معرفی مجازی سازی و سرویس Hyper-V قسمت اول - امکانات جدید Hyper-V
تکنولوژی های مجازی سازی چند سالی می شود که به سرعت در حال پیشرفت بوده اند و در سطح گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند ، در حال حاضر تکنولوژی های مجازی سازی به عنوان یک مسئله کلیدی در فناوری اطلاعات محسوب می شوند و در سالهای اخیر مراکز داده به سمت استفاده از این تکنولوژی ها در ساختار سرویس های خود حرکت کرده اند . چند سالی هست که سازمان ها به این نتیجه رسیده اند که پیشرفت فزاینده ای که در صنعت CPU ها و حافظه ها وجود دارد خیلی فراتر از پیشرفت سیستم عامل ها بوده است و سیستم عامل ها به تنهایی قادر به پشتیبانی از این تکنولوژی های بصورت تمام و کمال را ندارند . بیشتر این سازمان ها در طی یک بررسی نتیجه گرفتند که سیستم عامل ها در بیشتر اوقات تنها 20 درصد از کارایی CPU و حافظه را به خود اختصاص می دهند و مابقی این امکانات بلا استفاده باقی می ماند. این همان زمانی بود که مجازی سازی سرورها به میان آمد . فناوری مجازی سازی سرورها به این معناست که شما می توانید چندین سیستم عامل سرور را بصورت ایزوله شده و جدا از هم بر روی یک دستگاه سرور سخت افزاری قرار دهید به گونه ای که از تمامی منابع سخت افزاری شما بصورت بهینه استفاده شود و کارایی سرور شما به حداکثر برسد.
بسیاری از سازمان ها برای مراکز داده خود نمی توانند برق زیادی مصرف کنند و از جهتی اضافه کردن سرورهای سخت افزاری جدید باعث افزایش مصرف برق و بیشتر شدن ارتباطات شبکه و بالا رفتن هزینه های سازمان می شود. از طرفی بالا رفتن تعداد سرورها نیازمند انجام فرآیند های مدیریتی سخت تری خواهد بود . به عنوان یک مدیر فناوری اطلاعات شما بایستی درک کنید که هزینه خرید و راه اندازی سرورهای سخت افزاری پایین نیست و این خود دلیلی بر استفاده از فناوری های مجازی سازی سرور خواهد بود . این مسئله به قدری گسترده شده است که در حال حاضر بیشتر سازمان ها انتخاب ماشین های مجازی یا VM ها به جای سرورهای فیزیکی را به عنوان اولین گزینه در نصب و راه اندازی سرویس های شبکه انتخاب می کنند. امروزه شما می توانید راهکارهای مبتنی بر مجازی سازی سرورها را در بسیاری از محیط های عملیاتی از جمله مراکز داده و سازمان ها و شرکت های بزرگ مشاهده کنید
معرفی سرویس Hyper-V در ویندوز سرور 2008 نسخه R2
نقش یا Role ای به نام Hyper-V در ویندوز سرور 2008 نسخه R2 شرکت مایکروسافت بصورت رایگان ارائه شده است که به شما امکان استفاده از سرویس های مجازی سازی سرور در سطح سازمانی را می دهد. Hyper-V نیز مانند تمامی محصولات مایکروسافت دارای ویژگیهای مشترکی با محصولات دیگر مانند رابط گرافیکی و همچنین سادگی در کاربرد می باشد. مایکروسافت همیشه به عنوان یک غول نرم افزاری در دنیا شناخته شده است و در بدو معرفی سرویس Hyper-V ادعا کرد که می خواهد در صنعت مجازی سازی نیز به عنوان شماره یک دنیا مطرح شود و این موضوع از زمان ارائه اولین محصول Hypervisor Type 1 مایکروسافت با ارائه نسخه R1 از سیستم عامل ویندوز سرور 2008 عنوان شد. مایکروسافت در نسخه بعدی سرویس Hyper-V خود با ارائه خدماتی همچون Live Migration در نسخه R2 سیستم عامل ویندوز سرور 2008 بصورت رسمی وارد این رقابت شد. با توجه به رایگان بودن محصول Hyper-V ای که بر روی سیستم عامل ویندوز سرور 2008 نسخه R2 قرار دارد و همچنین هزینه هایی که سازمان ها بایستی برای خرید نرم افزارهای دیگر مجازی سازی سرور بایستی پرداخت می کردند و علاوه بر تمامی اینها امکاناتی که به این سرویس در نسخه جدید آن اضافه شده بود ، Hyper-V به سرعت شروع به رشد و توسعه در دنیای فناوری اطلاعات کرد.
قبل از اینکه Hyper-V را در محیط عملیاتی به کار بگیرید بهتر است کمی با معماری این سرویس آشنا شوید . معماری Hyper-V به گونه ای است که دارای یک Parent Partition است که مدیریت لایه مجازی سازی که شامل VM های روی سرور هستند را بر عهده دارد . همچنین Hyper-V به درایورهای مربوط به سیستم عامل های Host را بر خلاف خود Hyper-Visor بر روی آن نصب می کند . همینکار باعث بالا رفتن کارایی و سبکتر شدن Hypervisor می شود.
استفاده از Hyper-V به عنوان راهکار بازیابی از حادثه یا Disaster Recovery
بسیاری از سازمان ها از ساختار های مجازی سازی و راهکارهای آن برای استفاده در طرح و نقشه بازیابی از حادثه یا Disaster Recovery Plan خود استفاده می کنند . استفاده از Hyper-V مدیران شبکه براحتی می توانند سرورهای جدید را ایجاد و آنها را در مدار قرار دهند و از طرفی با توجه به اینکه VM ها در قالب فایل های VHD در سیستم ذخیره می شوند ، طراحی و گرفتن Backup از آنها بسیار ساده تر از Backup گیری از سیستم عامل ها می باشد . با این روش شما تمامی یک سرور مجازی را در قالب یک فایل Backup میگیرید و به محض بروز مشکل همین یک فایل را بازگردانی می کنید.
تغییرات جدید در Hyper-V
در ویندوز سرور 2008 نسخه R2 سرویس Hyper-V نسبت به محصولات مجازی سازی مشابه قبلی تغییرات محسوسی را داشت . این تغییرات شامل Live Migration ، اضافه و حذف کردن هارد دیسک های مجازی به سیستم عامل های روشن و در حال کار ، امکانات جدید پردازشگر و پشتیبانی از Jumbo Frames در VM ها می شود.
معرفی قابلیت Live Migration
یکی از امکانات جدیدی که به Hyper-V در ویندوز سرور 2008 نسخه R2 اضافه شد ، امکان انتقال آسان و بدون دغدغه VM ها از یک سرور Hyper-V به یک سرور Hyper-V دیگر است . در ویندوز سرور 2008 نسخه R1 قابلیتی به نام Quick Migration وجود داشت که ابتدا VM ها را در حالت Suspend قرار می داد و سپس به سرور دیگر منتقل می کرد . همین Suspend شدن VM کمی سرویس دهی آن را در سرورهایی که دارای بار کاری زیاد هستند دچار مشکل می کرد و دسترسی پذیری سرورها کم می شد . زمانیکه شما از Quick Migration برای انتقال VM ها استفاده می کنید ، برخی از نرم افزارها و برنامه هایی که در حال سرویس دهی بر روی سرور هستند ممکن است نیاز به restart شدن و یا راه اندازی مجدد سرویس داشته باشند .
در امکان جدید Hyper-V که همان Live Migration می باشد ، Hyper-V بدون نیاز به اینکه VM در حالت Suspend قرار بگیرد و یا خاموش شود فرآیند انتقال را انجام می دهد و این یعنی دیگر چیزی به نام Downtime در این فرآیند وجود نخواهد داشت. ویژگی Live Migration از یک ترفند جالب برای اینکار استفاده می کند ، ابتدا اطلاعات موجود در RAM سرور را به صورت صفحه به صفحه به سرور مقصد منتقل می کند و سپس مالکیت هارد دیسک های مجازی را گرفته و در سرور مقصد قرار می دهد و اطلاعات RAM را مجددا بازگردانی می کند. این همان نکته ای است که باعث عدم نیاز به خاموش شدن و یا Suspend شدن سیستم Guest می شود .
Live Migration این اجازه را به مدیران شبکه می دهد که بتوانند براحتی و در هر شرایطی به Cluster های موجود در Hyper-V یک Host اضافه کنند و در همین حین به آنها منابع مورد نیازشان را نیز اضافه کنند ، بدون اینکه خللی در جریان کاری VM پیش بیاید . همچنین Live Migration این امکان را به مدیران سیستم می دهد که بتوانند بدون درگیر کردن فعالیت های کاری سازمان و سرورها بتوانند در زمانی که روند کاری سازمان در حال انجام است بر روی سرورهای خود تغییرات اعمال کنند و یا آنها را سرویس کنند .برای مثال یک مدیر سیستم می خواهد به یک Host موجود بر روی Hyper-V حافظه RAM بیشتری اضافه کند ، وی می تواند با استفاده از Live Migration ماشین مجازی یا VM فعال خود را از یک Host به Host دیگر در Cluster موجود انتقال دهد و آن را آماده سرویس دهی کند، سپس می تواند Host مورد نظر را خاموش کرده و RAM اضافه را بر روی آن نصب کند . بعد از نصب RAM اضافه ، مدیر سیستم می تواند مجددا با استفاده از Live Migration سیستم قبلی را به حالت اولیه خود اما با RAM بیشتر منتقل کند.
قابلیت Live Migration صرفا در حالتی فعال است که شما در محیط مجازی سازی Hyper-V خود از ساختار Fail-Over Clustering استفاده کرده باشد و در غیر اینصورت شما قادر به استفاده از نخواهید بود . علاوه بر این Live Migration برای انجام عملیات Migration خود نیاز به یک کارت شبکه اختصاصی موجود بر روی هر یک از سرور های Hyper-V می باشد که بتواند ترافیک را بصورت انحصاری بر روی آن منتقل کند. پیشنهاد می شود که پردازنده هایی که بر روی Host های Hyper-V وجود دارند از یک نوع و از یک خانواده باشند ، این موضوع باعث می شود که بتوانید از حداکثر قابلیت های پردازنده استفاده کنید.
حالت سازگاری پردازنده های Hyper-V و Live Migration
همانطور که در پاراگراف قبلی اشاره کردیم ، پیشنهاد می شود که بر روی Host های Hyper-V که از یک Cluster استفاده می کنند ، از یک نوع پردازنده ساخت یک شرکت استفاده شود . ویندوز سرور 2008 نسخه R2 در Hyper-V از یک امکان جدید به نام Processor Compatibility Mode یا حالت سازگاری پردازنده بهره می گیرد .در این حالت Hyper-V به شما اجازه استفاده از سیستم هایی دارای پردازنده های مختلف بر روی یک Cluster مشترک را می دهد. حقیقت این است که تمامی پردازنده ها از یک سری امکانات اولیه بهره مند هستند که در تمامی پردازنده ها مشترک می باشد ، اما پردازنده های شرکت های بزرگ با قابلیت های پیشرفته ارائه می شوند ، در Compatibility Mode سرویس Hyper-V به جای استفاده از امکانات پیشرفته پردازنده ها از امکانات پایه آنها استفاده می کند که در تمامی آنها یکسان است ، با این روش حداقل استفاده از پردازنده های جدید انجام می شود اما در عوض شما می توانید Host های قدیمی را نیز به Hyper-V Cluster خود اضافه کنید.
امکانات جدید در حوزه پردازنده ها یا CPU Enhancements
ویندوز سرور 2008 نسخه R2 در Hyper-V امکانات جدیدی را در حوزه پشتیبانی از پردازنده ها ارائه کرده است که در این میان می توان به پشتیبانی از پردازنده های 64 بیتی دارای هسته برای استفاده در هر یک از Host های فیزیکی اشاره کرد. Hyper-V همچنین دارای قابلیتی به نام Core Parking در ویندوز سرور 2008 نسخه R2 می باشد ، در این قابلیت Hyper-V می تواند در صورت عدم نیاز به قدرت پردازشی زیاد ، پردازش فعلی سرور را بر روی یکی از پردازنده ها متمرکز کرده و به پردازنده های دیگر استراحت دهد . در صورتیکه بار کاری CPU ها بیشتر شد مجددا Hyper-V پردازنده هایی که در حالت Suspend قرار گرفته بودند را در حالت عملیاتی قرار می دهد .
امکانات جدید در حوزه ذخیره سازی اطلاعات یا Storage Enhancements
Hyper-V در ویندوز سرور 2008 نسخه R2 به شما امکانات جدیدی را در حوزه مدیریت تجهیزات ذخیره سازی یا Storage ها ارائه می کند که شما را قادر می سازد به راحتی به VM خود هارد دیسک های مجازی را اضافه و یا حذف کنید . Hyper-V به شما این امکان را می دهد که بتوانید در زمانیکه VM شما روشن است به آن هارد دیسک مجازی و یا هارد فیزیکی را معرفی کنید ، بدون اینکه نیاز به خاموش و روشن کردم مجدد سیستم داشته باشید. به این قابلیت در اصطلاح Hot Add می گویند . وجود این قابلیت به این معناست که شما براحتی می توانید فرآیند های مدیریتی Hyper-V و VM های داخل آن را بدون داشتن کوچکترین Downtime انجام دهید .برای مثال ، فرض کنید که سرور مجازی که سیستم عامل آن برای پایگاه داده SQL Server خود نیازمند فضای دیسک بیشتری می باشد ،نیاز به یک هارد دیسک جدید دارد . به عنوان یک مدیر سیستم شما براحتی می توانید یک هارد دیسک مجازی به این پایگاه داده بدون نیاز به خاموش و روشن کردن VM اضافه کنید .
امکانات جدید در حوزه شبکه یا Network Enhancements
Hyper-V از بسیاری از امکانات جدید شبکه ای که به ویندوز سرور 2008 نسخه R2 اضافه شده است از قبیل TCP Offload که به نام VM Chimney هم معروف است و همچنین jumbo frame پشتیبانی می کند. این امکانات به Hyper-V امکان این را می دهد که بتواند در هنگام برقراری ارتباط با VM ها و همچنین دسترسی به داده ها در SCSI SAN ها از کارایی بیشتری برخوردار باشد.
