شبكات الحاسوب Computer Networks

الحوسبة الافتراضية وانواعها (Virtualization)


الحوسبة الافتراضية هي تقنية قديمة خلافاً لما يعتقد الكثيرون حيث انها بدأت في ستينات القرن العشرين في حواسيب الهياكل الرئيسية (Main frame computers) كطريقة للفصل المنطقي بين موارد النظام واستخدامها للتطبيقات المختلفة (حيث كانت كل حاسبة رئيسية تحتوي عدة لوحات مفاتيح (keyboards) ويمكن استخدامها من قبل عدة اشخاص في نفس الوقت مما يعني ضرورة وجود تقنية لمنع برامج وعمل المستخدمين المتعددين من التداخل).

1
Mainframe Computer

 واما اليوم فالمقصود بهذه التقنية انها التكنولوجيا التي تسمح لنا بتقليل استهلاك الطاقة وتقليل المصاريف لأدارة شبكاتنا وسيرفراتنا من خلال السماح لجهاز حاسوب واحد (شخصي او سيرفر) بأن يحتوي على عدة نظم تشغيل وعدة (حواسيب افتراضية) بداخله حيث اننا بدل ان نشتري جهاز سيرفر ليكون (file server) وجهاز اخر ليكون (web server) واخر ليكون (mail server) وهكذا، فأننا يمكننا شراء جهاز واحد بمواصفات جيدة واستغلاله ليكون حاوياً لكل هذه السيرفرات مما يعني:

  • تكلفة اقل لأننا سنشتري جهاز واحد فقط.
  • استهلاك طاقة اقل وبالتالي فاتورة اصغر وانبعاث حرارة اقل.
  • الحاجة الى اجهزة تبريد اقل لأن الاجهزة ستكون اقل وانبعاثات الحرارة منها اقل.
  • تقنية صديقة للبيئة لأنها تستهلك طاقة اقل وتبعث حرارة اقل.

ولكل هذه الاسباب وغيرها فقد شاعت هذه التقنية التي تجعلنا قادرين على تنصيب عدة نظم تشغيل (guest OS) في الجهاز الواحد ويكون السوفتوير المسيطر عليها كلها هو الهايبرفايزر (Hypervisor) او مراقب الماكنة الافتراضية (Virtual Machine Monitor VMM) ويسمى ايضاً المدير الافتراضي (virtual manager) وسمي هذا البرنامج بهذا الاسم لأنه يقع بين الهاردوير للجهاز والسوفتوير لنظم التشغيل المتعددة في الماكنة الواحدة. وهناك برامج كثيرة تقوم بعمل الهايبرفايزر ولمعرفة المزيد عنها يمكن زيارة الرابط التالي (انقر هنا).

شخصياً افضل الخيار المجاني وهو ال (Oracle VirtualBox) والذي سبق ان شرحنا كيفية تنزيله وتنصيبه وتنصيب نظام اللينكس اوبونتو بداخله في سلسلة الفيديوهات التالية (انقر هنا لزيارة الشرح).

2.png

ما الفرق بين الحوسبة السحابية (cloud computing) والحوسبة الافتراضية (virtualization)؟

هناك دورات متكاملة في الانترنت عن شرح ما هي الحوسبة الافتراضية وما علاقتها بالحوسبة السحابية ولكن للأختصار نقول انهما شيئان مختلفان لا يعبران عن نفس المفهوم لأن الحوسبة الافتراضية هي سوفتوير يقوم بالتلاعب بالهاردوير وادارته بطريقة خاصة في حين الحوسبة السحابية هي خدمة تنتج من ذلك التلاعب. وبعبارة ادق

” الحوسبة الافتراضية هي العنصر الاساسي في الحوسبة السحابية وتساعد في جعل الحوسبة السحابية ذات قيمة للمستخدمين حيث ان الحوسبة السحابية هي توفير الموارد المشتركة من برمجيات وبيانات عند الحاجة عبر الانترنت”

. للتوضيح اكثر

” فأن السحب تمتلك في اغلب الاحيان منتجات الحوسبة الافتراضية لتوفير خدماتها السحابية ولكن الفرق هو ان السحب الحقيقية توفر قابلية الادارة الذاتية (self-service capability) والادارة التلقائية (automated management) وقابلية التوسع (scalability) وهي الامور الغير متوفرة في الحوسبة الافتراضية”.

ما هي انواع الحوسبة الافتراضية؟

هناك نوعان رئيسيان من الحوسبة الافتراضية وهما:

  • الحوسبة الافتراضية المجردة (Bare-metal Virtualization Hypervisor):

3.png

وتتميز بما يلي:

  • انها يتم توظيفها لوحدها في السيرفر اي ان الهايبرفايزر في هذه الحالة سيكون هو نظام التشغيل الرئيسي للجهاز وهو في نفس الوقت المسيطر على بقية نظم التشغيل الضيفة (guest OS).
  • هنا يتصل الهايبرفايزر مباشرة بالطبقات الفيزيائية لهاردوير السيرفر ويقوم بأدارة تلك المكونات المادية لدعم تنفيذ المكائن الافتراضية (virtual machines).
  • الدعم للهاردوير يكون محدوداً لهذا النوع لأن الهايبرفايزر عادة يمتلك عدد محدود من ال (device drivers) المنصبة بداخله.
  • هذا النوع اكثر مناسبة لمراكز البيانات (data centers) لأنه عادة يأتي مع خصائص متقدمة لادارة الموارد والامنية العالية والتوفرية (Availability) للمستخدمين وهو ما لا يحتاجه النوع الثاني كما سنرى.
  • من امثلة هذا النوع من الهايبرفايزر هي البرامج التالية (VMware ESX and ESXi, Microsoft Hyper-V, Citrix Systems XenServer ).

 

  • الحوسبة الافتراضية المستضافة (Hosted Virtualization Hypervisor):

4.png

وتتميز بما يلي:

  • ان السوفتوير لا يتم تنصيبه على الهاردوير للسيرفر مباشرة وانما يتم تنصيبه بداخل نظام تشغيل مستقل موجود مسبقاً في الجهاز اي ان اول شيء يتم تنصيبه في الجهاز هو نظام التشغيل ثم الهايبرفايزر.
  • يقوم نظام التشغيل الرئيسي بتضمين الهايبرفايزر ضمن مكوناته الافتراضية لأدارة الماكنة الافتراضية (مع بقية مكونات النظام الاساسي) وتوفير المزامنة وتوزيع الوقت بين المكائن الافتراضية المتعددة.
  • هنا يمكن للهايبرفايزر ان يقوم بأستخدام ال (device drivers) الخاصة بالنظام الاساسي واي شيء اخر يحتاجه منه مما يوفر له امكانيات اكبر من النوع الاول.
  • في نظام التشغيل الاساسي للجهاز يمكننا تشغيل ماكنات افتراضية والعمل عليها وكذلك يمكننا تشغيل تطبيقات تعمل على الجهاز الاصلي ونظام تشغيله الاصلي في نفس الوقت.
  • لأن نظام التشغيل الاساسي هو المسؤول عن ادارة الهاردوير فأن هذه الطريقة تكون افضل من ناحية توافق الهاردوير (hardware compatibility).
  • الاداء بصورة عامة ابطأ في هذا النوع لأن الهايبرفايزر لا يمتلك وصولاً مباشراً الى الهاردوير وانما يجب ان يتصل بنظام التشغيل الاساسي وهو من يدير استخدامه للهاردوير.
  • مع تقنيات اليوم فأن التأخير قليل جداً ويمكن (مع وجود رام RAM كبير) ادارة الكثير من المكائن الافتراضية في نفس الوقت وبسرعة مقبولة.
  • هذه الطريقة مفيدة للحواسيب المكتبية لأنها تسمح بتنصيب عدة نظم تشغيل افتراضية بداخل الحاسوب المكتبي الواحد وهو الامر المستخدم بكثرة من قبل المطورين (developers).
  • لأن هناك الكثير من التطبيقات التي تعمل في الماكنة الاصلية والمكائن الافتراضية في كل وقت، لذا فأن عملية مشاركة الموارد (resources sharing) يجب ان تتم بطريقة كفوءة بين نظام التشغيل والهايبرفايزر.
  • من اهم انواع الهايبرفايزر التي تدعم هذه الطريقة هي البرامج التالية (VMware Workstation, Server, Player and Fusion; Oracle VM VirtualBox; Microsoft Virtual PC; Parallels Desktop).

الى هنا ينتهي مقال اليوم على امل ان يكون قد وضح الكثير من الامور المبهمة في مجال الحوسبة الافتراضية والحوسبة السحابية وانواعها وتطبيقاتها في عالم شبكات اليوم.

تحياتي للجميع ولا تنسونا بالدعاء والمشاركة لتعميم الفائدة 🙂

Advertisements

4 thoughts on “الحوسبة الافتراضية وانواعها (Virtualization)

  1. شكراً جزيلاً على المعلومات القيمة .
    قنية لمنع برامج وعمل المستهدمين المتعددين من التداخل).

    إعجاب

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s