مجازی‌سازی درواقع استفاده کارآمد از منابع موجود است و باعث می‌شود با استفاده از منابع سخت‌افزاری یک کامپیوتر بتوانیم چندین کامپیوتر مجازی راه‌اندازی کنیم که آن‌ها را ماشین مجازی یا virtual machine می‌نامیم. تنوع زیادی در انواع مجازی سازها وجود دارد و به کاربران مختلف این امکان را می‌دهد که با توجه به منابع نرم‌افزاری، سخت‌افزاری و نیاز خود بتوانند از خدمات مجازی سازی استفاده کنند.

اگر می‌خواهید با انواع مجازی سازها آشنا شوید و مزایا و معایب هرکدام را بدانید، در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

مجازی‌سازی چیست و انواع مجازی ساز ها ؟

مجازی‌سازی پایه و اساس رایانش ابری است. با استفاده از این مفهوم، ما می‌توانیم یک لایه انتزاعی روی منابع سخت‌افزاری کامپیوتر ایجاد کنیم و طوری وانمود کنیم که انگار پردازنده‌ها، حافظه و RAM کامپیوتر ما متعلق به چند کامپیوتر هستند. این ماشین‌های مجازی هر کدام سیستم عامل خود را دارند و درست مثل یک کامپیوتر واقعی رفتار می‌کنند.

فرآیند مجازی‌سازی براساس این‌که ما آن لایه انتزاعی را روی چه سطحی یا برای به‌اشتراک‌گذاری کدام منابع کامپیوتر اصلی ایجاد کرده باشیم، انواع مختلفی دارد. برخی از انواع پرکاربردتر آن به شرح زیرند:

• مجازی‌سازی دسکتاپ
• مجازی‌سازی شبکه
• مجازی‌سازی فضای ذخیره‌سازی
• مجازی‌سازی برنامه کاربردی یا اپلیکیشن
• مجازی‌سازی پردازنده یا CPU

پس همان‌طور که پیداست، تک‌تک منابع سخت‌افزاری یک سیستم را می‌توانیم در فرایند مجازی‌سازی بین دو چند ماشین مجازی به اشتراک بگذاریم. لازم به ذکر است که سیستم اصلی که منابع را به‌طور فیزیکی در اختیار دارد، سیستم میزبان شناخته می‌شود و سیستم‌هایی که توسط ماشین مجازی بالا می‌آیند به سیستم مهمان معروف هستند.

حالا که به‌طور خلاصه فهمیدیم مجازی‌سازی چیست و چه انواعی دارد، وقت آن است که برویم سراغ معرفی چند نمونه از انواع مجازی‌ سازها و توضیح ویژگی‌های هریک.

پیشهاد مطالعه : مدیریت سرور چیست ؟

VirtualBox؛ توسعه‌یافته توسط اوراکل برای تمام سیستم عامل‌ها

ویرچوال باکس برنامه‌ای متن‌باز و رایگان است که برای مجازی‌سازی معماری کامپیوتری x86 استفاده می‌شود  و توسط کمپانی Oracle توسعه یافته است. VirtualBox به‌     عنوان سیستم عامل میزبان از ویندوز، لینوکس، مک، سولاریس و اوپن سولاریس پشتیبانی می‌کند و یکی از معروف‌ترین انواع مجازی سازها برای تمام سیستم‌عامل‌ها است.

در این برنامه هنگام راه‌اندازی یک ماشین مجازی کاربر می‌تواند تعیین کند که چه تعدادی هسته پردازنده، چه مقدار RAM و چقدر از فضای دیسک به ماشین مجازی اختصاص داده ‌شود. در نتیجه این قابلیت را فراهم می‌کند که هر ماشین مجازی مطابق با نیازهای خاصی شخصی‌سازی شود.

مزایای VirtualBox؛ سازگار با سیستم‌عامل‌های مختلف و کنترل پنل آسان

هرکدام از انواع مجازی‌ سازها ویژگی‌های خاص خود را دارند که برخی مثبت و مزیت تلقی می‌شود و برخی منفی. از مزایای استفاده از VirtualBox می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سازگاری با پلتفرم‌های مختلف: همان‌طور که گفتیم این نرم‌افزار هم می‌تواند برای کاربران لینوکس مورد استفاده قرار گیرد و هم برای کاربران ویندوز و دیگر سیستم‌عامل‌ها. بنابراین، کاربران در هنگام راه‌اندازی ماشین مجازی لازم نیست نگران مشکلات سازگاری مربوط به پلتفرم‌های مختلف باشند.
• کنترل پنل آسان: VirtualBox با فراهم کردن رابط کاربری آسان این امکان را به شما می‌دهد که تنظیمات پیکربندی مانند هسته‌های پردازنده و RAM را سریع و راحت انجام دهید. همچنین      در عرض چند دقیقه پس از نصب کردن پروژه مد نظر خود را پیش ببرید.
• ویژگی Snapshot و undo: با استفاده از این ویژگی می‌توانید وضعیت فعلی ماشین مجازی خود را ثبت کنید و در صورت نیاز به آن برگردید. این ویژگی برای مواقعی به کار می‌روید که قصد ایجاد تغییری با ریسک بالا در سیستم دارید و ممکن است بعدش به دنبال راهی برای برگشت باشید.
• پیکربندی شبکه: کاربران در ویرچوال باکس می‌توانند ماشین مجازی را هم از طریق سیستم عامل میزبان و هم مستقل از آن به شبکه وصل کنند. کاربران کنترل گسترده‌ای بر اتصالات شبکه دارند؛ مثلا می‌توانند ماشین مجازی خود را برای کار در یک محیط شبکه ایزوله پیکربندی کنند یا تنظیمات شبکه را در سطح پیشرفته شخصی‌سازی کنند.

بنابراین، VirtualBox یک مجازی‌ساز ویندوزی یا لینوکسی اختصاصی نیست و با سیستم‌عامل‌های مختلف سازگاری دارد و ویژگی‌های مثبتی از قبیل امکان گرفتن اسنپ‌شات و شخصی‌سازی تنظیمات پیشرفته شبکه  را دارد.

معایب VirtualBox: یادگیری چالشی‌تر و محدودیت‌های سخت‌افزاری

در کنار ویژگی‌های مثبتی که برای VirtualBox برشمردیم لازم است از ویژگی‌های منفی و معایب آن هم سخنی به میان آوریم. در ادامه برخی با برخی از معایب آن آشنا خواهید شد.

• تاثیر روی عملکرد: عملکرد ماشین‌های مجازی مهمان ممکن است تحت فشار قرار بگیرد. این اتفاق هنگام اجرای این نرم‌افزار روی رایانه شخصی و به دلیل اشتراک منابعی رخ می‌دهد که به‌     خودی‌     خود آن‌چنان قوی نیستند. البته باید توجه داشته باشیم که عملکرد همچنان رضایت‌بخش خواهد بود اما کاهش سرعت به‌خصوص در برخی برنامه‌ها امکان‌پذیر است.
• محدودیت‌های سخت‌افزاری: ماشین‌های مهمان ممکن است براساس سخت‌افزار فیزیکی کامپیوتر میزبان دارای محدودیت‌های خاصی باشند. در برخی موارد برای عملکرد قابل‌قبول ممکن است نیاز به بهبود گرافیک یا سرعت شبکه وجود داشته باشد.
• پیچ‌وتاب یادگیری: با اینکه استفاده از نرم‌افزار VirtualBox نسبتا آسان است، اما کاربرانی که با فناوری‌های مجازی‌سازی آشنا نیستند ممکن است آن را چالش‌برانگیز بدانند. در این زمینه دو مورد قابل تامل وجود دارد؛      یکی اینکه رابط کاربری نرم‌افزار به‌تدریج  در حال منسوخ شدن است؛      دوم آن که پشتیبانی فنی اختصاصی در کار نیست تا به سوالات کاربران پاسخ داده شود.
• محدودیت‌های مربوط به مجوز: نسخه کلی این نرم‌افزار رایگان است، اما دست یافتن به برخی ویژگی‌های اضافی یا استفاده تجاری از آن نیازمند پرداخت هزینه است.

پس اگرچه رابط کاربری آسان این نرم‌افزار در لیست مزیت‌ها قرار داشت، اما ممکن است برای افرادی که تجربه کار با انواع مجازی‌ سازها را ندارند زیاد هم کاربرپسند نباشد.

پیشنهاد مطالعه : اهمیت مانیتورینگ سرورها

XEN؛ یکی از انواع مجازی سازها برای ویندوز و لینوکس

این نرم‌افزار نیز یک هایپروایزر متن‌باز برای مجازی‌سازی است و یکی از محبوب‌ترین برنامه‌ها در این زمینه است. نرم‌افزار XEN که ابتدا توسط آزمایشگاه کامپیوتر دانشگاه کمبریج ایجاد شد، هم برای کاربران لینوکس و هم برای کاربران ویندوز ارائه شده است.  نام کامل آن در ورژن‌های قبل از 7.6 XenServer بود و از نسخه 8 به بعد به Citrix XenServer تغییر پیدا کرد.

مزایای XEN؛ بهره‌وری بالا ناشی از Paravirtualization

از مزایای XEN می‌توان به عملکرد و سرعت بالای آن اشاره کرد که در     عین‌     حال باعث سنگینی آن هم نشده است. در ادامه به تفصیل این ویژگی‌های مثبت را توضیح داده‌ایم:

• سبک بودن: در طراحی این نرم‌افزار حداقل مقدار کد به کار رفته است که به معنای این است که یکی از سبک‌ترین انواع مجازی سازها به شمار می‌رود. کد هایپروایزر آن در کمترین میزان ممکن و صرفا شامل توابع اساسی است و توابع اضافی به اجزای بالاتر از هایپروایزر واگذار شده‌اند. این امر باعث می‌شود سیستم پایدارتر باشد و اگر یکی از اجزای بیرون از هایپروایزر آسیب ببیند، بقیه قطعات کار خود را به‌درستی ادامه دهند.
• پشتیبانی از پلتفرم‌های مختلف: همان‌طور که گفتیم در هر دو سیستم عامل ویندوز و لینوکس کار می‌کند و از جمله معماری‌هایی که پشتیبانی می‌کند می‌توان به ARM، X64، X86 و… اشاره کرد.
• عملکرد با سرعت بالا: یکی از مزایای اصلی XEN بهره‌وری بالای آن است که به لطف کار کردن هایپروایزر در حالت Paravirtualization است. در مورد مجازی سازی سخت افزاری یا full virtualization، اشتراک دسترسی از طریق استفاده از هایپروایزر اتفاق می‌افتد که انزوا و محافظت کامل از ماشین های مجازی را فراهم می‌کند. با این حال، این حالت همیشه از نظر عملکرد مفید نیست و از طرف هایپروایزر، منابع محاسباتی بیشتری مورد نیاز است.

با Paravirtualization، فرآیندها تقریباً مشابه مجازی‌سازی سخت افزاری هستند، اما با یک تفاوت قابل توجه که هسته‌های سیستم عامل مهمان اندکی اصلاح شده‌اند که پشتیبانی از محیط عملیاتی Xen را تضمین می‌کند. بنابراین، به کمک این نوع مجازی‌سازی، ماشین های مجازی به اندازه سخت افزار واقعی کارآمد خواهند بود.

پس سبکی در عین عملکرد بالا از مزایای قابل‌توجه این نرم‌افزار است که خوشبختانه کاربران از پلتفرم‌های مختلف نیز می‌توانند از آن بهره‌مند شود.

معایب XEN؛ محدودیت نسخه رایگان

در کنار مزایای که استفاده از XEN برای کاربران به ارمغان می‌آورد، مانند هر برنامه دیگر معایبی نیز دارد که عبارتند از:

• برای سیستم عامل لینوکس قابلیت اعتماد بیشتری دارد تا ویندوز.
• نسخه رایگان خدمات محدودی می‌دهد و برای بهره‌مندی از مزایای بیشتر باید نسخه پولی را نصب کنید.
• مدیریت درایوها، بازیابی، حافظه و بکاپ باید به یک منبع شخص ثالث واگذار شود.
• افزایش فضای ذخیره‌سازی میزبان سخت است.

بنابراین، برای بهره‌مندی از مزایای بیشتر آن لازم است هزینه‌اش را پرداخت کنید و این را نیز در نظر داشته باشید که افزایش فضای ذخیره‌سازی میزبان در آن به‌آسانی صورت نمی‌پذیرد.

KVM؛ یکی از انواع مجازی سازها برای لینوکس

ماشین مجازی مبتنی کرنل یا Kernel-based Virtual Machine که به اختصار KVM نامیده می‌شود، یکی از انواع مجازی سازها است که روی لینوکس ساخته شده و متن‌باز است. KVM اولین بار در سال 2006 معرفی شد و یک سال بعد در نسخه اصلی هسته لینوکس ادغام شد؛ یعنی اگر لینوکس شما 2.6.20 یا بالاتر است همین الان هم بخشی از کد سیستم عامل‌تان است و آن را دارید.

مزایای KVM؛ از امنیت برخاسته از کرنل لینوکس گرفته تا کامیونیتی دلگرم‌کننده

استفاده از KVM از آنجا که روی هسته لینوکس سوار است، باعث می‌شود یکی از امن‌ترین انواع مجازی سازها را تجربه کنید. علاوه‌بر این،  مزایای دیگری نیز دارد که به شرح زیرند:

• مجازی‌سازی سریع و موثر: از آن‌جایی که KVM از افزونه‌های مجازی‌سازی سخت‌افزاری مانند Intel VT یا AMD-V استفاده می‌کند، عملکرد ماشین مجازی می‌تواند نزدیک به ماشین میزبان باشد، زیرا دسترسی مستقیم به سخت‌افزار زیرین امکان‌پذیر است.
• استفاده در مقیاس انبوه: برای تثبیت بارهای کاری و به حداکثر رساندن استفاده از منابع مفید است؛ زیرا می‌تواند بسیاری از ماشین‌های مجازی را روی یک هاست واحد میزبانی می‌کند.
• امنیت و جداسازی کامل: KVM با ایزوله‌سازی قوی تضمین می‌کند که هر ماشین مجازی مستقل از دیگران کار می‌کند. با کاهش احتمال اینکه یک ماشین مجازی بتواند سایرین را به خطر بیندازد، این جداسازی امنیت را بهم بهبود می‌بخشد. همچنین با توجه به اینکه بخشی از توسعه لینوکس است، از ارتقا و patch ‌های امنیتی مکرر لینوکس نیز بهره می‌برد.
• در دسترس بودن داکیومنت‌ها و خدمات پشتیبانی:کامیونیتی لینوکس فعالانه این فناوری متن‌باز مجازی ساز خود را نگهداری می‌کند و توسعه می‌دهد. در نتیجه به دلیل پایگاه کاربری بزرگ آن، همواره منابع متعددی برای پشتیبانی در دسترس است.

بنابراین، استفاده از این نرم‌افزار به شما امکان می‌دهد که تعداد انبوهی از ماشین‌های مجازی را با سرعتی قابل‌قبول و در امنیت کامل روی هاست خود داشته باشید. همچنین در مواقع نیاز هم به منابع متعدد پشتیبانی مراجعه کنید.

معایب KVM؛ به کاربران مبتدی و سیستم‌های قدیمی روی خوش نشان نمی‌دهد

همان‌طور که بارها گفتیم این برنامه مخصوص کاربران لینوکس است و مثل سایر نرم‌افزارهای لینوکس، پیچیدگی‌های خود را دارد و این کاربر است که باید خود را با آن منطبق کند و مهارت‌های جدیدی یاد بگیرد. با توجه به این نکته معایب آن به شرح زیر است:

• فقط برای لینوکس: این نرم‌افزار قدرتمند یکی از انواع مجازی سازها برای لینوکس است. این‌که کرنل لینوکس و KVM به‌طور یکپارچه با هم کار می‌کنند، به نفع سیستم‌های مبتنی بر لینوکس و توزیع‌های مختلف آن است. اما بهره‌مندی کاربران سایر سیستم‌عامل‌ها را از این برنامه ناممکن می‌سازد.
• دشواری راه‌اندازی و پیکربندی: در مقایسه با برخی دیگر از سیستم‌های هایپروایزر و انواع مجازی سازها، ممکن است پیکربندی KVM پیچیدگی بیشتری داشته باشد، مخصوصا برای افرادی که تجربه کمتری با لینوکس و فناوری‌های مجازی‌سازی دارند. برای نگهداری و استفاده کارآمد، ممکن است درک کامل سیستم زیربنایی و آشنایی با ابزارهای خط فرمان لینوکس ضروری باشد.
• ضرورت اسکریپت‌نویسی و کمبود رابط کاربری گرافیکی: علی‌رغم اینکه برخی از ابزارهای مدیریت گرافیکی برای KVM در دسترس هستند، محیط مدیریت مبتنی بر رابط گرافیکی این نرم‌افزار به‌اندازه برنامه‌های دیگر نظیر VMware توسعه‌یافته نیست. اکثر امور آن با استفاده از اسکریپت‌نویسی و رابط‌های خط فرمان صورت می‌گیرد.
• عدم سازگاری با سیستم‌های قدیمی: با‌     توجه‌     به این‌که KVM به افزونه‌های دیگری وابسته است، ممکن است با CPU های قدیمی یا سیستم‌های که قابلیت‌های مجازی‌سازی لازم را ندارند، کار نکند. بنابراین، لازم است از قبل مطمئن شوید که سخت‌افزار شما با آن سازگار است.
• عدم پشتیبانی تجاری: با اینکه KVM از پشتیبانی کامیونیتی خوبی برخوردار است، اما ممکن است در مقایسه با هایپروایزرهای اختصاصی، پشتیبانی متمرکز کمتری برای کاربری تجاری داشته باشد. در نتیجه، ممکن است سازمان‌ها گزینه‌های جایگزین را ترجیح دهند.
• بنابراین، اگر تابه‌حال از لینوکس استفاده نکرده‌اید کمی کارتان سخت‌تر است و نیاز به صرف وقت و انرژی بیشتری دارید. همچنین اگر سیستمتان قدیمی است یا قصد استفاده تجاری از مجازی سازی را دارید، ممکن است که این نرم‌افزار برای شما مناسب نباشد.

VMWare؛ ارائه دهنده گستره‌ای از خدمات مجازی سازی

VMWare شرکتی است که طیف وسیعی از محصولات مناسب برای مجازی‌سازی و انواع مجازی سازها را ارائه می‌دهد؛ مانند VMWare Workstation، VMWare Fusion، VMWare Server و VMWare ESXi.  دو مورد اول برنامه‌های دسکتاپی هستند که به کاربر اجازه می‌دهد ماشین‌های مجازی را روی سیستم‌عامل ویندوز یا مک خود ایجاد کند. دو مورد بعدی برنامه‌های سرور هستند و این امکان را فراهم می‌کنند که چندین ماشین مجازی را روی یک سرور فیزیکی میزبانی کرد. VMWare به دلیل قابلیت اطمینان، عملکرد خوب و سازگاری با سیستم‌عامل و سخت‌افزارهای مختلف شناخته‌شده است.

مزایای VMWare؛ مقیاس‌پذیری و تکنیک‌های جایگزینی

درست است که این برنامه رایگان نیست ولی با توجه به خدماتش احتمالا مقرون‌به‌صرفه خواهد بود. همچنین دیگر مزایای آن به شرح زیرند:

• هزینه پایین: VMWare نرم‌افزاری مقرون‌به‌صرفه است که اکثر مشاغل در مقیاس بزرگ می‌توانند از عهده پرداخت آن برآیند.
• تکنیک‌های جایگزینی: ممکن است مواقعی پیش بیاید که با حوادثی ناگهانی از قبیل از‌دست‌دادن داده‌ یا خرابی فایل مواجه شوید. روش‌هایی برای بازگردانی سریع اطلاعات در VMWare گنجانده شده است که امکان بازیابی سریع اطلاعات را فراهم می‌کند.
• مقیاس‌پذیری: اگر کسب‌‌وکار شما نیاز به اضافه کردن تعداد زیادی ماشین مجازی دارد در VMWare می‌توانید به‌راحتی بیش از یک ماشین مجازی را با چند مرحله ساده اضافه کنید.
• پشتیبانی از چند سیستم عامل: یک سرور خاص در VMware می‌تواند برای مدیریت چندین سیستم عامل استفاده شود. این نوع تنظیم، مدیریت بهتر منابع را تضمین می‌کند. علاوه‌براین، هر یک سیستم‌عامل‌ها مجاز به دسترسی همزمان هستند.

بنابراین، VMWare قابلیت مقیاس‌پذیری و تکنیک‌هایی برای بازیابی سریع اطلاعات را به کاربران ارائه می‌دهد. همچنین می‌تواند گزینه مناسبی برای کسانی باشد که به دنبال یکی از انواع مجازی سازها با قابلیت پشتیبانی از چند سیستم عامل هستند.

معایب VMWare؛ یوزر فرندلی نبودن و وابستگی به منابع سخت‌افزاری

از معایب این برنامه این است که احتمالا هنگام کار کردن با آن از نظر یوزر فرندلی بودن زیاد راحت نخواهید بود. در ادامه چند مورد از معایب آن را بیان کرده‌ایم:

1. کاربرپسند نیست: برای استفاده از VMWare باید نوعی دانش فنی داشته باشید و زمانی را صرف یادگیری آن کنید. یعنی محیط نرم‌افزار به گونه‌ای نیست که حین کار کردن بخواهید راحت راه بیفتید.
2. الزامات سخت‌افزاری: به‌منظور استقرار نرم‌افزار روی سیستمتان باید پارامترهای سخت‌افزاری آن را برآورده کنید. VMWare به پردازنده 64 بیتی X86 چهار گیگ RAM (البته به نوع ماشین مجازی هم بستگی دارد) و حداقل 1 گیگ کنترلر اترنت نیاز دارید.
3. وابستگی بالای کارایی به منابع سخت‌افزاری: VMWare در سیستم‌هایی که سخت‌افزار قوی‌دارند، عملکرد مطلوبی از خود نشان می‌دهد، اما هرچه سخت‌افزار شما ضعیف‌تر باشد، کارایی VMWare هم پایین‌تر می‌آید.

علاوه‌بر کاربرپسند نبودن، VMWare وابستگی زیادی به سخت‌افزاری که روی آن اجرا می‌شود دارد. در نتیجه بهتر است از قبل، نیازمندی‌های سخت‌افزاری آن را بررسی کنید و امکان افزایش نیاز خودتان به عملکرد بالا در آینده را نیز برآورد کنید.

کلام آخر

در این مقاله مقدمه‌ای کوتاه درباره مجازی‌سازی گفتیم و در ادامه چند مورد از انواع مجازی سازها را نام بردیم. چهار برنامه VirtualBox، XEN، KVM و VMWare معرفی شدند که برخی ازآن‌ها صرفا برای کاربران لینوکس بودند. همچنین مزایا و معایب هرکدام را هم به تفصیل بیان کردیم.