مجازی سازی (رایانش ابری)

با سلام خدمت دوستان ، همانطور که می دانید کامپیوترهای امروزی 4 لایه 1-سخت افزار 2- سیستم عامل 3- نرم افزار 4- داده دارند و معمولا این لایه ها به هم وابسته اند بدین مفهوم که اگر در سخت افزار مشکلی ایجاد شد در سیستم عامل هم اشکال ایجاد می گردد مثلا با سوختن هارد اطلاعات و سیستم عامل از بین می رود یا با سوختن پاور کامپیوتر سیستم دیگر روشن نمی شود. در مجازی سازی سعی می کنیم که این مشکلات برطرف شود. چگونه؟ به اینصورت که مشکل وابستگی بین لایه ها را برطرف می کنیم. تعریف مجازی سازی یا همان Virtualization در مفهوم عام چکیده سازی یا تفکیک کردن منابع می باشد. بنا به لایه های مختلف در کامپیوترها لایه های مختلف در مجازی سازی داریم مثلا در لایه نرم افزار می توان نرم افزارهای قابل حمل یا portable را نام برد. در این قسمت ما سعی می کنیم که مجازی سازی در لایه سخت افزار و سیستم عامل را توضیح دهیم. 

شاید با نرم افزار VMware workstation کار کرده باشید. این نرم افزار به شما این امکان را می دهد که علاوه بر سیستم عامل کنونی مثلا ویندوز 7 یک سیستم عامل دیگر همزمان با آن اجرا کنید بدین شکل که فایل نصب آن را به این نرم افزار می دهید و این نرم افزار آن را برای شما نصب می کند از لینک زیر میتوانید نحوه نصب را مشاهده نمایید : 

• آموزش نصب سیستم عامل مجازی بر روی VMWare WorkStation
• آموزش نصب VMware workstation

که به این شکل از مجازی سازی Hosted Hyper visor می گویند که اغلب در محیط آزمایشی استفاده میگردد. البته سرعت را هم پایین می آورد و بعضی از اهداف مجازی سازی روی آن قابل اجرا نیست. نوع دوم از مجازی سازی که به Bare metal Hyper visor است بدین شکل عمل می کند که سیستم عامل مجازی ساز خود را روی سخت افزار نصب کرده و سپس سیستم عامل های خود را روی آن نصب می کنید و همزمان چند سیستم عامل در حین اجرا میباشد و RAM، CPU و ... را می توانید به آن ها به مقدار دلخواه بدهید که البته باید در سخت افزارتان این منبع ها وجود داشته باشد ولی بیشتر هم می توانید بدهید ولی منطقا و عملا بیشتر از منبع های موجود صحیح نیست. شرکت VMware سیستم عامل مجازی سازی به نام ESXI 5.5 ارائه کرده که آخرین ورژن می باشد.در پست های بعدی به مزیت و کاربردهای مجازی سازی می پردازیم. 

آشنایی با محصولات و دوره های VMware
قبل از اینکه به کاربردها و مزیت های این تکنولوژی بپردازیم بهتره که با دوره و نرم افزارهای VMware بیشتر آشنا بشیم ، دوره VMware دارای سطح های زیادی است که دو نمونه از این دوره ها ICM یا (VMware Certified Professional(VCP هست و VDI) Virtual Desktop Infrastructure) هست که از زیر ساخت تا تحویل دسکتاپ به مشتری، توضیح داده می شود. تا اینجا با مفهوم مجازی سازی آشنا شدیم در این قسمت با مزایای این تکنولوژی آشنا میشیم ، همونطور که میدونید Data center یه محیطی هست با استانداردهای زیادی که برای مجموعه سرورها پیاده سازی میشه که مزایا و معایبی داره ولی با وجود معایب اکثر سازمان های بزرگ از این محیط استفاده می کنند. شرکت VMware یک بسته ای آماده کرده به نام VSphere که ورژن آخر آن 5.5 میباشد که شامل ESXI5.5 , VCenter , Single sign on , ...می باشد و در مراکز داده استفاده می شود. در قسمت قبل با ESXI 5.5 مختصر آشنایی پیدا کردیم. Vcenter یک نرم افزاری است که مدیریت سرورهایی که بر روی آنها ESXI نصب شده است را بر عهده می گیرد. چون با افزایش سرورها مدیریت آنها نیز دشوار می شود که قابلیت های زیادی مانند 

کلاستر Cluster یا خوشه
مجموعه ای از چند host که باهم تشکیل گروهی می دهند.دقت کنید که معنای cluster با معنا و کاربرد آن در Microsoft cluster متفاوت است. در vSphere هدف جمع کردن منابع است .برای مثال به شکل زیر دقت کنید. 



سوئیچ مجازی سراسری vSphere Distributed Switches
مدیریت ESXi ها توسط vCenter این قابلیت را فراهم می آورد که یک شبکه یکپارچه بین تمام ESXi ها و vm ها ایجاد و به صورت مرکزی مدیریت شود.در این تکنولوژی لایه شبکه مجازی به عنوان لایه ای بر روی تمامی محیط مجازی اعم از سرور ها و ماشین های مجازی تشکیل شده و امکان مدیریت یکپارچه و واعمال سیاست های امنیتی را به ما می دهد. 



جابه جایی ماشین مجازیvSphere vMotion
یکی از ویژگی های برجسته و پرکاربرد vSphereقابلیت جابجایی ماشین های مجازی بینHost ها است . در vMotion حتی می توان ماشین ها مجازی را هنگامی که روشن و در حال سرویس دهی به کاربران هستند بدون ایجاد وقفه در سرویس دهی یا قطع اتصال شبکه،. جابجا کرد(live migration) نحوه کار vMotion به این صورت است که بابهره گیری از storage مشترک که دیسک مجازی vm ها بر روی آن قرار می گیرد امکان این را فراهم می شود که cpu و ram ماشین در حال اجرا، از یک سرور به سرور دیگر انتقال داده شود . 

موارد کاربرد VMotion در VMware

1. فرض کنید سرور جدیدی خریداری کرده اید ونیاز دارید ماشین های مجازی خود را از روی سرور قدیمی خود بدون قطع سرویس به سرور جدید انتقال دهید
2. ممکن است نحوه قرار دادن vm ها بر روی سرور ها به گونه ای باشد که از نظر تقسیم بار متعادل نباشد
3. در مواقعی ممکن است سرور فیزیکی شما دچار مشکلی شود

ایجاد دسترسی بالاHigh Availability
vSphere HA به گونه ای است که در هنگام بروز خطای فیزیکی در سرور که منجر به قطع عملکردش شود vSphere متوجه این اتفاق شده و ماشینها را در سروری دیگر که در همان Cluster قرار داردمنتقل، اجرا و آماده به کار می کند. 



تحمل پذیری بالا دربرابر خطاvSphere Fault Tolerance
برای محیطها و ماشینهایی که حساس هستند این زمان کم، هزینه بر است. در vSphere ویژگی دیگری ارائه شده است به نام vSphere fault tolerance با استفاده از این ویژگی دیگر با بروز مشکل سخت افزاری حتی آن زمان کم نیز ماشین مجازی را از دسترس و سرویس دهی خارج نمی شود. روش کار (fault tolerance (FT به این صورت است که، vSphere یک ماشین مجازی مشابه ماشینی که نیاز به FT دارد را بر روی سرور دیگر که در گروه (lockstep)این ماشین است نگهداری می کند به ماشین اصلی (primary)و به ماشین مشابه(mirrorیا (secondaryگفته می شود. 



در مطالب بالا شاید با مفهوم Shared Storage آشنا نباشید ، ذخیره سازی مشترک به سیستمی می گویند که اطلاعات بصورت مشترک در آن قرار دارد. 



در لینک های زیر میتونید با ESXI و نحوه نصب آن بیشتر آشنا بشید : 

• نصب و پیکربندی VMware ESXi 5.0 - قسمت اول
• نصب و پیکربندی VMware ESXi 5.0 - قسمت دوم

VMware vShield Zones
با وجود شبکه بین ESXi ها و vm ها، vShield zone بر روی این شبکه مجازی امکان اضافه کردن دیوار آتش مجازی را فراهم می آورد و این توانایی را به مدیر vSphere می دهد که سیاست های مورد نیاز را بر ترافیک شبکه اعمال و امنیت شبکه مجازی،VM ها را برآورده کند،حتی در هنگام جابه جایی که یک vm از یک Host به Host دیگرتوسط DRS نیز این سیاست ها همواره اعمال می شود. 



زمانبندی منابع توزیع شدهvSphere Distributed Resource Scheduler
DRS منابع موجود درcluster را زیر نظر دارد و جابه جایی های لازم را به صورت خودکار انجام می دهد تا به شرایط مطلوب بین تمام ESXi ها برسد. 

DRS دو کار عمده انجام می دهد : 
1-در موقع راه اندازی یک ماشین مجازی ،DRS این ماشین را بر روی آن سروری قرار داده و اجرا می کند که در آن زمان برطبق محاسباتش بهترین گزینه است. به این مرحله intelligent placement یا جای دادن هوشمندانه می گویند. 

2-در حالی که ماشین مجازی در حال اجراست DRS سعی می کند منابع مورد نیاز ماشین مجازی را تامین کند.البته در حین انجام این کار همواره در نظر دارد که جدال بر سر یک منبع را به حداقل برساندو همواره استفاده از منابع را در بین تمام سرور ها متعادل و بالانس نگاه دارد. و در صورت تشخیص ، که سرور مورد نظر برای VM مناسب نیست ویا مکان فعلی تعادل و بالانس کل محیط را بر هم میزند ،آن را جا به جا می کند تا به حالت ایده آل برسد 
Drs با بهره گیری از vMotion تمام عملیات جابجایی(migration) را بدون ایجاد هیچ گونه وقفه در عمل کرد ماشین مجازی انجام می دهد. 



زمانبندی منابع ذخیره سازی توزیع شده vSphere Storage DRS
Storage DRS ویژگی جدیدی است که در vSphere 5 اضافه شده، همانطور کهDRS سعی در بالانس VMها در بین سرورها از نظر مصرف Cpu و ram دارد ،Storage DRS نیز سعی در این دارد که در Data Store cluster تقسیم و بالانس بر اساس میزان فظای اشغال شده و میزان سرعت و I/O اشغال شده فراهم کند. 



مدیریت برق توزیع شده (vSphere Distributed Power Management(DPMاین تکنولوژی با بهره گیری از دو تکنولوژی DRS و vMotion این امکان را فراهم می کند که در هنگام مصرف و ترافیک کاری کم یک سرور، ماشینهایی که بر روی آن قرار دارد به سرورهای دیگر انتقل داده شده و به صورت اتوماتیک سرور مورد نظر خاموش شود . این سیستم این امکان را فراهم می آورد که در مصرف برق صرفه جویی و در مواقع قطع برق با UPS ارتباط بر قرار کرده و مصرف برق محیط مجازی را به حداقل برساند و در صورت نیاز با بالا رفتن فشارکار سرور را دو باره روشن کرده و به چرخه بازگرداند 



در قسمت های قبل با نصب ESXI و تنظیمات آن آشنا شدیم. نا گفته نماند که شما برای مدیریت یک سیستم راه های مختلفی دارید 1- مستقیم به سیستم وارد شوید و آن را تنطیم کنید مه این روش توصیه نمیشود چون همیشه باید کنار سیستم باشید 2- از طریق Telnet , SSH ,.. که راه مناسبی است البته امنیت آن باید حفظ شود 3- از طریق Browserها مانند IE بتوان آن را تنظیم کرد که بعضی از این سیستمها این قابلیت را دارتد که محیط گرافیکی و راحتی دارد که WMware در بعضی محصولاتش این قابلیت را دارد مانندVCenterو 4- از طریق نرم افزارهی مدیریتی مانند VSphere Client که محصول شرکت VMware است و بعضی از محصولات این شرکت را از طریق این نرم افزار میتوانید مدیریت کنید. در این قسمت با توپولوژی شبکه و Datacenter آشنا میشویم و میبینیم چه سیستمهایی مورد نیاز هستند و هر کدام چه قابلیتهایی دارند: 



ESXI یا سیستم عامل مجازی ساز
این سرور ماشیهای مجازی ما را اجرا میکند یا به عبارتی هنگامی که ما با VSphere Client به این سرور متصل میشویم میتوانیم ماشین مجازی ایجاد کنیم و آدرس ذخیره آن را روی Shared Storage قرار دهیم مثلا ویندوز 7 برروی آن نصب کنیم 

Vcenter یا مدیر مجموعه
بر روی این سرور ویندوز سرور 2003 یا 2008 یا 2012 نصب میکنید و VCenter را روی آن نصب میکنیم دقت داشته باشید که قبلا روی آن اکتیو دایرکتوری نصب نباشد. نصب آن نیاز به دیتا بیس دارد که حال Local و یا از دیتابیس موجود در سازمان استفاده میکنید. و روند نصب مانند نصب نرم افزارهای معمولی میباشد. 

Active Directory یا همان Domain Controller
این سرور نیز باید روی ویندوز سرور نصب شود و روی آن اکتیو دایرکتوری نصب نمایید. این سرور کار ایجاد یوزر را برای ما فراهم میکند تا به مجموعه ما دسترسی پیدا کنند. شما میتوانید از اکتیو دایرکتوری موجود در سازمان استفاده کنید. 

Shared Storage یا سیستم ذخیره سازشما میتوانید فایل های ماشین های مجازی خود را در این سرور قرار دهید 

نویسنده : ابوالفضل هاشمی 
منبع : انجمن تخصصی فناوری اطلاعات ایران