مجازی سازی با هدف تقسیم منابع یک کامپیوتر بین چند کاربر انجام می شود و مطمئناً اگر با این حوزه سر و کار دارید، تا الآن با اصطلاح مجازی سازی Hypervisor Xen مواجه شده اید.
مجازی سازی همان تکنیکی است که ارائه دهندگان سرور مجازی برای ایجاد نسخه های قدرتمند از یک سرور فیزیکی استفاده می کنند. Xen یکی از معروف ترین آنهاست که با تکنیک هایی مثل موازی سازی هم انعطاف پذیری سرورها را بالا می برد هم اینکه عملکرد عالی آن در اشتراک سخت افزار بین سرورهای مجازی باعث متعادل سازی بار می شود.
اگر یک کامپیوتر بین چند کاربر تقسیم شود، منظور ماشین مجازی است ولی اگر یک سرور بین چند کاربر تقسیم شود، منظور سرور مجازی است. نیازی به نگرانی نیست، در ادامه به طور مفصل در مورد همه مباحثی که باید در مورد مجازی سازی و مجازی ساز Xen بدانید، صحبت می کنیم. پس بیایید شروع کنیم:
منظور از مجازی سازی چیست؟
مجازی سازی این امکان را به شما می دهد که قابلیت های ماشین فیزیکی را بین چند کاربر یا محیط تقسیم کنید و از ظرفیت آن به طور کامل استفاده کنید.
هایپروایزر مجازی ساز نقش تقسیم کننده را برعهده دارد و می تواند در بالای سیستم عامل یا مستقیماً در سخت افزار قرار بگیرد. به این صورت که هایپروایرز منابع فیزیکی سیستم را می گیرد و با تقسیم بندی بر حسب نیاز، شرایطی را فراهم می کند تا ماشین های مجازی بتوانند از آنها استفاده کنند.
دلایل زیادی برای استفاده از تکنیک مجازی سازی وجود دارد که رایج ترین آنها، استفاده از سیستم عامل های مختلف بر روی یک کامپیوتر است. البته، مجازی سازی سرور هم به نوبه خود کاربرد زیادی دارد و مدیران سرور برای تقسیم بندی یک سیستم بزرگ به بخش های کوچکتر از این تکنیک استفاده می کنند چون این کارهم باعث افزایش کارایی سیستم می شود و هم این که فرآیندهای مربوط به هر ماشین مجازی را از هم جدا نگه دارد.
مجازی سازی Hypervisor Xen
Xen یک هایپروایزر متن باز و مبتنی بر لینوکس است که برای مجازی سازی از روش paravirtualization استفاده می کند. Hypervisor Xen به عنوان یک هایپروایزر نوع ۱ با سطح امنیتی c2 می تواند بدون نیاز سیستم عامل میزبان و مستقیماً روی سخت افزار کامیپوتر نصب شود و سخت افزار، منابع جانبی و ورودی/خروجی را به طور مستقیم کنترل، نظارت و مدیریت می کند.
ماشین های مجازی از این هایپروایزر درخواست می کنند تا منبع مورد نیاز را برای آنها فراهم کند. البته، این ماشین ها اول باید درایور دستگاه مجازی Xen را نصب کنند تا به اجزای سخت افزار دسترسی داشته باشند. پس در کل نقش Hypervisor Xen هماهنگ کردن تعامل بین ماشین های مجازی و سخت افزار فیزیکی است.
بهتر است کمی هم در مورد مجازی سازی paravirtualization صحبت کنیم تا مباحث بعدی مربوط به مجازی ساز Xen بهتر جا بیافند:
مجازی سازی paravirtualization
Paravirtualization نسخه توسعه یافته فناوری مجازی سازی است که به بهبود عملکرد، بک آپ گیری راحت تر و migration های سریع تر کمک می کند و میزان مصرف انرژی را هم کاهش می دهد. این روش به جای ترجمه باینری در زمان کامپایل از عملیات hypercall استفاده می کند. hypercall یک تله نرم افزاری است که از دامنه برای دسترسی به Hypervisor فراخوانی می شود. hypercall برای hypervisor همان syscall برای سیستم عامل است. با این نوع فراخوانی ها، درخواست های ممتازی که نیاز به همکاری Hypervisor دارند، ارسال می شوند.
Paravirtualization نیاز به دستکاری ادمین دارد چون سیستم عامل میزبان باید اصلاح شود. همچنین، سیستم عامل میزبان با استفاده از درایورها می تواند مستقیماً با hypervisor ارتباط برقرار کند.
البته، این روش مجازی سازی مربوط به Hypervisor Xen از لحاظ پرتابل بودن و سازگاری عملکرد خوبی ندارد.
ساختار مجازی ساز Xen
Xen یک هایپروایزر میکروکرنل است که سیاست را از مکانیسم جدا می کند. همانطور که در شکل زیر هم مشخص است، این هایپروایزر مکانسیم ها را پیاده سازی می کند و تمام سیاست های امنیتی را به دامنه ۰ یا Dum0 واگذار می کند. توجه داشته باشید که دامنه کنترل یا همان دامنه ۰ هم یک ماشین مجازی محسوب می شود. در کل، به طور محلی شامل هیچ درایور دستگاهی نمی باشد و مکانیسمی را فراهم می کند که سیستم عامل مهمان توسط آن بتواند به دستگاه ها فیزیکی دسترسی مستقیم داشته باشد.
همین باعث می شود که اندازه Hypervisor Xen نسبتاً کوچک باشد و بین سخت افزار و سیستم عامل قرار بگیرد.
اجرای اصلی یک سیستم xen
دامنه کنترل، Hypervisor Xen و تعدادی ماشین مجازی، اجزای اصلی یک محیط مجازی سازی مبتنی بر Xen هستند. البته، ابزارها، دستورات و فایل های پیکربندی هم جزو این سیستم هستند که کار مدیریت مجازی سازی از طریق آنها انجام می شود.
در مجموع به کامپیوتر فیزیکی که میزبان این اجزا است، سرور میزبان ماشین مجازی گفته می شود و همه این اجزا با همکاری همدیگر، پلتفرمی را ایجاد می کنند که از ماشین های مجازی میزبانی کند.
Hypervisor Xen
این هایپروایزر که گاهی اوقات به آن مانیتور ماشین مجازی هم گفته می شود، وظیفه هماهنگ سازی تعامل بین ماشین های مجازی و سخت افزار را انجام می دهد. مدیران IT با استفاده از این هایپروایزر می توانند چند سیستم عامل را روی سخت افزار اجرا کنند.
بررسی جدول صفحه ها، تخصیص منابع برای دامنه های جدید و زمان بندی دامنه ها از وظایف این هایپروایزر است.
دامنه ۰ یا کنترل
این دامنه، اولین دامنه ای است که توسط Hypervisor Xen موقع بوت، راه اندازی می شود و وظیفه دسترسی مستقیم به سخت افزار و مدیریت منابع سخت افزاری مشترک مربوط به ماشین های مجازی را بر عهده دارد. اگر این دامنه هک شود، هکر می تواند کل سیستم را کنترل کند. پس سیاست های امنیتی خاصی برای بهبود امنیت دامنه ۰ نیاز است. این دامنه به کاربران اجازه می دهد که به راحتی عملیاتی مثل ایجاد، کپی، ذخیره، تغییر، اشتراک گذاری و بازگردانی را روی ماشین های مجازی خود انجام دهند. خود این دامنه از چند مولفه تشکیل شده است:
SUSE Linux Enterprise Server: یک محیط گرافیکی و یک خط فرمان برای مدیریت ماشین های مجازی.
QEMU: یک ابزار متن باز برای شبیه سازی اجزای سیستم کامپیوتری مثل پردازنده و سایر تجهیزات و مجازسی سازی آنها.
ماشین مجازی مهمان یا DomU
این دامنه برخلاف دامنه ۰ دسترسی مستقیمی به سخت افزار ندارد و برای دسترسی به صورت مالتی پلکسی به بخش مورد نظر باید FrontendDriver اجرا کند. درواقع، DomU توسط دامنه ۰ شروع می شود و کاربر با خط فرمان به آن دسترسی پیدا می کند.
ماشین مجازی مهمان از اجزای زیر تشکیل شده است:
- حداقل یک دیسک مجازی که دارای سیستم عامل قابل بوت باشد. دیسک مجازی می تواند بر اساس یک فایل، پارتیشن یا هر نوع بلوک دیگر باشد.
- یک فایل پیکربندی به ازای هر ماشین مجازی مهمان
- چند دستگاه شبکه برای اتصال به شبکه مجازی که دامنه کنترل ارائه می دهد.
مزایا و معایب مجازی سازی Hypervisor Xen
مزایا:
۱) ترکیب مجازی سازی مبتنی بر سخت افزار و paravirtualization باعث افزایش انعطاف پذیری و عملکرد بهینه سیستم می شود.
۲) متعادل سازی حجم کار با ضبط حافظه، پردازنده و دیسک ورودی/خروجی به بهبود عملکرد و مدیریت تراکم داده کمک می کند.
۳) ویژگی Citrix storage link، این امکان را به مدیر سیستم می دهد که از ویژگی های آرایه های شرکت های بزرگی مثل Netapp ، Dell Equal logic و … استفاده کند.
۴) پشتیبانی از ویژگی های زیر هم جزو نقاط قوت این مجازی ساز است:
- چند پردازندگی
- امکان انتقال از یک ماشین به ماشین دیگر
- ابزارهای تبدیل سرور فیزیکی به ماشین مجازی یا سرور مجازی به ماشین مجازی
- مدیریت متمرکز چند سرور
- نظارت عملکرد سیستم ویندوز و لینوکس به صورت real time
معایب
۱) Xen برای سیستم لینوکس قابل اعتماد تر است تا ویندوز.
۲) مدیریت بخش هایی مثل درایوها، حافظه، بکاپ، بازیابی و تحمل پذیری خطا به یک مولفه شخص ثالث وابسته است.
۳) به مرور زمان، دیپلوی Xen روی هسته لینوکس می تواند با بار سنگین همراه باشد.
۴) گاهی اوقات این نوع مجازی سازی باعث افزایش بار روی منابع با نرخ ورودی / خروجی بالا می شود و کمبود منابع برای ماشین های مجازی دیگر را به دنبال دارد.
Xen server چیست؟
Xen Server به عنوان یک پلتفرم متن باز برای مجازی‌سازی ابر، سرور و دسکتاپ استفاده می‌شود که به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد تا در کمتر از ۱۰ دقیقه حتی سنگین‌ترین بارهای کاری و فرآیندهای مدیریتی خود را مجازی‌سازی کنند. استفاده از این پلتفرم باعث افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش هزینه‌ها می‌شود.
این پلتفرم که بر اساس Xen Hypervisor توسط Citrix Systems توسعه یافته است، قادر است بر روی تمامی پردازنده‌های x86 اجرا شود. این نرم‌افزار، قدرت محاسباتی یک سرور فیزیکی را در چند ماشین مجازی ترکیب می‌کند و همه آنها را به عنوان یک سرور استاندارد شبیه‌سازی می‌کند. بخش مانیتورینگ این پلتفرم به کاربران کمک می‌کند تا تخصیص و توزیع منابع محاسباتی سرور فیزیکی بین ماشین‌های مجازی را به راحتی مدیریت و عملکرد آنها را نظارت کنند.
پشتیبانی از اکثر سیستم‌عامل‌های سرور مانند لینوکس و ویندوز موجب می‌شود تا نیازهای عملیاتی یک سرور استاندارد بدون محدودیت برآورده شود. این نرم‌افزار در سه نسخه رایگان، استاندارد و سازمانی در دسترس است.
با مطالعه این بخش، مطمئناً فهمیدید که سرورها چگونه مجازی‌سازی می‌شوند و در اختیار کاربران قرار می‌گیرند. البته، جایگزین‌های زیادی برای Xen وجود دارد که هر یک دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. استقلال کامل هر سرور مجازی از دیگر سرورهای مجازی از نقاط قوت این پلتفرم است که به کاربران امکان بهره‌برداری کامل از امکانات را می‌دهد.
اگر به دنبال عملکرد بهتر یا بهره‌وری بیشتر در کسب و کار خود هستید و نیاز به یک سرور مجازی دارید که به راحتی از پس پردازش‌های ساده تا سنگین برآید و هزینه‌ای مقرون به صرفه داشته باشد، میتوانید به صفحه خرید سرور مجازی شرکت شاپینگ سرور مراجعه کنید و با مشاهده پلن‌های فوق‌العاده ما، بهترین انتخاب را برای یک پیشرفت عالی انجام دهید.
جمع بندی
کاربر با استفاده از Hypervisor Xen می تواند چند سیستم عامل را روی کامپیوترهای میزبان اجرا کند و با مجازی سازی آنها این امکان را فراهم می کند که همه آنها از منابع سخت افزاری یکسانی بهره مند شوند. سرور هایی که حالت مجازی یک سرور فیزیکی را دارند هم طی این پروسه شبیه سازی و مجازی سازی، به وجود می آیند. افزایش انعطاف پذیری، کاهش هزینه و بهبود عملکرد سیستم از مزایای استفاده از این پلتفرم است.
از اینکه تا انتهای مقاله با ما همراه بودید، از شما متشکریم. امیدواریم که مطالعه این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد.
