مجازی سازی با Hyper v

مایکروسافت همزمان با انتشار سیستم‌عامل سرور ویندوز 2012، پلتفرم مجازی‌سازی Hyper-V خود را نیز به‌روزرسانی کرد. این نرم‌افزار که نسل سوم آن عرضه شده است، رایگان بوده و به دو صورت نصب می‌شود یا همراه با ویندوز سرور ۲۰۱۲ یا در قالب یک بسته  قابل نصب جداگانه. Hyper-V  شامل ویژگی‌ها و امکاناتی است که شما باید پیش از این برای به‌دست آوردن و استفاده از آن‌ها هزینه پرداخت می‌کردید. در حقیقت مایکروسافت Hyper-V را به عنوان یک امتیاز ویژه به کاربران سیستم‌عامل سرور خود هدیه می‌دهد تا آن‌ها را به استفاده از این سیستم‌عامل ترغیب کند. حتی Hyper-v امکاناتی را به همراه دارد که توسط دیگر ابزارهای Hypervisor به هیچ عنوان قابل دسترسی نیستند (مانند مهاجرت از یک سرور به سرور دیگر بدون نیاز به اشتراک‌گذاری و تبادل اطلاعات میان این دو سرور). Hyper-V از ویژگی‌های دسترسی بالا و تداومی (Resiliency) میزبان‌ها نظیر همانند‌سازی (Replication) یک سرور به صورت آف‌‌سایت به خوبی پشتیبانی می‌کند. همچنین می‌تواند برخی از کارها و عملیات‌ها را بسیار بهتر و کامل‌تر از سکوهای مجازی‌سازی VMware و Citrix فارغ از سیستم‌عامل (ویندوز دسکتاپ، لینوکس، ویندوز سرور و...) انجام دهد. به این مزایا، رایگان بودن این ابزار را نیز اضافه کنید. Hyper-V بخشی از مجوز ویندوز سرور 2012 است و می‌تواند روی یک سخت‌افزار مشخص، انواع ماشین‌های مجازی مبتنی بر سیستم‌عامل‌های دیگر را میزبانی کرده و با استفاده از یک محیط یکپارچه در ویندوز سرور 2012، یک مدیریت سراسری و مرتب را برای سخت‌افزار و ماشین‌های مجازی تعریف شده فراهم کند.

در این مقاله، نگاهی کلی به Hyper-V 2012 خواهیم انداخت و مهم‌ترین ویژگی‌ها و امکانات تازه این ابزار برای استفاده‌ شرکت‌های تجاری کوچک و متوسط بازار را بررسی خواهیم کرد. بسیاری از ویژگی‌های تازه Hyper-V هم‌اکنون در دیگر سکوهای مجازی‌سازی نیز یافت می‌شوند اما به اعتقاد من Hyper-V اهمیت بیشتری دارد؛ زیرا مایکروسافت توسعه‌دهنده آن است و این سکو را به‌صورت ساده و ارزان در سیستم‌عامل سرور خود گنجانده و به‌صورت یک بسته یکپارچه ارائه می‌کند. این ویژگی به‌صورت بالقوه برای سازمان‌ها صرفه‌جویی در هزینه‌ها را به همراه خواهد داشت و مدیران سیستم را از جهت سازگاری با سیستم‌های ویندوزی مطمئن می‌کند.

بیشترین، بزرگ‌ترین و ارزان‌ترین VM

در حال حاضر Hyper-V به‌طور قابل توجهی می‌تواند تعداد بیشتری میزبان مجازی را نسبت به محصولات مشابه پشتیبانی کند. با استفاده از آن می‌توانید روی یک سرور فیزیکی، سنگین‌ترین کارها را با حجم بار کاری بسیار زیاد، مجازی‌سازی کنید. Hyper-V هم روی ویندوز سرور 2012 و هم به‌صورت مستقل می‌تواند حداکثر از 320 هسته پردازنده و چهار ترابایت حافظه رم پشتیبانی کند و هر میزبان مجازی نیز می‌تواند طوری پیکربندی شود که روی 64 پردازنده مجازی و یک ترابایت حافظه رم اجرا شود. میزان فضای دیسک‌ مجازی برای هر میزبان مجازی نیز می‌تواند 64 ترابایت باشد (این ظرفیت با فرمت جدید VHXD درایوهای مجازی در ویندوز سرور 2012 به‌دست آمده است). با این مشخصات، به‌طور مثال روی یک Hyper-V می‌توان حداکثر 1024 ماشین مجازی را تعریف و اجرا کرد.

یکی از علت‌هایی که هم ویندوز سرور 2012 و هم Hyper-V از ظرفیت و تعداد پردازنده زیادی پشتیبانی می‌کنند و قابلیت مدیریت تعداد بیشتری ماشین مجازی را دارند، به پشتیبانی از قابلیت Non-Uniform Memory Architecture  برمی‌گردد. سیستم‌های غیریکنواخت (مبتنی‌بر NUMA) ، حافظه رم را به صورت بلوک‌هایی محلی (با دسترسی سریع) به پردازنده‌های خاص برای افزایش کارایی اختصاصی می‌دهند. این قابلیت باعث می‌شود که مقدار حافظه‌ای که باید به ماشین مجازی تعلق بگیرد، محدود شود و این موضوع، یک نقطه ضعف است. در Hyper-V از ویژگی جدید NUMA برای جبران این محدودیت استفاده می‌شود که به ماشین‌های مجازی اجازه می‌دهد، براساس حافظه تخصیص‌یافته به گره‌های مختلف، بتوانند از میزان حافظه بیشتری نسبت به حافظه از پیش تعریف شده برای یک ماشین مجازی استفاده کنند. این قابلیت باعث افزایش کارایی ماشین‌های مجازی می‌شود که توسط Hypervisor (مدیر ماشین مجازی) تعریف شده‌اند. بنابراین اگر شما ماشین‌های مجازی تعریف کرده‌اید که به حافظه بیشتری نسبت به آن چیزی که تخصیص داده شده است نیاز ندارند، می‌توانید قابلیت NUMA را غیرفعال کنید.

این سطح از پشتیبانی و ظرفیت در Hyper-V جدید در مقایسه با Hyper-V روی ویندوز سرور ۲۰۰۸  نگارش R2 قابل توجه و بسیار بیشتر است و حتی در مقایسه با محصول VMware’s vSphere 5 نیز یک ظرفیت بیشتر شمرده می‌شود. مزیت واقعی این ویژگی‌های جدید Hyper-V هنگامی مشخص می‌شود که روی ویندوز سرور 2012 با محیط و ابزارهای مدیریتی این سیستم‌عامل یکپارچه شده و توسط مدیر سیستم مورد استفاده قرار بگیرند. همچنین می‌توان Hyper-V را از راه دور و از طریق اسکریپت‌های نوشته شده یا دستورات خط فرمان که در ابزار PowerSell 3.0 اجرا می‌شوند، مدیریت و کنترل کرد.

آن‌چیزی که اهمیت «رایگان» بودن این ابزار مجازی‌سازی را بیشتر می‌کند، این است که برخلاف نسخه رایگان VMware’s ESXi، نسخه رایگان Hyper-V Hypervisor  از تمام ظرفیت‌ها، قابلیت‌ها و امکانات روی ویندوز سرور 2012 پشتیبانی می‌کند و محدودیتی برای آن در استفاده از پردازنده یا حافظه تعریف نشده است. Hyper-V Server 2012 از تمام ویژگی‌های یک نسخه مدیریت ماشین‌های مجازی (Hypervisor) پشتیبانی می‌کند و از تمام قابلیت‌های مدیریتی روی ویندوز سرور 2012 می‌توان استفاده کرد. اگر شما تصمیم ندارید ویندوز سرور 2012 را روی سیستم خود نصب کنید یا نمی‌خواهید از مجوز آن برای تعریف یک ماشین مجازی استفاده کنید و می‌خواهید ماشین‌های مجازی را روی نسخه‌های قدیمی‌تر ویندوز مانند ویندوز سرور 2008، ویندوز7، ویندوز 8 نسخه دسکتاپ و سیستم‌عامل‌های دیگر مشابه مانند لینوکس و... نصب کنید و از امکانات مجازی‌سازی دسکتاپ آن‌ها یا ابزار مدیریتی مایکروسافت بهره ببرید، به Hyper-V Server 2012 نیاز خواهید داشت.

حتی اگر شما از ابزارهای مدیریتی مایکروسافت مانند System Center 2012 استفاده می‌کنید و تمایل دارید خیلی ساده و راحت با ابزار مدیریتی Hyper-V در ویندوز سرور 2012 کار کنید، دیگر نیازی به استفاده از ابزارها و محیط‌های مدیریتی مجازی‌سازی دیگر ندارید(زیرا ابزار مدیریتی Hyper-V کامل و دارای قابلیت‌هایی است که برای یک کاربر معمولی کافی است). حتی در این وضعیت مهم نیست که چه سیستم‌عاملی روی ماشین مجازی تعریف شده، نصب شده است. اگر تمایل دارید تعداد زیادی ماشین مجازی مشابه هم روی یک سرور Hyper-V تعریف و مستقر کنید، با استفاده از ابزار PowerShell و اسکریپت‌هایی که وجود دارد، می‌توانید یک پیکربندی یکسان را روی تمامی ماشین‌های مجازی اعمال کنید و از انجام تمامی کارهای پیکربندی به‌صورت دستی خودداری کنید. حتی می‌توانید برای نگه‌داری و تعمیر ماشین‌های مجازی از اسکریپت‌ها استفاده کنید. به عنوان مثال، می‌توانید اسکریپتی بنویسید که مجموعه‌ای از ماشین‌های مجازی خاموش را از روی یک سرور در ساعت غیر اوج کاری به روی سرور دیگری برای صرفه‌‌جویی بیشتر انرژی منتقل کند. Hyper-V Manager همان شکل و شمایل و تجربه کار کردن را به شما القا می‌کند که دیگر ابزارهای مدیریتی ویندوز دارند (البته این ابزار در ویندوز سرور 2012 همانند رابط کاربری گرافیکی ویندوز8 است) .

این ابزار یک ویزارد دارد که می‌توانید بیشتر کارهای یک ماشین مجازی مانند ساخت یک ماشین یا دیسک مجازی جدید، Import و Export کردن ماشین‌های مجازی، تنظیمات پاسخ‌گویی و همانند‌سازی یا انتقال یک ماشین مجازی از روی یک دستگاه ذخیره‌سازی فیزیکی به یک دستگاه ذخیره‌سازی فیزیکی دیگر را به کمک آن انجام دهید ..

 دو ویژگی پویا

Hyper-V از دو ویژگی پویا در هنگام تعریف و اضافه‌کردن ماشین‌های مجازی استفاده می‌کند. این دو ویژگی، تخصیص پویای حافظه و فضای ذخیره‌سازی در هنگام راه‌اندازی آن‌ها است. به این‌صورت که می‌توانید به ماشین‌های مجازی مجوز بدهید تا در صورت نیاز از حافظه و فضای ذخیره‌سازی بیشتری که در دسترس است، استفاده کنند. VHD پویا امکان تعریف یک اندازه مشخص برای حافظه و فضای دیسک ماشین‌های مجازی به صورت نرم‌افزاری را فراهم می‌کند اما اجازه می‌دهد که ماشین‌های مجازی براساس میزان مصرف مورد نیاز خود، فضای بیشتری از دیسک فیزیکی را استفاده و اطلاعات بیشتری را روی آن ذخیره کنند. ویژگی تخصیص پویای حافظه رم در Hyper-V از ویندوز 2008 R2 شروع شده است و معادل آن در نرم‌افزار VMware با نام «Overprovisioning» شناخته می‌شود؛ اگرچه این دو در نحوه کار تفاوت‌ اندکی با یکدیگر دارند. این ویژگی در Hyper-V 2012 به نام « Smart Paging» شناخته می‌شود. به هر حال Hyper-V می‌تواند حافظه رم را به‌صورت پویا از یک ماشین مجازی به ماشین‌مجازی دیگر، تخصیص بدهد و براساس بار کاری که ماشین‌های مجازی دارند، Hypervisor مقدار حافظه تخصیص داده شده به هر ماشین مجازی را تغییر دهد. اما از سوی دیگر  Smart Paging می‌تواند فضای دیسک ذخیره‌سازی اطلاعات روی یک ماشین مجازی را به‌صورت حافظه رم مجازی استفاده کرده و به صورت موقت به یک ماشین مجازی تخصیص دهد. هنگامی که یک ماشین مجازی شروع به کار می‌کند یا ری‌استارت می‌شود و مقدار حافظه رم کافی برای پشتیبانی از آن وجود ندارد و حافظه رم اصلی نمی‌تواند از ماشین‌های مجازی دیگر، مقدار حافظه مورد نیاز را تأمین کند، از Smart Paging به جای حافظه رم استفاده می‌شود تا هنگامی که حافظه رم کافی از سوی دیگر ماشین‌های مجازی تأمین شود و در این مدت کارایی سیستم کاهش نیابد و نرخ دسترسی به دیسک فیزیکی دچار افت نشود.

ده قابلیت برتر Windows Server 2012

کم کم شاهد اظهار نظرهای گوناگون کاربران در مورد سیستم عامل Windows Server 2012 شرکت مایکروسافت هستیم. برای بسیاری از مدیران شبکه ها، سوالی که در مورد آخرین نسخه سروری سیستم عامل مطرح مایکروسافت وجود دارد ، امکانات جدید آن نیست، بلکه تفاوت های آن با دیگر نسخه هاست.
Server 2008 R2 سیستم عامل خارق العاده ای بود و حالا نسخه 2012، جادوی رابط Metro را که در windows 8 شاهد آن هستیم را نیز بدان می افزاید.   پاسخ سوال مطرح شده در مورد تفاوت ها بسیار آسان است : Server 2012 جهشی بزرگ نسبت به Server 2008 R2 است و تفاوت این دو را می توان با تفاوت میان نسخه های 2008 R2 و 2003 مقایسه کرد.
Server 2012 به همراه قابلیت های جدید خارق العاده ای عرضه می شود. این سیستم عامل اصطلاح معروف «هیچوقت از اولین نسخه یک نرم افزار استفاده نکنید» را با وجود مانایی بالا در ارائه ویژگی های نرم افزاری، بی معنا می کند.
اگر بخواهیم همه چیز را خلاصه کنیم، باید گفت Windows Server 2012 جذاب و خیره کننده است. در اینجا ده دلیل اصلی آن را برای تان ذکر کرده ایم.

10) IIS 8

IIS 8 ،قابلیت های Internet Information Services را در حد دیگر سرویس های مشابه ارتقا داده و حتی در برخی موارد آن ها را پشت سر می نهد.  طنز استهزا آمیز و بیش از یک دهه ای جمله «از Windows به عنوان وب سرور تان استفاده کنید» به صورت رسمی در اینجا پایان می یابد.
IIS 8 از قابلیت هایی چون پیش کامپایل کدها، مدیریت هوشمند فرآیندها، پشتیبانی از SNI و مدیریت متمرکز گواهینامه ها یا Certificate ها برخوردار است. FTP Server  تعبیه شده در آن هم بر خلاف سابق عملکرد خیره کننده ای داشته و حتی امکان محدود کردن دسترسی ها در آن هم به صورت کاربردی در آمده است. حالا می توان IIS 8 را به تنهایی دلیلی برای ارتقای سیستم عامل دانست.

9) PowerShell

PowerShell 3.0 را بیش از آنکه بتوان یک انقلاب دانست، باید یک تکامل تدریجی تلقی کرد.  وجود Scriptlet های بیشتر را شاید نتوان به تنهایی مهم دانست . اما محصولات سال 2012 رویکرد انقلابی مایکروسافت را در مدیریت سرور به نمایش می گذارد.
هر یک از عناصر سیستم عامل و تقریبا هر یک از همراهان دیگر سروری چون SQL ، Exchange و یا Lync به صورت کامل از طریق PowerShell قابل مدیریت هستند. این موضوع تا حدی پیش می رود که هر یک از کلید ها در رابط کاربر تنها وسیله ای برای اجرای این کدهای Powershell هستند.
باید Powershell را در رده های بالاتر این لیست ذکر می کردیم اما برای استفاده کامل و بهینه از آن باید مهارت بالایی در استفاده از موتور جستجو داشته باشید. مستند سازی رسمی آن تا حدی ناقص بوده  و راهنماهای طلایی استفاده از PowerShell  را باید در وبلاگ های مهندسی مایکروسافت یافت.
برای استفاده از Scriptlet های مورد نیاز تان ، باید آن ها را لیست کرده و دستور استفاده از آن ها را همانند دو دهه پیش چاپ کنید. اما PowerShell مایکروسافت را برای گام نهادن در آینده آماده می کند.

8) DirectAccess

DirectAccess ایده بسیار جذابی بوده است اما در نسخه های پیشین به شکل ضعیفی پیاده سازی شده بود. با وجود SSL به عنوان پیکربندی پیش فرض و IPSec بعنوان گزینه ای در دسترس ، Server 2012 استفاده از آن را آسان تر می سازد.
DirectAccess به عنوان راهکار و جایگزینی منطقی، مطمئن و با قابلیت استفاده آسان برای شبکه های مجازی خصوصی یا VPN ها مطرح است.

7) Cluster Shared Volumes

Windows Server 2012 از Cluster Shared Volumes برای ایجاد هارد دیسک های مجازی برای استفاده توسط Hyper-V  پشتیبانی می کند. حالا می توانید فضای ذخیره سازی زنجیره ای و چندگانه خود را در اختیار داشته و با وجود مستندات فوق العاده بخوبی از آن بهره بگیرید.

6) حذف رکوردهای تکراری

سال هاست که نیاز به فضای ذخیره سازی از تراکم فضای هارد دیسک ها از رشد سریع تری برخوردار است. اشتهای پایان ناپذیر ما برای داشتن فضای ذخیره سازی بیشتر به معنای نیاز به ابزارها، کنترلرها، منابع تغذیه ، انرژی الکتریکی و سیستم های خنک سازی بیشتر و بیشتر است.
حذف فایل ها و رکوردهای تکراری می تواند تا حدی از سرعت این روند بکاهد و حالا مایکروسافت به شدت به این نکته توجه می کند. Server 2012 از این فرآیند در درایو های NTFS پشتیبانی می کند و به خوبی با BranchCache برای صرفه جویی در پهنای باند شبکه های گسترده جغرافیایی یکپارچه است.

5) Hyper-V 3.0

Server 2012 سعی دارد با بهبود دادن Hyper-V رقابت با زیرساخت VMWare را به سطح جدیدی برساند. هر چند باید اذعان کرد هنوز هم پلت فرم VMWare ، پلت فرم برتر در این رقابت است. در ترکیب با System Center 2012 ، Hyper-V .0 سطح کاربری بالایی را ارائه می کند.
مایکروسافت را دیگر نمی توان تازه واردی در دنیای مجازی سازی دانست. توانمندی بالای مایکروسافت در این زمینه ،دیتاسنترها را به استفاده از این پلت فرم تشویق می کند.
Microsoft Hyper-V Server  که نسخه رایگانی از Hyper-V است ، قابلیت های Hyper-V را به صورت کامل در اختیار کاربر قرار می دهد. اگر سختی استفاده از PowerShell را به جان بخرید، می توانید یک کلاستر 64 نودی با 8000 ماشین مجازی را بدون پرداخت ریالی(!) به مایکروسافت راه اندازی کنید.
البته رویکرد بسیار خاصی در این بخش از سوی مایکروسافت وجود دارد. آن ها مطمئن هستند شما برای خرید System Center 2012 دست به جیب خواهید شد و از نظر ما ، باید حق را به آن ها داد. System Center 2012  با وجود سرویس پک جدید عرضه شده ، خارق العاده است.
مایکروسافت بر روی PowerShell تمرکز کرده و تصمیم آن برای فشار بر روی VMWare با استفاده از قیمت پایین ، سبب شده است تا ابزارهای مدیریتی شرکت های ثالث چون 5Nine وارد عرصه عمل شوند. آن ها به اندازه System Center قدرتمند نیستند اما توازن خوبی میان قابلیت ها و بهای پرداختی مورد نیاز برای خریدشان، فراهم ساخته اند. این اکوسیستم می تواند به افزایش سهم Hyper-V از بازار منجر شود.
4) Hyper-V Replica

Hyper-V Replica یک فناوری ذخیره سازی اختصاصی است که برای کپی کردن مداوم ماشین های مجازی در کلاسترهای بک آپ طراحی شده است.  این فناوری اطمینان حاصل می کند که هیچ Snapshot ی با عمر بیش از 15 دقیقه در کل شبکه تان در دسترس قرار نداشته باشد.
در ابتدا کل ماشین کپی شده و سپس تنها بلوک هایی که در آن ها تغییر ایجاد می شوند ، به کلاسترها ارسال می شوند.  این فناوری به صورت کامل از نسخه بندی یا Versioning ماشین های مجازی شما پشتیبانی می کند.
3) iSCSI

با وجود Windows Storage Server 2008، مایکروسافت iSCSI را در دسترس قرار داد. بالاخره امکان دانلود دلخواه آن از سایت مایکروسافت برای Server 2008 R2 فراهم شد و حالا این قابلیت به عنوان جزئی یکپارچه و هسته ای جدایی ناپذیر از Server 2012 بدل شده است.

2) NFS 4.1

Microsoft NFS 4.1 Server به خوبی کد نویسی شده و از ابتدا طراحی شده است؛ حالا با نرم افزاری سریع، مانا و قابل اطمینان روبرو هستیم. این قابلیت سیستم ذخیره سازی خارق العاده ای را برای محیط های نامتجانس فراهم کرده و فضای ذخیره سازی تحت شبکه شگفت انگیزی برای سرور های VMWare است.
1) SMB 3.0

SMB 3.0 تاج جواهر نشان Server 2012 است و از نسل پیشین مضحک خود یعنی CIFS فرسنگ ها فاصله دارد.  SMB 3.0 از رابط های چندگانه همزمان تحت شبکه پشتیبانی کرده و امکان پشتیبانی از رابط های جدید نصب شده را برای افزایش پهنای باند در حین انتقال داده های حجیم داراست. SMB 3.0 از MPIO و حذف داده های تکراری نیز پشتیبانی می کند.
SMB 3.0 از SMB Direct  و دسترسی مستقیم به حافظه از راه دور، امکان اختصاصی برای انتقال داده های SMB به صورت مستقیم از حافظه یک سیستم به سیستم دیگر، پشتیبانی می کند.  این ویژگی ها مایکروسافت را قادر می سازد تا نرح انتقال داده را در SMB 3.0 به 16 گیگا بایت در هر ثانیه برساند که رقمی غیرقابل رقابت به نظر می رسد.
با توجه به این ویژگی ها،و حتی با توجه به ویژگی های خارق العاده Server 2008 ،  Server 2012 ارزش ارتقا دارد.