دسترسی به توان پردازشی از روزهای ابتدایی دیتاسنترها مسیر طولانیای را طی کرده است. در گذشته، اگر به قدرت پردازش نیاز داشتید، باید سرورهای فیزیکی با مشخصات ثابت خریداری میکردید، منتظر تحویل میماندید و سپس تکنسینها آنها را با تأمین برق و خنکسازی مناسب در رکها نصب میکردند. افزایش مقیاس به معنای هفتهها تأخیر در تأمین تجهیزات و نصب دستی سختافزار بود و کاهش مقیاس باعث میشد سرورهای گرانقیمت بلااستفاده بمانند یا نیاز به صرف زمان و هزینه برای از رده خارج کردن آنها باشد.
امروزه، زمانی که کاربران میخواهند یک محیط پردازشی جدید راهاندازی کنند، ارائهدهندگان خدمات ابری مانند Didgah تمام پیچیدگیهای زیرساخت را پشت صحنه مدیریت میکنند. شما تنها مشخصات موردنظر خود را انتخاب میکنید، چند کلیک انجام میدهید و در عرض چند دقیقه یک ماشین مجازی (VM) کاملاً عملیاتی در اختیار دارید.
ماشینهای مجازی به دو نوع اصلی تقسیم میشوند:
ماشینهای مجازی سیستمی که کل یک کامپیوتر را شبیهسازی میکنند (همان چیزی که معمولاً ارائهدهندگان ابری ارائه میدهند) و ماشینهای مجازی پردازشی مانند Java Virtual Machine که برای اجرای برنامههای خاص روی سیستمعاملهای مختلف استفاده میشوند. در این مقاله، انواع ماشینهای مجازی، مفهوم مجازیسازی، مزایای VMها و روشهای کاهش هزینه استفاده از منابع ماشین مجازی را بررسی میکنیم.
میخواهید کار با ماشینهای مجازی را شروع کنید و از مزایای مجازیسازی بهره ببرید؟ زیرساخت مجازی خود را در چند ثانیه با سرورهای مجازی Didgah راهاندازی کنید. از پردازشهای عمومی گرفته تا آموزش هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، میتوانید ماشین مجازی متناسب با نیاز خود را انتخاب کنید.
→ شروع کار با سرورهای مجازی Didgah
ماشین مجازی (Virtual Machine) چیست؟
ماشین مجازی (VM) یک کامپیوتر مبتنی بر نرمافزار است که درون یک کامپیوتر فیزیکی دیگر اجرا میشود و یک محیط ایزوله با سیستمعامل و برنامههای اختصاصی خود ایجاد میکند. از دید کاربر، درست مانند یک سرور فیزیکی واقعی عمل میکند و نیازی به مدیریت مستقیم سختافزار زیربنایی مانند CPU یا حافظه نیست. با استفاده از VMها میتوان چندین سیستمعامل را روی یک سیستم اجرا و برنامهها و پردازشهای مختلف را همزمان مدیریت کرد.
مجازیسازی چگونه کار میکند؟
مجازیسازی با استفاده از یک نرمافزار به نام هایپروایزر (Hypervisor)، منابعی مانند حافظه، پردازنده و ذخیرهسازی را از سیستم میزبان جدا کرده و به ماشینهای مجازی اختصاص میدهد. هایپروایزر منابع را مدیریت و زمانبندی میکند تا از تداخل یا استفاده بیش از حد جلوگیری شود.
دو نوع هایپروایزر وجود دارد:
نوع ۱ (Bare Metal):
مستقیماً روی سختافزار فیزیکی نصب میشود و بدون سیستمعامل واسط به منابع دسترسی دارد. این نوع برای مجازیسازی سرورها، دسکتاپها و اپلیکیشنها ایدهآل است.
نوع ۲ (Hosted):
روی سیستمعامل میزبان اجرا میشود و درخواستهای منابع از طریق سیستمعامل مدیریت میگردد. این نوع بیشتر برای استفادههای شخصی مانند اجرای لینوکس روی ویندوز مناسب است.
کاربران معمولاً بسته به نوع و اندازه بار کاری، از هر دو نوع در زیرساخت خود استفاده میکنند. برای انتخاب هایپروایزر مناسب باید به سازگاری سختافزار، عملکرد، ابزارهای مدیریتی و هزینه توجه کرد.
انواع مجازیسازی
هایپروایزرها پایهی محیطهای مجازی هستند و میتوانند اجزای مختلف را شبیهسازی کنند، از جمله:
مجازیسازی سختافزار:
اجرای چند سیستمعامل روی یک سرور فیزیکی و اشتراک CPU و دیسک از طریق هایپروایزر.
مجازیسازی نرمافزار:
اجرای سیستمعاملهای مهمان مختلف روی یک دستگاه فیزیکی یا ارائه نرمافزارها از راه دور.
مجازیسازی شبکه:
ایجاد چندین شبکه روی یک سختافزار شبکهای و تقسیم پهنای باند میان دستگاهها.
مجازیسازی ذخیرهسازی:
ترکیب چندین دستگاه ذخیرهسازی فیزیکی در یک فضای ذخیرهسازی یکپارچه.
انواع ماشینهای مجازی
دو نوع اصلی ماشین مجازی وجود دارد: سیستمی و پردازشی.
ماشینهای مجازی سیستمی (System VMs)
این نوع یک سیستمعامل کامل را شبیهسازی میکند و امکان اجرای چند سیستمعامل روی یک سرور را فراهم میسازد. نمونهی آن سرورهای مجازی Didgah هستند.
مزایا:
-
شبیهسازی کامل سختافزار مستقل از سیستم میزبان
-
اجرای چند سیستمعامل روی یک دیسک اصلی
-
انجام وظایف بدون تغییر سیستمعامل
-
سادهسازی استقرار، بکاپ، بازیابی و دسترسپذیری بالا
معایب:
-
احتمال ناسازگاری امنیتی یا نرمافزاری بین سیستم میزبان و مهمان
-
افت عملکرد در صورت اجرای چند VM روی یک میزبان
-
کاهش کارایی در اتصال به دیسک میزبان
ماشینهای مجازی پردازشی (Process VMs)
این نوع برای اجرای یک وظیفه خاص طراحی شده و پس از پایان کار حذف میشود؛ مانند Java VM یا Wine.
مزایا:
-
سبک و قابل اجرا روی پلتفرمهای مختلف
-
مناسب برای تست، دیباگ و اجرای فرآیندهای خاص
ملاحظات:
-
موقتی و با امکانات کمتر نسبت به System VM
-
در برخی موارد مصرف منابع بیشتر نسبت به اجرای مستقیم برنامه
تفاوت کانتینرها و ماشینهای مجازی
کانتینرها اجزای لازم برای اجرای یک برنامه را بستهبندی میکنند و بسیار سبکتر از VMها هستند.
در مقابل، ماشینهای مجازی شامل یک سیستمعامل کامل بوده و برای بارهای کاری سنگینتر مناسباند.
مزایای ماشینهای مجازی
-
کاهش هزینهها با تجمیع سرورها
-
قابلیت جابهجایی بالا بین سرورها و دیتاسنترها
-
پایداری و ایزوله بودن
-
مقیاسپذیری سریع
-
امنیت بیشتر به دلیل سیستمعامل مجزا
کاربردهای تجاری ماشینهای مجازی
-
تجمیع سرورها
-
محیطهای تست و توسعه
-
پشتیبانی از DevOps
-
تداوم کسبوکار و بازیابی بحران
-
محیطهای هیبریدی و پشتیبانی از سیستمهای قدیمی
ملاحظات هزینه
هزینه ماشینهای مجازی شامل منابع پردازشی، حافظه، ذخیرهسازی و در برخی موارد هزینه راهاندازی است. در سرویسهای ابری Didgah، این هزینهها شفاف بوده و بهصورت ساعتی یا ماهانه محاسبه میشود.
شروع کار با ماشینهای مجازی Didgah
Didgah با ارائه زیرساخت ابری قدرتمند، فرآیند راهاندازی ماشینهای مجازی را ساده و شفاف کرده است. انواع سرویسها شامل:
-
Basic: مناسب وبسایتها و پروژههای کمترافیک
-
General Purpose: تعادل CPU و RAM برای پروژههای عمومی
-
CPU Optimized: مناسب پردازشهای سنگین
-
Memory Optimized: RAM بالا برای دیتابیسها
-
Storage Optimized: مناسب دادههای حجیم
-
GPU Servers: مناسب پردازشهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین