مجازی سازی سرورهای شبکه

مقدمه

اينكه در عصر حاضر بشر براي پاسخگويي به ابتدايي ترين نيازهاي خود نيز نيازمند رايانه است بر هيچكس پوشيده نيست . مهم اينجاست كه بشر چگونه و از چه راههايي رايانه ها را به خدمت بگيرد ، چگونه در كوتاهترين زمان و كمترين هزينه ممكن از رايانه ها براي پيشبرد اهداف خود استفاده كند. براي نيل به اين هدف مهم شركت هاي بزرگ جهان رايانش ابري[1]بنابراين مجازي سازي يكي از روشهايي است كه شركت هاي بزرگ كامپيوتري در سرتاسر جهان در صدر كارهاي خود قرار داده اند . اكنون زمان آن رسيده كه يك كاربر ساده در هر جاي اين كره خاكي با داشتن يك رايانه و يك خط اينترنت معمولي بتواند با تمامي نرم افزارهايي كه در سرتاسر جهان توليد مي شوند كاركند، از آنها استفاده كند و آنها را فراگيرد بدون اينكه نيازمند خريد همه آن نرم افزارها باشد ، بدون اينكه نيازمند نصب همه آن نرم افزارها در رايانه شخصي خود باشد و درنهايت بدون اينكه دانش فني و‌سخت افزار مورد نياز براي نصب و پردازش آن نرم افزار را در اختيار  خود داشته باشد كه خود مي تواند 

هزينه هاي زندگي افراد را بالا ببرد و همين امر باعث جلوگيري از خريد  سخت افزارها و نرم افزارهاي مرود نياز مي شود . اينجاست كه بشر به درستي و كفايت نمي تواند از زحمات و توليدات شركت هايي كه با داشتن متخصصان نرم افزار در امر توليد نرم افزار مشغول به كار و تلاش هستند استفاده كند.

و اگر اين اتفاق بيفتد لاجرم مي توان گفت كه بشر نتوانسته آنطور كه شايسته اوست از اين علم جديد استفاده كند.

انواع روش های مجازی سازی

حداقل 6 روش مجازی سازی وجود دارد:

1-   مجازی سازی سرور: تجمیع تعداد زیادی سرور فیزیکی در تعداد محدودی سرور فیزیکی(یا فیزیکی در مجازی) نرم افزار مجازی سازی سرور مابین سرور فیزیکی و سیستم عامل قرار می گیرد و اجازه می دهد چندین ماشین مجازی را بر روی سرور فیزیکی مشابه اجرا کنیم.

2-   مجازی سازی دسکتاپ[2]: جهت انتقال دسکتاپ کاربران نهایی از کامپیوتر شخصی به "فضای ابری" استفاده می شود. به کلامی دیگر، دسکتاپ کاربران نهایی، مجازی می شوند و آنها می توانند بوسیله مثلا تین کلانیت ها به دستکتاپشان دسترسی پیدا کنند. در این حالت سیستم عامل مورد استفاده از سخت افزار مستقل می شود. و ازاین پس شما می توانید بر روی سیستمی که تا به حال قادر به نصب windows7 نبودید این سیستم عامل را نصب نمایید.

3-  مجازی سازی نرم افزار: این روش جهت بسته بندی نرم افزار به کار می رود. به واسطه این روش می توانید نرم افزار مورد نظر را در هر جایی که می خواهید استفاده کنید. نکته ی کلیدی در این روش تجمع کلیه ی فایلهای نرم افزار در یک فایل اجرایی می باشد. در این روش فایل مورد نظر از سخت افزار مستقل می شود.

4-   مجازی سازی:storage این روش جهت مجازی سازی SAN storage به کار می رود.

5-   مجازی سازی I/O : این روش جهت کاهش تعداد کابلهای I/O مورد استفاده قرار می گیرد.

6-   مجازی سازی شبکه: جهت ایجاد شبکه های مجازی داخل سرور به کار می رود تا موجب به پیوستن ماشین های مجازی به هم و شکل گیری Virtual Security Zone شوند.
وقتی اکثر افراد (بخصوص کسانی که تازه به دنیای مجازی سازی پیوسته اند) به مجازی سازی فکر می کنند، اکثرا به مجازی سازی سرورها می اندیشند.
برای اکثر افراد بخصوص آنهایی که تازه با این مفهوم آشنا شده اند مجازی سازی مفهومی جز مجازی سازی سرورها ندارد. این نقطه بهترین محل برای پیوستن به دنیای مجازی است و خواهد بود. به همین دلیل در ادامه این نوشتار بیشتر به این مقوله یعنی "مجازی سازی سرورها" پرداخته ام.
در واقع "مجازی سازی سرور" مابین سرور و سیستم عامل قرار می گیرد. نرم افزار های مجازی سازی سرور سیستم عامل مهمان را فریب می دهند. این سیستم عامل ها بر روی ماشین های مجازی اجرا می شوند، اما بواسطه نرم افزار مجازی ساز گمان می کند که به طور مستقیم با سرور فیزیکی در ارتباط است. از همین رو چندین ماشین سیستم عامل مهمان مجازی می توانند فقط از طریق یک سرور فیزیکی مورد استفاده قرار بگیرند و به این ترتیب سود زیادی را عاید سازمان کنند.

براي متقاعد كردن خودتان و يا مديراني كه شرايط تصميم گيري جهت تغيير ساختار شبكه را دارند بايد مراحلي را با اين مقاله پيش برويد:

1-    به درک منافع ناشی از فرآیند مجازی سازی برسيد

شما نمی خواهید که این فرآیند را بدون درک علت این کار انجام دهید. حتی اگر شما مجبور نباشید که این کار را انجام دهید باید بتوانید به سوال "چرا" پاسخ دهید.

در بخش زیر فهرستی از دلایل وجود دارد که نشان می دهد چرا اکثر مدیران کامپیوتری مجبور هستند با فرآیند مجازی سازی سرورهای خود کنار آیند.

1-1- حفظ زمان

مدیریت سرورهای مجازی روی سرورهای فیزیکی می تواند تأثیر زیادی در صرفه جویی در وقت داشته باشد.

 -2-1صرفه جویی در هزینه

 هر طور که آنرا ارزیابی کنید در می یابید که فرآیند مجازی کردن به عنوان یک طرح مقرون به صرفه و کم هزینه تلقی می شود. با گذاشتن وقت کمتر برای مدیریت پول بیشتری پس انداز می شود، از طرفی نیاز به فراساختار و انرژی کاهش می یابد.

-3-1 تسهیل مدیریت

فرآیند مجازی سازی، کاربرد ویژگی های پیشرفته از جمله بهینه سازی منابع، قابلیت دسترسی بیشتر و ثبت لحظه ای عملیات سرورها را قادر میسازد.

-4-1 نجات از بحران

 داشتن یک طرح واکنشی در مقابل خطر نرم افزاری و سخت افزاری برای ادامه تجارت لازم است. مجازی سازی باعث استقلال سخت افزار شده و زمان بازیابی را کاهش می دهد.
حالا که شما و تیم مدیریتی شما متقاعد شد که مجازی سازی تصمیم درستی برای شرکت شماست می توانید به مرحله بعد بروید.

2-  یک راه حل مجازی سازی را ارزيابي كنيد

امروزه راه حلهای مجازی سازی بیشتری قابل دسترس است. علاوه بر نرم افزار Vmware vsphere 5 شما می توانید Microsoft Hyper-v یا xen/citrix را ارزیابی نمایید. اگر شما تصمیم بگیرید یکی از آنها یا همۀ آنها را بررسی کنید ممکن است با مشکل مواجه شوید. امروزه Vmware موقعیت برتری را در بازار مجازی سازی با بیش از 200000 مشتری به خود اختصاص داده است.

هیچ کس دیگر در بازار نسبت به تولید نسل دیگر یا بهتر VMware موفق نشده است. اکثر اوقات آنچه که رقابت نتیجه میدهد ادعای داشتن یک برچسب قیمت کمتر است اما مطمئن باشید که شما یک رقابت با قیمت ارزان انجام می دهید نه بیشتر و نه کمتر.
زمانی که یک راه حل درست مجازی سازی برای شرکت انتخاب می کنید به موارد زیر توجه کنید:

ü      جدیدترین یا ارزانترین راه حل را فقط به این دلیل که جدید است و هزینه کمتری دارد انتخاب نکنید.

ü      به دنبال راه حلی باشید که برای مدت طولانی قابل کاربرد و موفق باشد و تضمین کند که فن آوری با کاربردهای بسیاری مورد تست و بررسی قرار گرفته است.

ü      به دنبال راه حلی باشید که در محیط تولید IT اثبات شده است.

ü      به دنبال راه حلی باشید که قابل انعطاف بوده و نیازهای شرکت شما را تامین کند.

به نظر بنده دو راه حل می تواند این نیازها را تأمین کند. دو راه حل به نام:
VMware Esxi Free Edition
VMware Vsphere Platform

وجود دارد. اولین راه حل به طور رایگان قابل دسترس است و روش مناسبی برای مجازی سازی است. دومین راه حل می تواند یا رایگان باشد یا هزینه کمتری داشته باشد.
زمانی که این دو راه حل تاثیر خود را نشان می دهد هر دو به مدت طولانی در سازمانهای تجاری مختلف بکار گرفته می شوند. تنها روش برای مجازی سازی این است که این راه حل ها را در شرکت خود امتحان کرده و سرورهای خود را با این دو روش تست کنید. راه حل را قبل از تصمیم گیری از اينترنت دريافت[3] کرده و ارزیابی کنید.

3-  نرم افزارهای کاربردی كه با فرآیند مجازی سازی به خوبی عمل می کنند را مشخص كنيد
یکی از مهم ترین نگرانی های مدیران IT که هنوز سرورهای خود را مجازی نکرده اند این است که آنها باور می کنند که سیستم های آنها ممکن است به خوبی مجازی سازی نشود در حالیکه ممکن است موارد متعددی وجود داشته باشد که در آن این موضوع صدق کند. تعداد سرورهایی که نمی تواند مجازی شود بسیار کم است. در تجاربی که داشته ایم اگر شما سیستم را ارزیابی کنید، در تبدیل یک سرور فیزیکی به محیط مجازی مشکلی نخواهید داشت. من به طور موفق سرور Citrix سرورهای Exchange 2007 و سیستم های گرافیک، سرورهای پایگاه داده هارا مجازی کرده ام. اگر شما از این نگران هستید که سرورهای مجازی شما نمی توانند عملکرد مورد نظر را اجرا کنند، از بازار VMware virtual Appliance دیدن کنید. این سیستم ها قبلاً ساخته و پیکره بندی شده و آماده استفاده می باشد.

4-   هزینه فرآیند مجازی سازی فراساختار سرور خود را ارزیابی کنید

در مرحله 1 ذکر کردم که شما می توانید سرمایه شرکت خود را با مجازی سازی سرورهای خود پس انداز کنید. همان طور که همه ما برای شرکتهای تجاری کار کرده ایم می دانیم که هدف همه آنها افزایش سود است. این بدان معناست که قبل از شروع هر فرآیند مجازی سازی هزینه ها و شرایط مالی را ارزیابی کنید. برای شرکتهایی که  بازگشت سرمایه گذاری[4]  برایشان ارزش دارد فرآیند مجازی سازی همیشه اجرا می شود، اما سوال این است که چقدر طول می کشد که به ROI دسترسی یابیم. زمانی که از من این سوال پرسیده شد به فکر محاسبه ROI افتادم و به شما توصیه می کند ROI خود را محاسبه کرده و سرورهای خود را مجازی نمایید و از ماشین حساب VMware ROI کمک بگیرید. به عنوان مثال زمانی که این راه حل را انتخاب کردم متوجه شدم که با مجازی سازی 20 سرور فیزیکی و کاهش به 3 سرور توانستم 120 میلیون تومان پس انداز کنم.(قيمت ميانگين هر سرور حدود شش ميليون تومان محاسبه شده است) قدرت سخت افزار مربوطه، هزینه های خنک سازی و مشاوره در طی 3 سال حدود 450 میلیون تومان بود. (هزينه طراحي اتاق سرور مخصوص و همچنين برق مصرفي و اساسه سرمايشي بابت هر سرور و براي 3 سال حدود 10 ميليون تومان در نظر گرفته شده است )اگر شما سرورهای بیشتری داشته باشید پس پول بیشتری را پس انداز خواهید کرد. از طرفی دوره بازپرداخت یا زمان توقف در سرمایه گذاری برای 20 سرور یک ماه خواهد بود. حتی اگر شما از اعداد استفاده نکنید باور دارم که پس انداز پول از طریق مجازی سازی مشخص خواهد بود. فرآیند مجازی ســــازی نسبت به كـــار با ســـرورهاي فيـــزيكــــال با شرایط زیر امكان پذير است:

-          سرورهای کمتر

-          هزینه زیرساختار کمتر، خنک سازی، UPS و ژنراتور

-          مصرف کمتر برق

-          فضای کمتر برای زیرساختار IT

-          زمان کمتر برای مدیریت و کنترل سرورها

-         واکنش سریعتر نسبت به نیازهای تجاری

اگر شما سیستمی را نصب کنید که تمام این شرایط با داشته باشد سریعاً هزینه خود را در می آورید. این همان چیزی است که من به آن آسودگی میگویم یکی از نکات مهم، مقایسه قیمت ها در میان فروشندگان محصولات مجازی سازی است. بعضی از فروشندگان مثل میکروسافت و سیتریکس راه حلهای خود را به طور رایگان در اختیار مشتریان قرار میدهند.و شركتMware  نيز روشی را برای مقایسه هزینه هر سیستم ارائه داده است .

در اين نمودار هزينه هاي نصب و راه اندازي شبكه ايي مبتني بر سيستم عامل لينوكسي محصول شركت vmware و سيستم عامل ويندوزي شركت MICROSOFT مشاهده ميشود:

اين هزينه براي راه اندازي 100 ماشين مجازي محاسبه شده است كه مورد قبول شركت ماكروسافت نيز مي باشد.

5-   زمان و مهارت لازم برای مجازی سازی زیرساختار سرور خود را ارزیابی کنید
نمی خواهم زمان و مهارت لازم برای ایجاد یک محیط مجازی را بی ارزش کنم. بسته به موقعیت طرح این کار می تواند سریعتر انجام شود. اگر قرار بود من زمان یادگیریVMware Vsphere را ارزیابی کنم و 20 سرور فیزیکی را با سیستم نمونه به 2 یا 3 سرور VMware ESxi کاهش دهم مانند این عمل می کردم:

-      در مورد VMware Vsphere از طریق خواندن، آموزش تصویری یا کلاسهای VMware در دو ماه اطلاعاتی را بدست آورید.

-          نرم افزار VMware Vsphere را در یک روز پیکر بندی و نصب کنید.

-         سرورها را با استفاده از مبدل VMware تست کنید.

-         تمام 20 سرور فیزیکی را به سرورهای مجازی تبدیل کرده و تعداد آنها را به 3 برسانید

-         3 روز = جداسازی

-         2 ماه و4 روز = کل زمان

این فقط یک تصمیم به فرضیات ساخته شده است. همان طور که می دانید یادگیری در مورد فرآیند مجازی سازی از طریق نصب فرا ساختار، پیکر بندی، تبدیل 20 سرور به 3 سرور در عرض 2 ماه سرمایه گذاری نسبتاً کمی از نظر زمان است. که باعث سود بسیار و سرعت بالای ROI برای شرکت شما می شود. بخاطر داشته باشید که VMware ESxi یکی از راه حلهای مناسب است که بهینه سازی سرور را موجب می شود که در نتیجه زمان راکاهش می دهد.

زمانی که آماده شدید می توانید به مرحله بعدی بروید. مجازی سازی فقط برای شرکتهای بزرگ نیست. شکی نیست که شما باید سرورهای خود را مجازی سازی کنید. من معتقدم زمان مجازی سازی فرا رسیده است اما شما باید از شرکت خود شروع کنید و قبل از هر تصمیمی از 6 مرحله ذکر شده پیروی کنید.

براي سازمان ها و شركت هايي كه هزينه هاي سالانه خود را به درستي ثبت مي كنند و توسط كارشناسان آماري با سالهاي قبل مقايسه مي كنند، و براي اين مقايسه و تحليل از نمودارها و نرم افزارهاي آماري كمك مي گيرند  به خوبي قابل درك است كه هزينه هاي ايجاد يك شبكه مبتني بر ويندوز نسبت به هزينه هاي ايجاد شبكه ايي مبتني بر Vmware ، به مراتب بيشتر است و از طرفي مديران تحصيل كرده شبكه كه با استانداردها و چگونگي ايجاد شبكه هاي امن و پيشرفته  آشنايي دارند و بارها در شبكه هايي كه هسته قوي نداشته اند دچار مشكل شده اند نيز بر اين باورند كه شبكه ايي كه بر پايه لينوكس بنا شده باشد پايداري[5]بيشتري دارد .

مجازي سازي فقط مختص سرورها در شبكه هاي كامپيوتري نيست. با خواندن این مقاله هر آنچه که باید در مورد مجازی بدانید خواهید آموخت. اما در ابتدا تفاوت مدل های مجازی سازی شرح داده خواهد شد.

مجازي سازي فراتر از محدوده مكان و زمان

به ياد بياوريد زماني كه مديران شبكه شركت ها براي اينكه امنيت سرورهاي خود را بالا ببرند اتاق هاي سرور خود را قفل هايي جديد و حدالمقدور پيشرفته مجهز مي كردند و از ورود افراد متفرقه و حتي همكار خود به اتاق سرور جلوگيري مي كردند . اين مديران جهت كار با سرورها مجبور بودند ساعت ها در اتاق سرور بنشينند و حاصل آن يا سرماخوردگي به خاطر هواي خنك و بسيار سرد بود و يا اينكه مجبور بودند سيستم سرمايشي را همان ابتداي ورود به اتاق سرور خاموش مي كردند كه ماحصل آن مشكلات سخت افزاري سرورها و قطعات ارتباطي بود به دليل اينكه آن قطعات در حين كار گرماي زيادي توليد مي كردند و نياز به سرد شدن داشتند .

سالها گذشت و مديران شبكه توسط دستورات تلنت[6]توانستند اندكي از نيازهاي خود را از راه دور برآورده سازند و بعد از سالها با برنامه هاي كار از راه دور[7]با سرور ارتباط برقرار كردند و هم اينك ديگر مديران شبكه به ندرت وارد اتاق هاي سرد سرور مي شوند و تمامي كارهاي خود را از طريق سرورهاي مجازي و يا تجهيزات شبكه معروف به  kvm Over Ip انجام مي دهند كه مستقيما مانند شخصي كه رودرروي سرور ايستاده از طريق بروزر وب مي توانند از مرحله بوت[8]سيستم تا مرحله ويندوز با سرورها كار كنند.

پشتيبان گيري سرورها

فرض بر اين بگيريد كه شبكه شما كاربران زيادي دارد و شما براي اينكه بخواهيد از سرورهايتان پشتيبان به صورت iso بگيريد بايد حتما سرور را خاموش كنيد و با برنامه هاي hiren راه اندازي كنيد و سپس از سرور پشتيبان گيري كنيد . خوب حال اگر اين فرآيند زماني طولاني را به خود اختصاص دهد چگونه با كاربران تعامل مي كنيد ؟ چگونه مي توانيد رضايت آنها را جلب كنيد. شما بايد قبل از خاموش كردن سرور به تمامي كابران بروز[9]خود  اطلاع رساني كنيد كه قصد چنين كاري را داريد حال اگر حتي چند درصد از آنها در حال پر كردن فرم هاي ثبت نام و برداشت حساب از طريق اينترنت و انتقال و يا خواندن كارتابل اداري و يا چت و گفتگوي آنلاين با يكي از آشنايان و همكاران خود در دورترين جاي كره زمين مشغول باشند آيا متقاعد كردن آنها برا ي قطع ارتباط كار ساده ايي است؟

اين در حالي است كه در شبكه هايي با سرور مجازي به راحتي مي توان بدون خاموش كردن هيچ كدام از سرورها حتي سرورهاي دامين كه حساسيت بسيار زيادي دارند از آنها پشتيبان سرد يا iso گرفت.

انتقال سرورها

فرض كنيد شما مدير شبكه ايي هستيد كه شعبات زيادي در سرتاسر كشور و يا جهان دارد و نياز به مديريت سرورها از راه دور داريد ، فرض كنيد كه يكي از شعبات شما جابجا شده و از شهري به شهر ديگر منتقل خواهد شد و شما ناگزير بايد سرورها را به شهر مقصد منتقل كنيد . با فرض احتياط فراوان و صدمه نزدن به قطعات حساس سرور در جابجايي آيا منطقي است دسترسي كاربران را تا زمان استقرار سرور در شهر جديد و تجهيز اتاق سرور جديد قطع باشد. خوب شابد بپرسيد چاره اين كار چيست ؟ در جواب ميتوانم بگويم يكي از قابليتهاي مجازي سازي سرورها اين است كه ميتوان سرور مجازي را بدون هيچ وقفه ايي از شهري به شهر ديگر از طريق شبكه اينترنت و يا خط لايه دو انتقال داد و هنگامي كه انتقال به پايان رسيد براي مدت چند دقيقه سرور قديمي در شهر مبدا خاموش ميشود و سرور جديد در شهر مقصد روشن شده و به سرويس دهي مي پردازد.

نتيجه گيري:

از مزاياي مجازي سازي[10]و رايانش ابري[11]همين بس كه شركت گوگل كه غول جستجوي جهان و برنامه هاي  مبتني بر وب[12]است پيش بيني كرده تا سال 2018 در دنياي رايانه 80% نرم افزارهاي جهان از رايانش ابري استفاده خواهند كرد.

منابع:

1-     سايتwww.vmware.com

2-    سايت www.microsoft.com

3-   انجمن متخصصين شبكه ايران

4-    كتاب Network Virtualization ; victor moreno ;isbn: 1587052482 , 9781587052484