انواع مجازی سازی

انواع مجازی سازی

اصطلاح "مجازی سازی" در دهه 1960 ابداع شد و در ابتدا به ایجاد ماشینهای مجازی - مفهوم مجازی سازی سخت افزاری اشاره شده بود. امروزه اشکال مختلفی از مجازی سازی در مناظر مدرن IT یافت می شود که مربوط به انتزاع منابع فناوری اطلاعات مانند نرم افزار ، ذخیره سازی ، داده ها یا مؤلفه های شبکه است. بنابراین تمایز بین:

مجازی سازی سخت افزار

مجازی سازی نرم افزار

مجازی سازی ذخیره سازی

مجازی سازی داده

مجازی سازی شبکه

مجازی سازی سخت افزار

اصطلاح مجازی سازی سخت افزاری به فناوری هایی اطلاق می شود که امکان تهیه اجزای سخت افزاری با استفاده از نرم افزار را بدون توجه به مبنای بدنی آنها فراهم می سازند. مثال اصلی مجازی سازی سخت افزار دستگاه مجازی (کوتاه مدت VM) است.

VM یک کامپیوتر مجازی است که نسبت به کاربر نهایی مانند یک کامپیوتر فیزیکی از جمله سخت افزار و سیستم عامل رفتار می کند. ماشین های مجازی به عنوان سیستم های مهمان مجازی بر روی یک یا چند سیستم فیزیکی به نام میزبان اجرا می شوند . لایه انتزاع بین پایه فیزیکی و سیستم مجازی در مجازی سازی سخت افزار توسط یک به اصطلاح hypervisor ایجاد می شود .

 اشاره

یک Hypervisor (که به عنوان مانیتور ماشین مجازی نیز شناخته می شود ، VMM) نرم افزاری است که عملکرد چندین سیستم میهمان را در یک سیستم میزبان امکان پذیر می کند. دو نوع hypervisors وجود دارد: یک hypervisor نوع 1 مستقیم بر روی سخت افزار سیستم میزبان قرار می گیرد. هایپرایزورهای این نوع hypervisors فلز لخت هستند. از طرف دیگر hypervisors نوع 2 در سیستم عامل میزبان اجرا شده و از درایور دستگاه ارائه شده توسط این سیستم برای دسترسی به سخت افزار استفاده می کنید. یکی از معاونان میزبان صحبت می کند.

Hypervisors منابع سخت افزاری را که توسط سیستم میزبان از قبیل CPU ، RAM ، فضای هارد دیسک و لوازم جانبی در دسترس است ، مدیریت می کند و آنها را در هر سیستم مهمان توزیع می کند. از نظر فنی ، این کار از طریق مجازی سازی کامل یا مجازی سازی پارا مجازی انجام می شود.

مجازی سازی کامل: در صورت مجازی سازی کامل ، hypervisor یک محیط سخت افزاری کامل برای هر دستگاه مجازی ایفا می کند. بنابراین هر VM دارای سهمیه خاص خود از منابع سخت افزاری مجازی است که توسط Hypervisor اختصاص داده شده است و می تواند بر این اساس برنامه های کاربردی را اجرا کند. از طرف دیگر سخت افزار فیزیکی سیستم میزبان از سیستم عامل مهمان پنهان مانده است. این روش عملکرد سیستم های میهمان اصلاح نشده را امکان پذیر می کند. راه حل های نرم افزاری محبوب برای مجازی سازی کامل عبارتند از Oracle VM VirtualBox ، Parallels Workstation ، VMware Workstation ، Microsoft Hyper-V و Microsoft Virtual Server.
 

Paravirtualisierung: در حالی که مجازی سازی کامل ، یک سخت افزار مجازی مجزا برای هر VM فراهم می کند ، hypervisor فقط یک رابط برنامه نویسی (API) را برای پارا-مجازی سازی فراهم می کند ، که از طریق آن سیستم عامل های مهمان می توانند به طور مستقیم به سخت افزار فیزیکی سیستم میزبان دسترسی داشته باشند. Paravirtualization بنابراین یک مزیت عملکرد نسبت به مجازی سازی کامل دارد. با این حال پیش شرط این امر اینست که هسته سیستم عامل مهمان برای API منتقل شده است. این بدان معناست که فقط سیستم های مهمان اصلاح شده قابل پیش بینی شدن هستند. ارائه دهندگان سیستم های اختصاصی - به عنوان مثال مایکروسافت ویندوز - به طور کلی اجازه چنین تغییری را نمی دهند. Hypervisors که قابلیت مجازی سازی را فراهم می کند شامل Xen و Oracle VM Server برای SPARC.برای استفاده

برای کاربر نهایی ، ماشین مجازی از یک کامپیوتر فیزیکی قابل تشخیص نیست. مجازی سازی سخت افزار مفهوم انتخاب هنگامی است که می آید تعداد زیادی سرور مجازی را برای کاربران مختلف بر اساس یک پلتفرم محاسبات قدرتمند فراهم کند - اساس مدل میزبانی مشترک مشترک.

 اشاره

با ارائه میزبانی مشترک ، یک ارائه دهنده هاستینگ ماشین فیزیکی را در یک مرکز داده بهینه کار کرده و نگهداری می کند و منابع سخت افزاری مجازی شده را به عنوان سیستم های مهمان بسته در اختیار مشتریان خود قرار می دهد.

یکی دیگر از زمینه های کاربرد مجازی سازی سخت افزار ، ادغام سرور در محیط شرکت ها است . مجازی سازی با هدف افزایش استفاده از سخت افزار سرور استفاده می شود. اجزای سخت افزاری مانند پردازنده ها برای خرید گران هستند. برای جلوگیری از هدر رفتن منابع گران قیمت CPU ، شرکت ها از معماری IT که در آن از ماشین های محاسباتی جداگانه برای برنامه های مختلف سرور استفاده می شود ، جلوگیری می کنند. در عوض ، سرورهای مختلف به عنوان سیستم های مهمان جداگانه در همان سکوی سخت افزاری کار می کنند. این سه مزیت اصلی دارد:

استفاده از پردازنده بهبود یافته از سرورها

تقسیم موثر رسانه های ذخیره سازی

مصرف انرژی کمتر برای بهره برداری و خنک کننده

این رویکرد به ویژه کارآمد است که سرورهای تلفیقی با قله های عملکرد مبهم کار کنند. اما اگر سخت افزار سیستم میزبان توسط همه سیستم های مهمان به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرد ، باید اطمینان حاصل شود که منابع کافی برای کلیه بارهای کار در دسترس است. در غیر اینصورت این خطر وجود دارد که یک برنامه با فشرده سازی منابع در یک ماشین مجازی تأثیر منفی بر عملکرد سایر برنامه های دیگر در VM ها در همان سیستم میزبان داشته باشد.

 واقعیت

زمینه اصلی کاربرد مجازی سازی سخت افزار در زمینه شرکتی ادغام سرور است. در هنگام کار با ماشین های مجازی ، به این کار مجازی سازی سرور نیز گفته می شود .

مجازی سازی سخت افزار یک مفهوم مجازی سازی نسبتاً ایمن در نظر گرفته شده است، هر سیستم مهمان در یک محیط سخت افزاری مجازی به صورت جداگانه اجرا می شود. اگر یکی از سیستم های مهمان توسط هکرها نفوذ کرده و یا عملکردهای آن توسط بدافزارها مختل شده باشد ، این معمولاً هیچ تاثیری در سایر سیستم های مهمان در همان سیستم میزبان ندارد. حمله هایی که هکرها در آنها از آسیب پذیری های موجود در نرم افزار hypervisor برای دسترسی به سیستم میزبان اصلی استفاده می کنند یک استثنا هستند. در این حالت ، یکی از شکست از ماشین مجازی صحبت می کند. چگونگی اطمینان کارکرد ماشینهای مجازی همیشه به نرم افزار مربوطه مجازی سازی بستگی دارد و اینکه چگونه سریعاً و از طرف ارائه دهنده مربوطه شکافهای امنیتی شناسایی و بسته می شود.

مجازی سازی سخت افزار اخیراً از دیگر مفاهیم مجازی سازی در معرض رقابت شدید قرار گرفته است. یکی از دلایل این امر به اصطلاح سربار ماشینهای مجازی است . به عنوان مثال ، فن آوری کانتینر - نوعی مجازی سازی نرم افزار - به یک مشاور عالی احتیاج ندارد. مجازی سازی در سطح سیستم عامل ، که در آن برنامه ها در ظروف جدا شده اجرا می شوند ، از این رو به طور قابل توجهی از نظر منابع کارآمد تر است. با این حال ، ظروف در مقایسه با VMs ، ایزولاسیون قابل توجهی کمتری را ارائه می دهند. بنابراین بعید است که یک فناوری کاملاً جایگزین دیگری شود. در عوض ، این موضوع برای یافتن مفهوم مجازی سازی بهینه برای زمینه مورد نظر کاربردی است.

نمای کلی مفاهیم مجازی سازی

نمای کلی مفاهیم مجازی سازی

ابر بدون مجازی چه خواهد بود؟ تهیه منابع IT مجازی و انتزاع ناشی از دستگاه محاسبات فیزیکی ، زمینه را برای عصر ابر فراهم کرده است. تمام فن آوری های مورد استفاده در زمینه محاسبات ابری مبتنی بر مجازی سازی منابع IT مانند سخت افزار ، نرم افزار ، ذخیره سازی یا اجزای شبکه است. از نظر فنی ، این اشکال مجازی سازی گاهی اوقات تفاوت های چشمگیری دارند. ما زمینه های اصلی استفاده از مفاهیم مختلف مجازی سازی را نشان می دهیم و مزایا و معایب را با هم مقایسه می کنیم.

محتویات

مجازی سازی چیست؟

مجازی سازی: نه شبیه سازی و نه شبیه سازی

مجازی سازی چگونه کار می کند؟

اشکال مجازی سازی

مجازی سازی چیست؟

مجازی سازی انتزاعی از منابع فیزیکی IT است . اجزای سخت افزاری و نرم افزاری می توانند انتزاع شوند. به یک مؤلفه IT که به عنوان بخشی از مجازی سازی ایجاد می شود ، به یک مؤلفه مجازی یا منطقی گفته می شود و درست مانند همتای فیزیکی آن قابل استفاده است.

مزیت اصلی مجازی سازی لایه انتزاع بین منابع فیزیکی و تصویر مجازی است. این اساس خدمات مختلف ابری است که در مشاغل روزمره بسیار مهم می شوند. مجازی سازی باید از مفاهیم (گاهی اوقات بسیار مشابه) شبیه سازی و شبیه سازی متمایز شود .

 تعریف مجازی سازی

مجازی سازی انتزاع منابع IT فیزیکی مانند سخت افزار ، نرم افزار ، ذخیره سازی و اجزای شبکه است. هدف این است که این منابع در یک سطح مجازی تهیه شود و آنها را در صورت نیاز با انعطاف پذیر به مشتریان مختلف توزیع کند. این هدف در جهت بهبود استفاده از منابع فناوری اطلاعات است.

مجازی سازی: نه شبیه سازی و نه شبیه سازی

هرکسی که با مجازی سازی سروکار دارد ناگزیر اصطلاحات شبیه سازی و شبیه سازی را پیدا می کند ، که غالباً بصورت متقابل استفاده می شوند ، اما از نظر فنی هم از نظر یکدیگر و هم از نظر مفهوم مجازی سازی متفاوت هستند.

شبیه سازی: یک شبیه سازی شبیه سازی کامل یک سیستم با استفاده از نرم افزار است. در این حالت ، "کامل" بدان معنی است که نه تنها توابع در تعامل با سایر سیستم ها تقلید می شوند ، بلکه تمام اجزای سیستم و منطق داخلی آنها شبیه سازی می شوند. شبیه سازها برای جمع آوری برنامه هایی استفاده می شوند که در واقع برای یک سیستم در سیستم دیگر برای اهداف آنالیز ساخته شده اند. شبیه سازی باعث می شود ، به عنوان مثال ، اجرای نرم افزارهای اصلی برای قدیمی های قدیمی در سیستم عامل های محاسباتی مدرن. در مقابل شبیه سازی ، شبیه سازی برای استفاده عملی در نظر گرفته نشده است. شبیه ساز پرواز را به عنوان نمونه بگیرید. این یک پرواز را شبیه سازی می کند ، اما خلبان را به مقصد خود نمی رساند. یک شبیه ساز محبوب آن است شبیه ساز آیفون در XCode . به عنوان مثال ، برای تست طراحی وب سایت های تلفن همراه روی دسک تاپ مورد استفاده قرار می گیرد.
 

شبیه سازی: در حالی که شبیه سازی قصد دارد شبیه سازی سیستم ها باشد ، شبیه سازی عملکردهای سخت افزار یا اجزای نرم افزاری را فراهم می کند ، اما منطق داخلی آنها نیست. هدف از تقلید دستیابی به نتایج مشابه با سیستم شبیه سازی شده با همتای واقعی است. در مقابل شبیه ساز ، یک شبیه ساز می تواند سیستم شبیه سازی شده را به طور کامل جایگزین کند. شبیه ساز پرواز که در واقع خلبان را به مقصد مورد نظر می رساند ، شبیه ساز پرواز خواهد بود. یک پروژه نرم افزاری برجسته که با این مفهوم مطابقت دارد ، شبیه ساز اندروید در Android Studio است .

در عمل ، شبیه ساز و شبیه ساز در سه سناریو استفاده می شوند :

یک محیط سخت افزاری به گونه ای شبیه سازی شده است که می توان یک سیستم عامل را اجرا کرد که در واقع برای یک سیستم عامل پردازنده دیگر ایجاد شده است.
 

یک سیستم عامل شبیه سازی شده است تا برنامه هایی را اجرا کنید که در واقع برای سایر سیستم ها نوشته شده اند.
 

یک محیط سخت افزاری برای نرم افزار منسوخ شده باید شبیه سازی شود ، زیرا اجزای اصلی دیگر در دسترس نیستند.

تمایز بین شبیه سازها و شبیه سازها باید راه حلهای نرم افزاری باشد که فقط یک لایه سازگاری را به منظور ایجاد ناسازگاری بین سخت افزارهای مختلف و اجزای نرم افزاری ارائه می دهد. با استفاده از این مفهوم ، کل سیستم تکثیر نمی شود بلکه فقط بخشی از یک سیستم است - یک مخفف بازگشتی برای W را INE من بازدید کنندگان N OT به E mulator ) و از Cygwin .

 اشاره

وین یک لایه سازگاری در سیستم عامل های سازگار با POSIX (لینوکس ، مک ، سولاریس یا BSD) ایجاد می کند ، که برنامه های ویندوز را قادر می سازد اجرا شود. این نرم افزار مبتنی بر بازسازی دشوار کد منبع اختصاصی و غیر عمومی ویندوز است. اساس بازسازی ، برچیدن نرم افزار دارای حق چاپ نیست بلکه مهندسی معکوس به عنوان بخشی از آزمایش جعبه سیاه است. از نظر فنی ، شراب منطق داخلی کل سیستم عامل ویندوز را تقلید نمی کند بلکه فقط ویندوز API ( برنامه برنامه نویسی برنامه نویسی ، آلمانی: " رابط برنامه نویسی"). تماسهای سیستمی به نرم افزار ویندوز توسط شرکت شراب پذیرفته می شود ، بدون تأخیر به تماس های POSIX تبدیل می شود و به سیستم زیربنایی ارسال می شود.

مجازی سازی چگونه کار می کند؟

مجازی سازی شبیه به مفاهیم شبیه سازی و شبیه سازی است ، اما هدف دیگری دارد. شبیه سازها و شبیه سازها یک مدل سیستم نرم افزاری یک سیستم رایانه ای را پیاده سازی می کنند، که برای ایجاد ناسازگاری استفاده می شود. هدف اجرای برنامه ها بر روی سیستمی است که در واقع توسط آن پشتیبانی نمی شوند. این رویکرد دو معایب دارد: شبیه سازی و شبیه سازی برای توسعه بسیار پیچیده هستند. علاوه بر این ، هر دو رویکرد ناگزیر با از بین رفتن عملکرد همراه هستند. در حالت ایده آل ، مجازی سازی به گونه ای طراحی شده است که کمترین شبیه سازی یا شبیه سازی ممکن مورد نیاز باشد. درعوض ، فناوری های مجازی سازی فقط قرار است لایه انتزاعی ایجاد کنند که منابع IT را بدون توجه به مبنای بدنی آنها فراهم می کند.

در اینجا یک مثال آورده شده است : اگر کاربر بخواهد یک یا چند نسخه مجازی ویندوز 7 را در رایانه ویندوز 7 خود برای اهداف آزمایش اجرا کند ، از نرم افزار مجازی سازی استفاده می کند. اما اگر همین کاربر بخواهد دو نسخه مجازی Ubuntu را در همان رایانه راه اندازی کند ، به نرم افزار مجازی سازی احتیاج دارد که بتواند ناسازگاری بین سیستم ویندوز زیرین و سیستم های لینوکس مبتنی بر آنها را با شبیه سازی برطرف کند.

راه حل های نرم افزاری بی شماری که در زمینه مجازی سازی استفاده می شوند حاوی شبیه ساز هستند. بنابراین ، در عمل ، هر دو مفهوم اغلب با هم همپوشانی دارند .

واقعیت... مجازی سازی شبکه

واقعیت ... مجازی سازی شبکه

مجازی سازی مدت زمان طولانی است که یک روند متوقف شده است ، اما یک استاندارد کاملاً لنگر در سبد IT است.به دلیل اهمیت بالای آن شرکت ها ، مجازی سازی همچنان مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

ما به طور خلاصه اصول فنی و آخرین تحولات موضوع را بررسی می کنیم.

 

ایده اصلی مجازی سازی ، نقشه برداری از خدمات IT با منابع مجازی است که قبلاً به سخت افزار گره خورده بودند. تاکنون سرورها ، دسک تاپ ها و ذخیره داده ها مجازی سازی شده اند. به عنوان مثال ، رایانش ابری نوعی مجازی سازی است. مجازی سازی شبکه ها مرحله بعدی این پیشرفت را نشان می دهد.این صنعت فرصت های بسیار خوبی را در اینجا و به همان اندازه پتانسیل توسعه ای عالی می بیند. در این مقاله ، روند مجازی سازی شبکه با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار خواهد گرفت و توضیح داده می شود که مجازی سازی شبکه ها دقیقاً به چه معنی است و چه مزایایی را به همراه دارد.

 

مجازی سازی شبکه چیست؟

هر شبکه ای از منابع منطقی و فیزیکی تشکیل شده است. به این منابع شبکه گفته می شود. این موارد شامل پهنای باند ، تأخیر ، فضای ذخیره سازی و موارد دیگر می باشد. این منابع شبکه اکنون بهم پیوسته و ترکیب شده و یا به واحدهای منطقی تقسیم می شوند. شبکه محلی یک لایه مجازی دریافت می کند و این باعث می شود بخش های مختلف یک شبکه را بدون داشتن کارت شبکه فیزیکی جداگانه وصل کنید. بخش های مختلف مجازی با خیال راحت از یکدیگر جدا می شوند ، اما هر یک از شرکت کنندگان می توانند از طریق رایانه شخصی خود به تمام منابع موجود در شبکه دسترسی پیدا کنند. همه نوع پرونده ها ، برنامه ها و پوشه ها را می توان توسط مدیرانی از یک مکان فیزیکی منفرد مدیریت کرد. همه مکان های دیگر ماهیتاً مجازی دارند. وسایل ذخیره سازی مانند دیسک های سخت و درایو های نوار به راحتی اضافه یا اختصاص داده می شوند. بنابراین فضای ذخیره سازی می تواند بصورت مرکزی آزاد شود.

 

مزایای مجازی سازی شبکه چیست؟
تهیه شبکه های سنتی معمولاً حجیم ، بسیار ایستا و بسیار انعطاف پذیر است ، علاوه بر این ، سرورهای مختلف معمولاً مورد استفاده قرار نمی گیرند و بنابراین ناکارآمد هستند. مجازی سازی شبکه تمام این مشکلات را حل می کند و بهینه سازی عملکرد ، قابلیت اطمینان ، انعطاف پذیری ، مقیاس پذیری و امنیت را تضمین می کند. با یک راه حل شبکه مجازی ، ماشین ها و شبکه های مجازی می توانند در عرض چند دقیقه مستقر و مقیاس شوند. بنابراین مجازی سازی مخصوصاً برای شبکه هایی مانند VPN (شبکه خصوصی مجازی) یا SDN (شبکه تعریف شده توسط نرم افزار) موثر است که در معرض قله های بزرگ غیرقابل پیش بینی قرار می گیرند ، زیرا این موارد قابل انعطاف است. یکی دیگر از مزایای راه حل مجازی ، کاهش اجزای بدنی است. سوئیچ ها ، روترها ، سرورها ،
برای تقویت امنیت ، عملکردهای فایروال را می توان به شبکه های مجازی اضافه کرد ، که با آنها سازگار می شوند ، بر ترافیک شبکه نظارت می کنند و بدین ترتیب از مدیریت و عیب یابی بهتر ، یعنی عیب یابی مؤثرتر ، اطمینان می کنند. عملکردهای به اصطلاح "کیفیت خدمات" همچنین اطمینان حاصل می کنند که ترافیک حساس با اولویت و برخورداری از عملکرد بالا تضمین می شود. با مفهوم تعادل بار ، موثرترین مسیر از طریق شبکه مجازی بطور خودکار انتخاب می شود. این فناوری عملکرد شبکه را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

 

VMware NSX مرکز داده
VMware NSX Data Center یک سکوی مجازی سازی شبکه از VMware متخصص مجازی ایالات متحده است. این یک بستر برای مرکز داده تعریف شده نرم افزار (SDDC) است ، یعنی یک مرکز ذخیره سازی داده که در آن کلیه عناصر زیرساخت مجازی سازی شده است. بنابراین عملکردهای شبکه و امنیت کاملاً مبتنی بر نرم افزار هستند و از زیرساختهای فیزیکی اساسی در قالب انتزاعی ارائه می شوند. مرکز داده NSX پایه و اساس شبکه مجازی ابر را تشکیل می دهد و صرف نظر از اینکه در آن واقع شده است ، اتصال جامع پایان به پایان را برای برنامه ها و داده های شما ارائه می دهد. علاوه بر این ، NSX شبکه های مجازی را قادر می سازد تا بارهای فیزیکی سنتی و LAN های مجازی را به یکدیگر متصل کنند و همچنین شامل یک رابط ، که با آن NSX می تواند در سیستم عامل های مدیریت ابر ادغام شود. در این روش می توان گزینه های اضافی اتوماسیون ایجاد کرد. VMware NSX Data Center همه ی مزایای مجازی سازی شبکه را شامل می شود و زمینه های امنیتی ، سازگاری ، شبکه های چند ابر ، اتوماسیون و برنامه های بومی ابر را در بر می گیرد.