوماتیک سازی فرایندهای تعریف شده توسط مدیر شبکه
  • معرفی Hyper-V Manager در نسخه Core از ویندوز سرور برای مدیریت ماشین های مجازی
  • توسعه دستور Sconfig در پاورشل و توانایی استفاده از اسکریپتها
  • پشتیبانی از VXLAN

مجازی سازی با هایپروی

خلاصه قابلیت های هایپروی مایکروسافت

 


 

مجازی سازی در لینوکس ( KVM )

KVM یا Kernel-Based Virtual Machine (مجازی ساز سطح کرنل ) پیاده سازی مجازی سازی با سیستم عامل لینوکس را ممکن میکند و در حقیقت هسته لینوکس را تبدیل به یک نوع هایپروایزر به نام KVM  میکند. KVM توسط شرکت Redhat توسعه پیدا کرده است. نکته ای که در خصوص مجازی سازی با KVM  وجود دارد این است که در این محصول تمام منابع پردازشی که در اختیار کاربر داده میشود بصورت اختصاصی بوده و به کاربر دیگری اختصاص داده نخواهد شد به همین دلیل در KVM  فروش Overselling یا فروش افراطی را شاهد نخواهیم بود. مجازی ساز KVM یک محصول اپن سورس بوده و اولین بار در سال 2006 معرفی گردید. در مجازی سازی با KVM فرایند نصب و پیکره بندی پیچیده تر از مجازی سازهای دیگر بوده و تسلط به سیستم عامل لینوکس از پیشنیازهای آن میباشد. از معایب KVM نبود محیط گرافیکی برای مدیریت سرورهای مجازی است که با آمدن پنلهای مدیریتی مانند virtualizor مشکل حل شده است.

از قابلتیهای نرم افزار مجازی سازی KVM میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

  • بهره گیری از SELinux و sVirt برای بالابردن امنیت و بحث isolation بین ماشین های مجازی
  • پشتیبانی از live migration یا انتقال ماشین مجازی از یک هاست یه یک هاست دیگر
  • پشتیبانی از استفاده از منابع پردازشی سیستم بصورت Overcommitting
  • پشتیبانی از KSM یا Kernel Same-page Merging برای حذف صفحات حافظه تکراری و کاهش حافظه مصرفی

با این مقدمه خاطرنشان میشود که سیسکو پردازش بار سنگین طراحی ، پیاده سازی و مانیتورینگ سرویس مجازی سازی شما را به عهده گرفته و خاطر شما را آسوده میکند.

خدمات مجازی سازی سرور با VMware  را با سیسکو پردازش تجربه کنید

    

مقالات مجازی سازی سرور
مهدی

مکانیزم ATS در دیتا استور در ساختار مجازی سازی

 فایل سیستم vmfs فایل سیستم ذخیره سازی در vmware میباشد یعنی دیتا استورها یا فضای ذخیره سازی که به lun نیز معروف هستند با این فایل سیستم پارتیشن بندی میشوند و دیسک های مجازی ماشین های مجازی یا vmdk ها روی این ساختار ذخیره میشوند. درواقع این فایل سیستم مخصوص ساختار کلاسترینگ طراحی شده است که همزمان چندین سرور به آن دسترسی دارند و روی آن عملیات read,write انجام میدهد. در این فایل سیستم مکانیزمی بنام on-disk-locking طراحی شده تا بوسیله آن مطمئن شویم متادیتا و فایلهای ساختار vmfs تغییر نکرده و یا بعبارت دیگر consistency دیتاها حفظ میشود.

دیتا استور vmfs

دیتا استور vmfs

 

حال فرض کنید یک تغییری در متادیتای فایلها در این ساختار در حال رخ دادن است. (روشن خاموش شدن vm، ایجاد یک vm از روی template، عملیاتvmotion و ... ) بوسیله مکانیزم ATS (Atomic Test & Set) محدوده مربوط به متادیتای مربوطه در زمان آپدیت آن، lock  میشود و هاست های دیگر توانایی تغییر آن متادیتا را  در آن واحد ندارند. با این عمل هم یکپارچگی دیتای آن فایل در ساختار vmfs  تضمین میشود. ضمنا ATS  طوری عمل میکند و که فقط سکتورهای محدوده فایل مربوطه  lock  میشود و کل lun قفل نمیشود در صورتی که در تکنولوژی قدیمی تر از ATS که scsi reservation  نام دارد کل lun مدت کوتاهی lock میشود که همین موضوع روی کارایی تاثیبر منفی میگذارد. برای ATS اصطلاح hardware-assisted locking نیز اطلاق میگردد. عملکرد الگوریتم ATS در زیر نشان داده شده است:

عملکرد الگوریتم ATS

 

ATS یک کاربرد دیگر نیز در محیطهای کلاسترینگ در ساختار مجازی سازی دارد و آن اینست که هر هاست یا سرور esxi  برای اعلام زنده بودن خود روی ساختار vmfs منطقه مربوط به خود را که  heartbeat slot نام دارد را بصورت پریودیک آپدیت میکند. این محدوده معمولا یک سکتور است و در partition table مربوط به دیتا استور جای میگیرد. در حقیقت در فاصله های زمانی متوالی تعریف شده دستور ATS به این محدوده برای آپدیت ارسال میگردد. لازم به ذکر است قابلیت ATS بایستی توسط تجهیزات ذخیره سازی یا arraye موجود در شبکه پشتیبانی گردد که برای اطلاع از این موضوع بایستی در محیط کامند یکی از سرورهای esxi دستور زیر اجرا گردد تا نتیجه را نمایش دهد:   esxcli storage core device vaai status get

خروجی دستور به شکل زیر میباشد :

خروجی دستور esxcli

الگوریتم ATS این اجازه را بما نمیدهد که بتوانیم یک ماشین مجازی را روی چندین سرور روشن کنیم.

 

مطلب قبلی دستورات مفید و کاربردی در VMware ESXi
مطلب بعدی معرفی نسخه vSphere 7 توسط شرکت VMware
Print
4248 رتبه بندی این مطلب:
4.8

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x