در حال بارگذاری...
مفهوم مجازی‌سازی، Hypervisor نوع ۱ و ۲، ماشین مجازی، میزبان/مهمان، سوییچ مجازی و تجمیع منابع.
اهداف این درس
مجازی‌سازی (Virtualization) همان فناوری پایه‌ای است که ابر را ممکن کرد. اگر بتوانید چند سیستم‌عامل را هم‌زمان روی یک سخت‌افزار اجرا کنید، می‌توانید آن منابع را تقسیم، مدیریت و به‌عنوان سرویس بفروشید. در این درس با هسته این فناوری آشنا می‌شویم.
اجرای چند سیستم‌عامل (ماشین مجازی) روی یک سخت‌افزار فیزیکی به‌صورت هم‌زمان و ایزوله، با مدیریت یک لایه نرم‌افزاری به نام Hypervisor.
لایه نرم‌افزاری که ماشین‌های مجازی را ایجاد و مدیریت می‌کند و CPU، حافظه و شبکه فیزیکی را بین آن‌ها به اشتراک می‌گذارد.
| ویژگی | نوع ۱ (Bare-metal) | نوع ۲ (Hosted) |
|---|---|---|
| اجرا | مستقیم روی سخت‌افزار | روی سیستم‌عامل میزبان |
| عملکرد | بالاتر | کمی پایین‌تر |
| کاربرد | دیتاسنتر و سرور | دسکتاپ و آزمایش |
| مثال | VMware ESXi، Hyper-V، KVM | VirtualBox، Workstation |
یک کامپیوتر نرم‌افزاری کامل شامل CPU، RAM، دیسک و کارت شبکه مجازی که یک سیستم‌عامل مهمان را اجرا می‌کند.
Host سرور فیزیکی است که Hypervisor روی آن اجرا می‌شود؛ Guest سیستم‌عامل درون ماشین مجازی است.
یک سوییچ نرم‌افزاری داخل Hypervisor که vNIC های ماشین‌های مجازی را به یکدیگر و به کارت شبکه فیزیکی متصل می‌کند.
هر VM یک vNIC دارد که به vSwitch متصل می‌شود. vSwitch از VLAN پشتیبانی می‌کند و می‌تواند ترافیک را به پورت‌های خاصی از کارت فیزیکی هدایت کند؛ بنابراین شبکه مجازی دقیقاً مانند شبکه فیزیکی رفتار می‌کند.
به‌جای اینکه هر سرویس یک سرور با ظرفیت بلااستفاده داشته باشد، منابع همه سرورها در یک استخر مشترک قرار می‌گیرد و به‌صورت پویا به VM ها تخصیص می‌یابد. اگر یک VM به RAM بیشتری نیاز داشت، Hypervisor آن را از منابع آزاد تأمین می‌کند.
سناریوی عملی
یک سرور ۶۴ گیگابایتی به‌جای اجرای یک سرویس، با Hypervisor نوع ۱ به‌صورت زیر استفاده می‌شود: ۴ VM برای وب، ۲ VM برای دیتابیس و ۱ VM برای ایمیل؛ هر VM منابع مخصوص خود را دارد و پشتیبان‌گیری از کل سرور با یک Snapshot انجام می‌شود.
جمع‌بندی
Hypervisor + VM + vSwitch = شبکه مجازی. با شناخت این سه، هم معماری ابر را می‌فهمید و هم در عیب‌یابی سرورهای مجازی سریع‌تر عمل می‌کنید.
نکته آزمون
سوالات Network+ از تمایز نوع ۱ و ۲ و مثال‌های هرکدام سوال می‌سازند. ESXi و Hyper-V = نوع ۱، VirtualBox و Workstation = نوع ۲.
آیا vSwitch به سخت‌افزار خاصی نیاز دارد؟
خیر؛ vSwitch کاملاً نرم‌افزاری است و از طریق کارت شبکه فیزیکی به دنیای بیرون متصل می‌شود. برای عملکرد بهتر از چند NIC فیزیکی (NIC Teaming) استفاده می‌شود.
مجازی‌سازی و کانتینرها چه فرقی دارند؟
VM هسته سیستم‌عامل کامل خود را دارد؛ کانتینرها هسته میزبان را به اشتراک می‌گذارند. این تفاوت را در درس بعد بررسی می‌کنیم.
نوع ۱ (Bare-metal) استاندارد دیتاسنترهاست؛ نوع ۲ برای میزکار و آزمایش است.
VM شامل مجازی‌سازی CPU، حافظه، دیسک و کارت شبکه است.
vSwitch و vNIC مفاهیم کلیدی شبکه‌سازی مجازی هستند.
Hypervisor نوع ۱ کجا اجرا می‌شود؟
تفاوت Hypervisor نوع ۱ و نوع ۲ چیست؟
نوع ۱ (Bare-metal) مستقیماً روی سخت‌افزار نصب می‌شود و عملکرد بهتری دارد؛ مثل VMware ESXi و Hyper-V. نوع ۲ روی یک سیستم‌عامل میزبان اجرا می‌شود؛ مثل VirtualBox و VMware Workstation.
Host و Guest در مجازی‌سازی به چه معناست؟
Host سرور فیزیکی است که Hypervisor روی آن اجرا می‌شود؛ Guest ماشین مجازی و سیستم‌عاملی است که داخل آن می‌زند.
vSwitch چه کاری انجام می‌دهد؟
vSwitch یک سوییچ نرم‌افزاری است که ترافیک بین VM ها، بین VM و شبکه فیزیکی، و VLAN ها را در سطح Hypervisor هدایت می‌کند.
VM Sprawl چگونه مدیریت می‌شود؟
با سیاست‌های مدیریت چرخه عمر VM: ثبت مجوز ساخت، بررسی دوره‌ای استفاده، حذف VM های بدون استفاده و ابزارهای مدیریت متمرکز مثل vCenter.
تفاوت VM و کانتینر در سطح شبکه چیست؟
VM کارت شبکه مجازی (vNIC) دارد و از طریق vSwitch به شبکه فیزیکی وصل می‌شود؛ کانتینر از شبکه مجازی میزبان و پل‌های نرم‌افزاری استفاده می‌کند و kernel میزبان را به اشتراک می‌گذارد.