مجازی سازی چیست؟ بررسی نحوه کار و معرفی انواع مجازی سازی (Virtualization)

مجازی سازی چیست؟

مجازی سازی چیست؟ آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چگونه می‌توان از حداکثر ظرفیت سخت‌افزاری خود بهره برد و از منابع موجود بهینه‌تر استفاده کرد؟ مجازی سازی، پاسخی هوشمندانه به این چالش‌هاست. این فناوری با ایجاد نسخه‌های مجازی از منابع فیزیکی، امکان اجرای چندین سیستم‌عامل و برنامه را به طور همزمان روی یک سخت‌افزار فراهم می‌کند و دنیایی از انعطاف‌پذیری و کارایی را به ارمغان می‌آورد.

در این مطلب از ابرآراز هرآنچه را که لازم است در مورد مجازی سازی (Virtualization) بدانید، مورد بررسی قرار خواهیم داد.

مجازی سازی (Virtualization) چیست؟

مجازی‌سازی، فناوری‌ای است که به شما امکان می‌دهد نسخه‌های مجازی از منابع فیزیکی مانند سرور، حافظه‌ها، شبکه‌ها و سایر ماشین‌های فیزیکی ایجاد کنید. نرم‌افزارهای مجازی، عملکرد سخت‌افزار فیزیکی را تقلید می‌کنند و به این ترتیب، امکان اجرای همزمان چندین ماشین مجازی روی یک ماشین فیزیکی فراهم می‌شود.

به عبارت دیگر، شما می‌توانید با استفاده از مجازی‌سازی، یک محیط شبیه‌سازی‌شده از یک ماشین فیزیکی ایجاد کنید و منابع سخت‌افزاری را که به طور سنتی به یک سخت‌افزار خاص محدود می‌شوند، بین محیط‌های مختلف توزیع کنید. این کار باعث می‌شود که از حداکثر ظرفیت سخت‌افزار موجود به بهترین شکل استفاده شود.

مجازی‌سازی می‌تواند مصرف منابع را بهبود بخشد، هزینه‌های مربوط به نگهداری فیزیکی را کاهش دهد و از طریق سیستم‌های ایزوله، امنیت را افزایش دهد. خواه شما یک مدیر مجازی‌سازی باشید که محیط‌های آزمایشی را روی ایستگاه کاری خود اجرا می‌کنید یا یک سازمان بزرگ باشید که تعداد زیادی ماشین مجازی را در سراسر پلتفرم ابری ترکیبی خود اجرا می‌کند، مجازی‌سازی نقش مهمی در زیرساخت‌ها و حجم‌های کاری IT مدرن ایفا می‌کند.

ماشین مجازی (VM) چیست؟

ماشین مجازی (VM) مانند هر کامپیوتر فیزیکی دیگری مانند لپ‌تاپ، گوشی هوشمند یا سرور است. این ماشین دارای CPU، حافظه، دیسک برای ذخیره فایل‌ها و قابلیت اتصال به اینترنت در صورت نیاز است. در حالی که اجزای تشکیل‌دهنده کامپیوتر شما (سخت‌افزار) فیزیکی و ملموس هستند، ماشین‌های مجازی اغلب به عنوان کامپیوترهای مجازی یا کامپیوترهای تعریف‌شده توسط نرم‌افزار در داخل سرورهای فیزیکی در نظر گرفته می‌شوند و فقط به صورت کد وجود دارند.

کاربردهای مجازی سازی چیست؟

کاربرد مجازی سازی چیست و از آن در چه مواردی استفاده می‌شود؟ در واقع مجازی‌سازی با ایجاد نسخه‌های مجازی از منابع فیزیکی، طیف گسترده‌ای از کاربردها را در دنیای فناوری اطلاعات ارائه می‌دهد. در اینجا به ۵ کاربرد اصلی مجازی‌سازی اشاره می‌کنیم.

• مجازی‌ سازی سرور

با استفاده از مجازی‌سازی سرور، می‌توان چندین سرور مجازی را روی یک سرور فیزیکی اجرا کرد. این امر باعث کاهش هزینه‌های سخت‌افزاری، مصرف انرژی و فضای مورد نیاز می‌شود. همچنین، مدیریت و نگهداری سرورها ساده‌تر شده و امکان تخصیص منابع به صورت پویا فراهم می‌شود.

• مجازی‌سازی دسکتاپ

مجازی‌سازی دسکتاپ به کاربران اجازه می‌دهد تا از راه دور به یک محیط دسکتاپ مجازی دسترسی داشته باشند. این امر امکان مدیریت متمرکز دسکتاپ‌ها، افزایش امنیت و کاهش هزینه‌های پشتیبانی را فراهم می‌کند.

• تست و توسعه نرم‌افزار

مجازی‌سازی محیطی ایزوله برای تست و توسعه نرم‌افزار فراهم می‌کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند بدون نگرانی از تأثیر بر روی سیستم‌های اصلی، نرم‌افزارهای خود را در محیط‌های مختلف تست کنند.

• بازیابی فاجعه 

مجازی‌سازی فرآیند بازیابی پس از وقوع فاجعه را ساده‌تر و سریع‌تر می‌کند. با استفاده از نسخه‌های مجازی از سیستم‌ها و داده‌ها، می‌توان به سرعت سیستم‌ها را در یک محیط جدید بازیابی کرد.

• مجازی سازی رایانش ابری

مجازی‌سازی زیربنای اصلی رایانش ابری است. ارائه‌دهندگان خدمات ابری از مجازی‌سازی برای ارائه منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه به صورت پویا و بر اساس تقاضا استفاده می‌کنند. این امر باعث افزایش انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌ها برای کاربران می‌شود.

مزایا و ویژگی های مجازی سازی چیست؟

مجازی‌سازی مزایای متعددی برای سازمان‌ها فراهم می‌کند. این مزایا به سازمان‌ها کمک می‌کنند تا کارایی خود را افزایش دهند، هزینه‌ها را کاهش داده و انعطاف‌پذیری بیشتری در مدیریت زیرساخت‌های خود داشته باشند؛ برای اینکه بهتر درک کنید که مزایای مجازی سازی چیست، در اینجا به شرح هر یک از مزایا می‌پردازیم:

• استفاده بهینه از منابع

مجازی‌سازی با اجرای چندین ماشین مجازی بر روی یک سخت‌افزار فیزیکی، استفاده از منابع سخت‌افزاری را بهینه می‌کند و نیاز به سرورهای فیزیکی متعدد را کاهش می‌دهد. این امر منجر به صرفه‌جویی در فضا، برق و هزینه‌های خنک‌کننده می‌شود.

• مدیریت خودکار IT

با مجازی‌سازی، مدیریت سرورها از طریق ابزارهای نرم‌افزاری انجام می‌شود و امکان ایجاد الگوهای ماشین مجازی و تکثیر سریع زیرساخت‌ها فراهم می‌شود. این امر از پیکربندی‌های دستی مستعد خطا جلوگیری می‌کند و مدیریت را ساده‌تر و کارآمدتر می‌سازد.

• بازیابی سریع‌تر پس از فاجعه

در صورت بروز حوادث، بازیابی زیرساخت‌های IT با استفاده از محیط‌های مجازی بسیار سریع‌تر از محیط‌های فیزیکی انجام می‌شود. این امر باعث بهبود تاب‌آوری و تداوم کسب‌وکار می‌شود و زمان از دست رفته را به حداقل می‌رساند.

• صرفه‌جویی در هزینه‌ها

بهبود استفاده از سخت‌افزار منجر به صرفه‌جویی در منابع فیزیکی اضافی مانند هارد دیسک‌ها و همچنین کاهش نیاز به برق، فضا و خنک‌کننده در مرکز داده می‌شود.

معایب و چالش های مجازی سازی

مجازی‌سازی در کنار مزایای فراوان، معایبی نیز دارد که باید در نظر گرفته شوند. درک این معایب به سازمان‌ها کمک می‌کند تا تصمیمات آگاهانه‌تری در مورد پیاده‌سازی مجازی‌سازی بگیرند. همچنین برای اینکه بهتر درک کنید که معایب و چالش‌های مجازی سازی چیست در اینجا به شرح هر یک از معایب می‌پردازیم:

• سرمایه‌گذاری اولیه بالا

در حالی که مجازی‌سازی در بلندمدت هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، هزینه‌های اولیه راه‌اندازی برای ذخیره‌سازی و سرورها می‌تواند بیشتر از حد انتظار باشد. این موضوع می‌تواند برای کسب‌وکارهای کوچک‌تر، مانع اولیه محسوب شود.

• پیچیدگی

مدیریت محیط‌های مجازی، به ویژه با افزایش تعداد ماشین‌های مجازی، می‌تواند پیچیده باشد و نیاز به تخصص و ابزارهای مدیریتی خاص دارد. این پیچیدگی می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های مدیریتی و نیاز به آموزش پرسنل شود.

• خطرات امنیتی

مجازی‌سازی لایه‌های اضافی ایجاد می‌کند که در صورت عدم پیکربندی و نظارت صحیح، ممکن است خطرات امنیتی ایجاد کنند. مدیریت صحیح امنیت در محیط‌های مجازی بسیار حیاتی است.

• به خطر افتادن داده‌ها

کار بر روی نمونه‌های مجازی در منابع مشترک به این معنی است که داده‌های ما در منابع شخص ثالث میزبانی می‌شوند که داده‌های ما را در وضعیت آسیب‌پذیر قرار می‌دهد. هر هکری می‌تواند به داده‌های ما حمله کند یا سعی در دسترسی غیرمجاز داشته باشد. بدون راه حل امنیتی، داده‌های ما در وضعیت تهدید قرار دارند.

در جدول زیر مقایسه مزایا و معایب مجازی سازی خلاصه شده است:

انواع مجازی ‌سازی

موضوع بعدی که مطرح می‌شود این است که انواع مجازی سازی چیست و آیا آن‌ها باهم متفاوت‌اند؟ در زیر انواع مجازی‌سازی را شرح خواهیم داد.

مجازی ‌سازی سرور

با استفاده از هایپروایزرها، منابع فیزیکی سرور تقسیم و توزیع می‌شوند و امکان اجرای چندین سیستم‌عامل و برنامه به صورت همزمان روی یک سرور فیزیکی فراهم می‌شود. این روش باعث بهبود بهره‌وری سخت‌افزار، کاهش هزینه‌ها و ساده‌سازی مدیریت سرورها می‌شود.

مجازی‌ سازی دسکتاپ

به مدیران امکان می‌دهد تا محیط‌های دسکتاپ را به صورت متمرکز بر روی چندین ماشین فیزیکی مستقر کنند. این امر مدیریت، پیکربندی، به‌روزرسانی و بررسی‌های امنیتی را برای همه دسکتاپ‌های مجازی به صورت یکجا آسان می‌کند. مجازی‌سازی دسکتاپ به ویژه برای سازمان‌هایی با نیروی کار از راه دور یا توزیع‌شده بسیار مفید است.

مجازی ‌سازی داده

داده‌های توزیع شده از منابع مختلف را در یک منبع واحد تجمیع می‌کند و به عنوان یک فضای نام جهانی عمل می‌کند. این روش امکان دسترسی و مدیریت آسان‌تر داده‌ها را فراهم می‌کند و نیاز به جابجایی فیزیکی داده‌ها را از بین می‌برد. مجازی‌سازی داده، داده‌ها را بر اساس نیاز کاربر تبدیل و ارائه می‌کند.

مجازی‌ سازی ذخیره‌ سازی

امکان مدیریت و دسترسی به فضای ذخیره‌سازی را به صورت یکپارچه فراهم می‌کند و تمام دستگاه‌های ذخیره‌سازی در یک شبکه را در یک مکان واحد جمع‌آوری می‌کند. این امر کارایی عملیات ذخیره‌سازی مانند بایگانی و بازیابی را بهبود می‌بخشد و استفاده از فضای ذخیره‌سازی موجود را به حداکثر می‌رساند. مجازی‌سازی ذخیره‌سازی به مدیریت بهینه‌تر فضا و منابع ذخیره‌سازی کمک می‌کند.

مجازی‌ سازی برنامه

این نوع مجازی سازی به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا خارج از سیستم‌عاملی که در ابتدا روی آن نصب شده‌اند، مستقر و استفاده شوند. با جدا کردن برنامه از سیستم‌عامل، می‌توان آن را از راه دور در یک محیط مجازی اجرا کرد. این رویکرد انعطاف‌پذیری بیشتری را برای مدیریت و استقرار فراهم می‌کند.

مجازی ‌سازی کارکردهای شبکه (NFV)

این نوع مجازی سازی کارکردهای کلیدی یک شبکه مانند خدمات دایرکتوری، اشتراک فایل و پیکربندی را از همدیگر جدا می‌کند تا بتوانند بین محیط‌های مختلف توزیع شوند. این امر تعداد اجزای فیزیکی مورد نیاز برای ایجاد شبکه‌های مستقل متعدد را کاهش می‌دهد و توسط ارائه‌دهندگان خدمات مخابراتی استفاده می‌شود.

مجازی سازی چطور انجام می شود؟

حال که فهمیدیم مجازی سازی چیست و چند نوع دارد، لازم است نحوه انجام آن را بررسی کنیم. در واقع مجازی‌سازی با استفاده از نرم‌افزاری به نام هایپروایزر انجام خواهد شد که چندین ماشین مجازی را روی یک سخت‌افزار فیزیکی ایجاد می‌کند. این ماشین‌های مجازی مانند کامپیوترهای مستقل با سیستم‌عامل و منابع جداگانه عمل می‌کنند. کاربر با ماشین مجازی مانند یک کامپیوتر واقعی کار می‌کند، در حالی که در واقع از منابع سخت‌افزاری مشترک استفاده می‌کنند.

هایپروایزر نقش واسط بین ماشین‌های مجازی و سخت‌افزار فیزیکی را ایفا می‌کند و منابع را بین آن‌ها تقسیم می‌کند. دو نوع اصلی هایپروایزر وجود دارد: نوع اول مستقیماً روی سخت‌افزار نصب می‌شود و کارایی بالاتری دارد، در حالی که نوع دوم روی یک سیستم‌عامل موجود نصب می‌شود و انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهد.

Hypervisor چیست؟

هایپروایزر نرم‌افزاری است که به یک کامپیوتر فیزیکی (میزبان) اجازه می‌دهد تا به طور همزمان چندین سیستم عامل (مهمان یا ماشین مجازی) را اجرا کند. این کار با تخصیص مجازی منابع سخت‌افزاری مانند پردازنده، حافظه و فضای ذخیره‌سازی به هر ماشین مجازی انجام می‌شود. هر ماشین مجازی به صورت مستقل از سایرین عمل می‌کند و گویی یک کامپیوتر فیزیکی جداگانه است. هایپروایزرها به دو دسته اصلی نوع ۱ (که مستقیماً روی سخت‌افزار نصب می‌شوند) و نوع ۲ (که روی یک سیستم عامل موجود نصب می‌شوند) تقسیم می‌شوند.

استفاده از هایپروایزر مزایای متعددی دارد، از جمله بهره‌وری بیشتر از منابع سخت‌افزاری، کاهش هزینه‌ها، انعطاف‌پذیری و مدیریت آسان‌تر، ایزوله‌سازی محیط‌ها و تسهیل تست و توسعه نرم‌افزار. این فناوری در مراکز داده، رایانش ابری و حتی کامپیوترهای شخصی کاربرد فراوان دارد و به کاربران امکان می‌دهد تا به طور همزمان از سیستم عامل‌های مختلف استفاده کنند یا محیط‌های آزمایشی ایزوله ایجاد کنند.

راهکار ابرآراز

کنترل کامل زیرساخت ابری خود را با ابر خصوصی آراز تجربه کنید. با منابع اختصاصی، امکان سفارشی‌سازی بی‌نظیر و مقیاس‌پذیری منعطف، ابر خصوصی آراز نیازهای امنیتی، انطباق‌پذیری و عملکردی خاص کسب‌وکار شما را برآورده می‌کند. همین امروز با ثبت‌نام در ابر آراز، از مزایای منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه اختصاصی بهره‌مند شوید و تجربه‌ای شگفت‌انگیز از ابر را برای کسب‌وکار خود رقم بزنید.

جمع‌بندی: مجازی سازی چیست؟

مجازی‌سازی با ایجاد لایه‌ای انتزاعی بین سخت‌افزار و نرم‌افزار، انقلابی در نحوه استفاده از منابع محاسباتی به وجود آورده است. این فناوری با افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و بهبود مدیریت، به سازمان‌ها در دستیابی به چابکی و انعطاف‌پذیری بیشتر کمک می‌کند. با توجه به پیشرفت روزافزون فناوری، مجازی‌سازی همچنان نقش مهمی در زیرساخت‌های فناوری اطلاعات ایفا خواهد کرد. از مزایای کلیدی مجازی‌سازی موارد زیر را می‌توان نام برد:

• بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها
• افزایش انعطاف‌پذیری و چابکی
• بهبود مدیریت و امنیت
• بازیابی سریع و افزایش تداوم کسب‌وکار

سوالات متداول

• مجازی ‌سازی چیست؟

مجازی سازی در واقع ایجاد نسخه‌های مجازی از منابع فیزیکی مانند سرورها، دسکتاپ‌ها، داده‌ها و شبکه‌ها است.

• تفاوت اصلی ماشین مجازی با کامپیوتر فیزیکی چیست؟

ماشین مجازی یک محیط شبیه‌سازی شده است که روی سخت‌افزار فیزیکی اجرا می‌شود، در حالی که کامپیوتر فیزیکی یک سخت‌افزار واقعی و ملموس است.

• مهم‌ترین مزیت مجازی‌سازی چیست؟

بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها ازطریق استفاده بهینه از منابع سخت‌افزاری.