مجازی سازی سرور چیست ؟ انواع، مزایا و اصطلاحات مجازی سازی

مجازی سازی سرور (Server Virtualization) فرآیندی است که در آن منابع سخت‌افزاری یک سرور فیزیکی مانند پردازنده، حافظه، فضای ذخیره‌سازی و شبکه به چندین محیط مجازی یا ماشین مجازی (Virtual Machine) تقسیم می‌شود. این تکنولوژی به مدیران IT امکان می‌دهد چندین سیستم‌عامل و سرویس را به صورت هم‌زمان روی یک سرور واحد اجرا کنند، بدون آنکه نیازی به خرید و نگهداری سرورهای متعدد باشد. در نتیجه، سازمان‌ها می‌توانند با کاهش هزینه‌ها، بهینه‌سازی مصرف منابع، افزایش انعطاف‌پذیری و ارتقای دسترس‌پذیری زیرساخت IT خود، بهره‌وری بیشتری کسب کنند. امروزه بسیاری از سازمان‌ها برای پیاده‌سازی این فناوری از سرور HP استفاده می‌کنند، چرا که این سرورها پایداری، کارایی و سازگاری بالایی با نرم‌افزارهای مجازی‌سازی معتبر مانند VMware، Hyper-V و Proxmox دارند.

مجازی سازی چیست ؟

مجازی سازی فرایندی است که امکان استفاده کارآمدتر از سخت افزار فیزیکی کامپیوتر را فراهم می کند و به شما این امکان را می دهد با استفاده از منابعی که به طور عادی به سخت افزار متصل هستند ، خدمات IT مفیدی را ایجاد کنید و با توزیع قابلیت های آن در بین بسیاری از کاربران یا محیط ها ، از ظرفیت کامل یک ماشین فیزیکی استفاده کنید.

مجازی سازی از نرم افزار برای ایجاد یک لایه انتزاعی بر روی سخت افزار کامپیوتر استفاده می کند که اجازه می دهد عناصر سخت افزاری یک کامپیوتر واحد مانند پردازنده ها ، حافظه ذخیره سازی و سایر اجزا را به چندین ماشین مجازی دسته بندی می کند که هر کدام از آن ها می توانند مانند یک کامپیوتر مستقل عمل کنند. مجازی سازی ارائه دهندگان ابر را قادر می سازد تا با سخت افزار ماشین فیزیکی موجود خود به کاربران خدمات دهند و به کاربران فضای ابری این امکان را می دهد تا در صورت نیاز فقط منابع محاسباتی مورد نیاز خود را خریداری کرده و با رشد حجم کارشان ، آن منابع را به صورت مقرون به صرفه مقیاس بندی کنند.

اگر بخواهیم با یک مثال تشریح کنیم ، تصور کنید که 3 سرور فیزیکی با اهداف اختصاصی دارید. یک سرور mail server داریم ، دیگری وب سرور است و دیگری برنامه های داخلی قدیمی را اجرا می کند. هر سرور با ظرفیت حدود 30٪ خود استفاده می شود که فقط بخشی از پتانسیل اجرای آنها را تشکیل می دهد. اما یک سوال پیش می آید و این است که از آنجا که برنامه های قدیمی برای عملکردهای داخلی شما مهم هستند ، باید آنها و سرور سوم میزبان آنها را نگه دارید ؟ ایا این کار درستی است؟

اگر بخواهیم به این سوال به شکل سنتی نگاه کنیم ، بله باید سرور سوم را نگه داری کنیم، چون معمولاً اجرای تک تک وظایف در سرورهای شخصی آسان تر و قابل اطمینان تر بود اما با مجازی سازی ، می توانید mail server را به 2 قسمت منحصر به فرد تقسیم کنید که می تواند کارهای مستقل را مدیریت کند ، بنابراین می توان برنامه های قدیمی را منتقل کرد. این همان سخت افزار است ، اما شما فقط بیشتر از آن با کارآیی بیشتری استفاده می کنید.

مجازی سازی چگونه کار می کند ؟

همان طور که در بالا اشاره کردیم که نرم افزاری داریم که برای ایجاد مجازی سازی، از یک لایه انتزاعی روی سخت افزار کامپیوتر استفاده می کند ، نرم افزاری به نام hypervisors منابع فیزیکی را از محیط مجازی و مواردی که به آن منابع نیاز دارند، جدا می کند. هایپروایزر ها می توانند بالای یک سیستم عامل (مانند لپ تاپ) قرار بگیرند یا مستقیماً روی سخت افزار نصب شوند (مانند یک سرور) ، این همان مجازی سازی اکثر شرکت ها است.هایپروایزها منابع فیزیکی شما را گرفته و آنها را تقسیم می کنند تا محیط های مجازی بتوانند از آنها استفاده کنند. منابع در صورت لزوم از محیط فیزیکی به بسیاری از محیط های مجازی تقسیم می شوند. کاربران در محیط مجازی (که معمولاً ماشین مهمان یا ماشین مجازی نامیده می شود) با محاسبات ارتباط برقرار کرده و آنها را اجرا می کنند.

انواع مجازی سازی:

مجازی سازی داده : داده هایی که در سراسر کشور پخش شده اند می توانند در یک منبع واحد ادغام شوند. مجازی سازی داده ها به شرکت ها این امکان را می دهد تا با داده ها به عنوان یک منبع پویا رفتار کنند شرکت های مدرن داده های چندین برنامه را با استفاده از چندین قالب پرونده در چندین مکان ذخیره می کنند ، از ابر گرفته تا سیستم های سخت افزاری و نرم افزاری پیش فرض. مجازی سازی داده ها به هر برنامه اجازه می دهد تا به همه داده ها – صرف نظر از منبع ، قالب یا مکان دسترسی پیدا کند. ابزارهای مجازی سازی داده ها یک لایه نرم افزاری بین برنامه های دسترسی دهنده به داده ها و سیستم های ذخیره کننده آن ایجاد می کنند. این لایه در صورت لزوم درخواست داده یا درخواست داده های یک برنامه را ترجمه می کند و نتایجی را باز می گرداند که می توانند چندین سیستم را دربر گیرند.

مجازی سازی سرور: مجازی سازی یک سرور به شما امکان می دهد تا بیشتر از آن امکانات خاص استفاده کرد و شامل تقسیم بندی آن است تا بتوان از اجزای مختلف برای سرویس دهی به چندین عملکرد استفاده کرد.

مجازی سازی لینوکس: سیستم عامل لینوکس شامل hypervisor مخصوص به خود است که ماشین مجازی مبتنی بر هسته (KVM) نامیده می شود و از پسوندهای پردازنده مجازی سازی Intel و AMD ( پردازنده های مبتنی بر معماری x86 ) پشتیبانی می کند. بنابراین می توانید از داخل سیستم

عامل میزبان Linux VM های مبتنی بر x86 ایجاد کنید.

مجازی سازی شبکه: مجازی سازی شبکه از نرم افزار برای ایجاد view ای از شبکه استفاده می کند که مدیر شبکه می تواند با استفاده از آن، شبکه را از یک کنسول مدیریت کند. این عناصر و توابع سخت افزاری (به عنوان مثال اتصالات ، سوئیچ ها ، روترها و غیره) را انتزاع می کند و آنها را در نرم افزاری که از طریق hypervisor اجرا می شوند جمع می کند. انواع مجازی سازی شبکه شامل شبکه تعریف شده توسط نرم افزار (SDN) است که سخت افزاری را کنترل می کند که مسیریابی ترافیک شبکه را کنترل می کند و مجازی ساز عملکرد شبکه (NFV) است که یک یا چند دستگاه سخت افزاری را که شبکه خاصی را ارائه می دهند مجازی سازی می کند.

مجازی سازی دسکتاپ : مجازی سازی دسکتاپ به شما امکان می دهد چندین سیستم عامل دسکتاپ را اجرا کنید ، که هر کدام در ماشین مجازی خود در یک رایانه قرار دارند. مجازی سازی دسکتاپ به راحتی با مجازی سازی سیستم عامل (os virtualization) که به شما امکان می دهد چندین سیستم عامل در یک ماشین مستقر کنید، اشتباه گرفته می شود، در حالی که مجازی سازی دسکتاپ، به مدیر سیستم این اجازه را می دهد تا محیط های دسکتاپ شبیه سازی شده را همزمان در صدها ماشین فیزیکی مستقر کند. برخلاف محیط های دسکتاپ سنتی که به صورت فیزیکی روی هر دستگاه نصب ، پیکربندی و به روز می شوند .

مجازی سازی حافظه : مجازی سازی حافظه، این امکان را به شما می دهد تا بتوانید به همه دستگاه های ذخیره سازی در شبکه را چه در سرورهای جداگانه و چه در واحدهای ذخیره سازی مستقل دسترسی و مدیریت داشته باشید. مجازی سازی حافظه ی ذخیره سازی، تهیه فضای ذخیره سازی برای ماشین های مجازی را آسان تر می کند و از حداکثر فضای ذخیره سازی موجود در شبکه حداکثر استفاده را می کند.

مجازی سازی مرکز داده : مجازی سازی مرکز داده، بیشتر سخت افزارهای یک مرکز داده را به نرم افزار خلاصه می کند و به طور موثر مدیر مرکز داده را قادر می سازد یک مرکز داده فیزیکی را به چندین مرکز داده مجازی برای مشتری های مختلف تقسیم کند. هر مشتری می تواند به زیرساخت خودش دسترسی پیدا کند ، که با همان سخت افزار فیزیکی لایه زیرین کار می کند.

بیشتر بخوانید: انواع مجازی‌سازی سرور

مزایای مجازی سازی:

تا کنون که مطالبی درباره ی مجازی سازی و انواع آن بررسی کرده ایم، حال می خواهیم درباره مزایای آن مطالبی را بیان کنیم:

باعث می شود هزینه های IT کاهش پیدا کند : استفاده از یک محیط غیر مجازی می تواند ناکارآمد باشد زیرا هنگامی که شما برنامه را در سرور مصرف نمی کنید ، محاسباتی صورت نمی گیرد و نمی تواند برای برنامه های دیگر استفاده شود. وقتی یک محیط را مجازی می کنید ، آن سرور فیزیکی که تنها استفاده می شد به بسیاری از ماشین های مجازی تبدیل می شود. این ماشین های مجازی می توانند سیستم عامل های مختلفی داشته باشند و برنامه های مختلفی را اجرا کنند در حالی که همه آنها در یک سرور فیزیکی قرار دارند. ادغام برنامه ها در محیط های مجازی به شما کمک می کند پول قابل توجهی را در سرورها صرف کنید و صرفه جویی در هزینه سازمان خود را به همراه آورید.

کاهش زمان خرابی و افزایش انعطاف پذیری در شرایط بازیابی خرابی ها : وقتی مشکلی یا خرابی ای سرور فیزیکی را تحت تأثیر قرار می دهد ، کسی وجود دارد که مسئول جایگزینی یا رفع آن خرابی است. این کار ممکن است ساعت ها یا حتی چند روز طول بکشد ولی انجام این کار با یک محیط مجازی آسان است، زبرا به شما امکان می دهد ماشین مجازی را که تحت تأثیر خرابی قرار گرفته است را کپی یا شبیه سازی کنید. فرآیند بازیابی فقط چند دقیقه طول می کشد و هم چنین انعطاف پذیری محیط فیزیکی را بهبود می بخشد.

دوستدار محیط زیست بودن: وقتی بتوانید تعداد سرورهای فیزیکی مورد استفاده خود را کاهش دهید ، منجر به کاهش میزان مصرف برق می شود. این کار دو مزیت دارد: اولی این که هزینه های کسب و کار را کاهش می دهد و پول می تواند در جای دیگری سرمایه گذاری شود و دومین اثر این است تولید و اثر کربن مرکز داده را کاهش می دهد.

کارایی و بهره وری را افزایش می دهد : چون با وجود داشتن سرورهای کمتر ، تیم های فناوری سازمان می توانند زمان کمتری را برای حفظ سخت افزار فیزیکی و زیرساخت ها صرف کنند و شما قادر خواهید بود به جای گذراندن مراحل طولانی استفاده از به روزرسانی های سرور به سرور ، محیط را در تمام ماشین های مجازی موجود در محیط مجازی در سرور نصب ، به روز و نگهداری کنید.

اصطلاحات کلیدی در مجازی سازی سرور

درک صحیح از اصطلاحات مجازی سازی سرور برای هر مدیر IT یا سیس‌ادمین ضروری است، چرا که این مفاهیم پایه‌ای مسیر تصمیم‌گیری در انتخاب زیرساخت سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را مشخص می‌کنند. اصطلاحاتی مانند ماشین مجازی (VM)، هایپروایزر (Hypervisor)، میزبان (Host) و مهمان (Guest)، منابع مجازی‌شده (vCPU و vRAM) و همچنین قابلیت‌هایی نظیر دسترس‌پذیری بالا (HA)، تحمل خطا (FT) و انتقال زنده (Live Migration / vMotion) مفاهیم کلیدی هستند که فهم آن‌ها برای پیاده‌سازی موفق مجازی‌سازی سرور و انتخاب سرور مناسب اهمیت ویژه‌ای دارد. در ادامه به توضیح هر یک از این اصطلاحات می‌پردازیم:

1. ماشین مجازی (Virtual Machine – VM)

ماشین مجازی یک محیط نرم‌افزاری مستقل است که مانند یک کامپیوتر واقعی عمل می‌کند و سیستم‌عامل و برنامه‌های خاص خود را اجرا می‌کند. در واقع، چندین VM می‌توانند روی یک سرور فیزیکی مشترک اجرا شوند، بدون آنکه بر یکدیگر تأثیر منفی بگذارند.

🔹 مثال واقعی: فرض کنید یک سازمان نیاز به سه سرور جداگانه دارد: یکی برای دیتابیس SQL، دیگری برای فایل‌سرور و سومی برای نرم‌افزار CRM. به‌جای خرید سه سرور فیزیکی، می‌توان روی یک HP ProLiant DL380 Gen10 سه VM ایجاد کرد و هر سرویس را به صورت مجزا اجرا نمود.

2. هایپروایزر (Hypervisor)

Hypervisor نرم‌افزاری است که منابع سخت‌افزار سرور را بین ماشین‌های مجازی تقسیم می‌کند. دو نوع اصلی دارد:

Type 1 (Bare Metal): مستقیماً روی سخت‌افزار نصب می‌شود (مثل VMware ESXi یا Microsoft Hyper-V).
Type 2 (Hosted): روی یک سیستم‌عامل موجود اجرا می‌شود (مثل Oracle VirtualBox).

🔹 مثال واقعی: نصب VMware ESXi به صورت مستقیم روی سرور HP باعث می‌شود بتوانید هم‌زمان چندین ماشین مجازی با سیستم‌عامل‌های مختلف (ویندوز سرور، لینوکس و غیره) اجرا کنید.

بیشتر بخوانید: همه چیز درباره نصب ESXi روی سرور HP با فلش: نکات حرفه‌ای و کاربردی

3. میزبان (Host) و مهمان (Guest)

Host: سرور فیزیکی اصلی است که منابع سخت‌افزاری واقعی را فراهم می‌کند.
Guest: ماشین مجازی یا سیستم‌عاملی است که روی سرور مجازی شده اجرا می‌شود.

🔹 مثال واقعی: اگر یک سرور را با Hyper-V راه‌اندازی کنید و روی آن ویندوز سرور 2022 و اوبونتو لینوکس را به‌عنوان VM اجرا کنید، این سیستم‌عامل‌ها Guest محسوب می‌شوند.

4. vCPU و vRAM

vCPU (Virtual CPU): واحد پردازشی تخصیص‌داده‌شده به هر ماشین مجازی است.
vRAM (Virtual RAM): میزان حافظه اختصاصی مجازی به هر VM.
این منابع از سخت‌افزار فیزیکی Host گرفته و بین ماشین‌های مجازی تقسیم می‌شوند.

🔹 مثال واقعی: در یک سرور با پردازنده Xeon Gold و 128GB RAM، می‌توان برای یک VM حیاتی 8 vCPU و 32GB vRAM تخصیص داد و برای یک VM سبک‌تر 2 vCPU و 8GB vRAM در نظر گرفت.

5. Resource Pool

مجموعه‌ای از منابع پردازشی، حافظه و ذخیره‌سازی است که مدیر IT می‌تواند آن را به گروهی از ماشین‌های مجازی اختصاص دهد تا مدیریت منابع ساده‌تر شود.

🔹 مثال واقعی: در VMware vSphere روی سرور، می‌توان Resource Pool مخصوص واحد مالی (با CPU و RAM بیشتر) و Resource Pool مخصوص تیم توسعه (با منابع کمتر) تعریف کرد.

6. High Availability (HA)

قابلیتی است که تضمین می‌کند در صورت خرابی یک سرور یا ماشین مجازی، بار کاری به سرعت روی سرور دیگری منتقل شود تا سرویس‌ها بدون قطعی در دسترس بمانند.

🔹 مثال واقعی: اگر دو سرور در کلاستر VMware باشند و یکی دچار مشکل شود، ماشین‌های مجازی آن به‌طور خودکار روی سرور دیگر اجرا می‌شوند.

بیشتر بخوانید: HA در شبکه و زیرساخت چیست؟

7. Fault Tolerance (FT)

تکنیکی پیشرفته‌تر از HA است که یک کپی هم‌زمان و فعال از ماشین مجازی روی سرور دیگر ایجاد می‌کند تا حتی در لحظه بروز مشکل هم هیچ قطعی در سرویس وجود نداشته باشد.

🔹 مثال واقعی: در بانکداری یا سیستم‌های پرداخت آنلاین، یک VM حساس (مثلاً سرور پرداخت آنلاین) روی سرور HP ProLiant DL380 G11 می‌تواند با قابلیت FT روی یک سرور دوم Mirror شود تا حتی یک ثانیه قطعی نداشته باشد.

8. vMotion و Live Migration

این قابلیت‌ها امکان انتقال یک ماشین مجازی فعال از یک سرور فیزیکی به سرور دیگر را بدون قطعی سرویس فراهم می‌کنند. این ویژگی برای سازمان‌هایی که نیازمند دسترس‌پذیری بالا هستند حیاتی است.

🔹 مثال واقعی: در دیتاسنتر مجهز به چند سرور، یک VM حیاتی می‌تواند در حین به‌روزرسانی سخت‌افزاری سرور میزبان، به سرور دیگر منتقل شود بدون اینکه کاربران متوجه قطعی شوند.