معرفی هایپروایزر Hypervisor و کاربرد و انواع هایپروایزرها

مزایای هایپروایزرها

مجازی سازی سرور از موضوعات محبوب در دنیای IT به ویژه در سطح سازمانی است. این نوع از مجازی سازی، سیستم عامل‌های مختلف را قادر می‌سازد، برنامه‌های جداگانه را در یک سرور واحد با منابع فیزیکی یکسان اجرا نمایند. ماشین‌های مجازی به مدیران سیستم و شبکه اجازه می‌دهد برای هر سرویسی که نیاز دارند یک ماشین اختصاصی داشته باشند، این نه تنها تعداد سرورهای فیزیکی مورد نیاز را کاهش می‌دهد بلکه در زمان عیب‌یابی مشکلات نیز صرفه‌جویی می‌شود.

از نظر VM، میان محیط فیزیکی و  محیط مجازی تفاوتی وجود ندارد. ماشین‌های مهمان از اینکه Hypervisor آن‌ها را در یک محیط مجازی ایجاد کرده است، اطلاعی ندارند. هایپروایزربرای شرکت‌هایی که برنامه‌ریزی می‌کنند، بسیار مفید است؛ به این صورت که استفاده از منابع محاسباتی را به حداکثر رسانده و چندین محیط مجازی بر روی یک سرور به طور کامل از CPU و RAM موجود استفاده می‌کنند. هم‌چنین VM ها به سخت افزار میزبان خود وابسته نبوده و به راحتی می‌توان به سیستم دیگر انتقال داد.

انواع هایپروایزر

در ساختار مجازی سازی دو نوع Hypervisor وجود دارد:

1. Bare Metal/Native Hypervisor
2. Hosted Hypervisor

Bare Metal/Native Hypervisor:

هایپروایزر نوع 1 لایه‌ای از نرم افزار است که به طور مستقیم بر روی سرور فیزیکی و سخت افزار زیرین آن نصب می‌شود. از آنجایی که هیچ نرم افزار دیگری میان سخت افزار و Hypervisor اجرا نمی‌شود، به آن Bare Metal گفته می‌شود.

این نوع از Hypervisor از عملکرد و پایداری عالی برخوردار است؛ چرا که در ویندوز یا هیچ سیستم عامل دیگری اجرا نمی‌شود. با این حال، این نوع از هایپروایزر یک سیستم عامل ساده است که برای اجرای ماشین‌های مجازی طراحی شده است. ماشین فیزیکی که Hypervisor بر روی آن اجرا می‌شود فقط در راستای اهداف مجازی‌سازی قدم برمی‌دارد. هایپروایزرهای نوع 1 عمدتاً در محیط‌های سازمانی استفاده می‌شوند.

مزایا و معایب Hypervisor نوع 1

Hypervisorهای نوع 1 با اینکه مزایای مهمی از نظر عملکرد و امنیت را شامل می‌شوند، اما فاقد ویژگی‌های مدیریتی پیشرفته هستند.

مزایا هایپروایزر نوع 1

• سریعتر از Hypervisor نوع 2: این به این دلیل است که هایپروایزرهای نوع 1 به منابع میزبان فیزیکی اصلی مانند CPU، RAM، فضای ذخیره سازی و رابط‌های شبکه دسترسی مستقیم دارند؛ به همین دلیل Hypervisor های نوع 1 در مقایسه با نوع 2 تاخیر کمتری دارند.
• منابع غنی‌تر: Hypervisor نوع 1 نیازی به اشتراک گذاری منابع زیرساختی خود با سیستم عامل میزبان ندارد. بنابراین، می‌تواند به مقدار بیشتری از CPU، RAM، فضای ذخیره سازی و پهنای باند شبکه دسترسی داشته باشد، این ویژگی هم‌چنین به عملکرد آن کمک شایانی می‌کند.
• امنیت: از آنجایی که سیستم عامل میزبانی در استقرار هایپروایزر نوع 1 وجود ندارد، سطح حمله نسبت به نوع 2 بسیار کوچکتر است؛ این بدان معنی است که عوامل تهدید به طور قابل ملاحظه‌ای آسیب پذیری‌های کمتری برای بهره برداری خواهند داشت.
• پایداری: عدم وجود سیستم عامل میزبان، مشکلات مربوط به سیستم عامل میزبان را که بر عملکرد و در دسترس بودن ماشین‌های مجازی در حال اجرا را که بر روی Hypervisor قرار گرفته و برآن تاثیر می‌گذارند را حذف می‌کند.

معایب Hypervisor نوع 1

• عملکرد محدود: Hypervisorهای نوع 1 نسبتاً ساده بوده و قابلیت‌های زیادی را ارائه نمی‌دهند. قابلیت‌هایی که ارائه می‌دهند، شامل تغییر تاریخ و زمان، آدرس IP، رمز عبور و … می‌باشد.
• مدیریت پیچیده: برای ایجاد ماشین‌های مجازی، به یک کنسول مدیریتی نیاز دارید که بایستی بر روی دستگاه دیگری راه‌اندازی شده باشد. با استفاده از این کنسول می‌توانید به هایپروایزر موجود بر روی سرور متصل شده و محیط مجازی خود را مدیریت نمایید.
• هزینه: بسته به عملکردهایی که سازمان شما نیاز دارد، هزینه مورد نیاز برای کنسول‌های مدیریتی به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود.

نرم افزارهای هایپروایزر نوع 1

از نرم افزارهای مربوط به Hypervisor نوع 1 می‌توان به VMware vSphere، KVM، Microsoft Hyper-V، Oracle VM و Citrix Hypervisor اشاره نمود.

Hosted Hypervisor

Hypervisorهای نوع 2 در سیستم عامل ماشین میزبان فیزیکی اجرا می‌شوند، به همین دلیل به آن‌ها Hypervisor میزبان گفته می‌شود. بر خلاف Hypervisorهای Bare metal که به طور مستقیم بر روی سخت افزار اجرا می‌شوند، Hypervisorهای میزبان دارای یک لایه نرم افزاری می‌باشند که شامل موارد زیر می‌باشد:

• ماشین فیزیکی
• سیستم عامل نصب شده بر روی سخت افزار (ویندوز، لینوکس، macOS)
• نرم افزار Hypervisor نوع 2 در سیستم عامل مورد نظر
• ماشین‌های مجازی مهمان

Hypervisorهای نوع 2 معمولاً در محیط‌هایی که تعداد کمی سرور دارند، استفاده می‌شود. موردی که راحتی کار با آن‌ها را برای ما فراهم می‌کند این است که برای راه‌اندازی و مدیریت ماشین‌های مجازی نیازی به کنسول مدیریتی در سیستم دیگری ندارد. همه موارد مورد نیاز در سرور با نصب Hypervisor انجام شده و ماشین‌های مجازی در سیستم عامل راه‌اندازی می‌شوند و هم‌چون یک کنسول مدیریتی برای ماشین‌های مجازی عمل می‌کند.

مزایا و معایب Hypervisor نوع 2

استفاده از Hypervisor های نوع 2 ساده بوده و مزایای قابل توجهی را ارائه می‌دهد، اما امنیت و کارایی کمتری دارند. در ادامه مزایا و معایب ذکر شده است.

مزایا Hypervisor نوع 2

• مقرون به صرفه: قابلیت اطمینان، امنیت و کارایی هزینه‌های زیادی را شامل می‌شود اما در Hypervisor نوع 2 این قابلیت‌ها مقرون به صرفه خواهند بود. به همین دلیل است که از این نوع Hypervisor ها در محیط‌های سازمانی استفاده می‌کنند؛ چرا که بازار هدف Hypervisor های نوع 2 معمولاً کاربران می‌باشند.
• استفاده آسان: مقرون به صرفه بودن تنها دلیلی نیست که چرا Hypervisorهای نوع 2 برای کاربران مناسب‌تر می‌باشند. استفاده از Hypervisor های نوع 2 معمولاً آسان‌تر بوده و از این رو برای کاربرانی که از لحاظ فنی دانش کمی دارند، مناسب است.

معایب هایپروایزر نوع 2

• کندتر از Hypervisor نوع 1: داشتن یک لایه، سیستم عامل میزبان، میان Hypervisor نوع 2 و میزبان فیزیکی زیرساختی، باعث افزایش تاخیر در عملکرد خواهد شد. از این رو، Hypervisor های نوع 2 معمولاً کندتر از نوع 1 می‌باشند.
• قابلیت دسترسی پایین: از آنجایی که Hypervisor نوع 2، CPU، RAM، فضای ذخیره سازی و پهنای باند شبکه را از زیرساخت فیزیکی با سیستم عامل میزبان به اشتراک می‌گذارد، تعداد منابعی که Hypervisor نوع 2 به آن‌ها دسترسی دارد در مقایسه با نوع 1 محدود است.
• امنیت کمتر: وجود سیستم عامل میزبان سطح حمله به کل سیستم را افزایش می‌دهد؛ این بدان معناست که عوامل تهدید آسیب پذیری بیشتری برای بهره برداری دارند.
• پایداری کمتر: هر گونه مشکل در عملکرد و دسترسی بالا در سیستم عامل میزبان مطمئناً بر هایپروایزر نوع 2 و ماشین‌های مجازی که بر روی آن اجرا می‌شوند تأثیر می‌گذارد.

نرم افزارهای Hypervisor نوع 2

همانند هایپروایزرهای نوع 1، فروشندگان و محصولات متعددی برای Hypervisorهای نوع 2 در بازار وجود دارد. بسیاری از این Hypervisorها رایگان بوده و عملکردهای بهینه‌ای را ارائه می‌دهند. در اینجا به رایج‌ترین هایپروایزرهای نوع 2 اشاره شده است.

از محصولات برای هایپروایزرهای نوع 2 می‌توان به Oracle VM VirtualBox، VMware Workstation Pro/VMware Fusion، Microsoft Virtual PC و … اشاره کرد.

Hypervisor نوع 1 یا Hypervisor نوع 2

انتخاب نوع مناسب هایپروایزر به نیازهای سازمان شما بستگی دارد. اولین چیزی که باید در نظر داشته باشید، اندازه محیط مجازی است که قصد اجرای آن را دارید. برای استفاده شخصی و کسب و کارهای کوچک می‌توانید یکی از Hypervisor های نوع 2 را انتخاب نمایید، اگر مشکل بودجه نداشته باشید محصولات VMware تمام نیازهای کسب و کار شما را تامین می‌کند، در غیر اینصورت، Oracle VM VirtualBox نیز اکثر  قابلیت‌های موردنیاز شما را ارائه می‌دهد.

برای محیط‌های سازمانی، حتی اگر Hypervisor های نوع 1 به عنوان راه‌حل انتخاب شوند، قبل از تصمیم‌گیری، بایستی عوامل زیادی در نظر گرفته شود. مهم‌ترین عامل در شرکت‌ها و سازمان‌ها، هزینه می‌باشد. شما بایستی برای این مورد تمرکز بیشتری داشته باشید؛ چرا که ممکن است به ازای هر سرور، هر CPU و یا حتی برای هسته‌های CPU هزینه‌ها متفاوت باشد. در بازار کنونی رقابت میان محصولات VMware vSphere و Microsoft Hyper-V می‌باشد، همین امر در مورد KVM نیز صادق است. بسیاری از فروشندگان، محصولات متعددی را برای سازمان‌ها ارائه می‌دهند. بهتر است لیستی از نیازمندی‌ها و الزامات سازمان ایجاد کنید، به طور مثال، تعداد ماشین‌های مجازی، منابع مورد نیاز برای هر ماشین‌های مجازی، قابلیت‌های مورد نیاز و … سپس بررسی نمایید که کدام یک از این محصولات با نیازهای شما مطابقت دارند.

خدمات نسام در زمینه راه اندازی هایپروایزر

شرکت هوشمند افزار نوین راهبرد با تکیه بر توانایی‌های متخصصان فنی خود، آماده ارائه خدمات درخصوص نصب و راه اندازی انواع هایپروایزر می‌باشد.