بخشی از مقاله
خلاصه
رایانش ابري به عنوان یک بستر محاسبات کلیدي درحال ظهور، براي به اشتراك گذاري منابع که شامل زیرساخت ها، نرم افزار، برنامه هاي کاربردي، و فرآیند هاي کسب و کار، می باشد. از آنجا که رایانش ابري منابع توزیع شده را در یک محیط باز مانند اینترنت به اشتراك می گذارد، بنابراین مشکلات مربوط به بحث مهاجرت به عنوان یکی از مباحث مهم در مورد رایانش ابري مطرح شده است. همچنین محاسبات ابري فناوري جدید محاسبات توزیع شده است که مبتنی برتکنولوژي مجازي سازي می باشد. مجازي سازي قادر است مدیریت سخت افزار و نرم افزار را از هم جدا سازد ومحیط هاي قابل حمل براي سیستم هاي محاسباتی مدرن فراهم آورد. یکی از دستاوردهاي مهم مجازي سازي، مهاجرت است. عمل مهاجرت با اهداف گوناگونی از جمله تعادل بار، نگهداري آنلاین، تحمل خطا، مدیریت انرژي، کاهش زمان پاسخ و تعمیر و نگهداري سرورها در مراکز داده و خوشه هاي محاسباتی انجام می شود. دراین مقاله مجازي سازي و روش هاي مختلف مهاجرت ماشین مجازي را بررسی و به ارزیابی برخی از راه حل هاي موجود در این زمینه می پردازیم.
کلمات کلیدي: رایانش ابري، مجازي سازي، مهاجرت، ماشین مجازي، مهاجرت زنده
.1 مقدمه
محاسبات ابري یک پیشرفت مبتنی بر اینترنت است که از فناوري کامپیوتر بهره مند می شود. از دیرباز تا کنون در جهت شکل گیري و ظهور فرآیند محاسبات ابري، تلاش هاي زیادي انجام شده است. در این سیستم ها بر اساس پردازنده هاي ارزان
قیمت و همچنین به کمک نرم افزاري به نام ساختار محاسبه سرویس، این توانایی فراهم می شود تا بتوان مراکز داده اي را به سمت حجم زیادي از سرویس هاي محاسباتی (در مقیاس بزرگ)، انتقال داد.
یکی از مهمترین عناصر تشکیل دهنده مدل محاسباتی ابري در مراکز داده اي از تکنولوژي مجازي سازي استفاده می کنند. تکنولوژي مجازي سازي با تبدیل یک سرور واقعی (فیزیکی) به چندین سرور مجازي موجب افزایش انعطاف پذیري مرکز داده و ظرفیت پاسخگویی به درخواست ها می شود. زیرا هر سرور مجازي پاسخگوي نیاز چندین کاربر یا مشتري خواهد بود. با توجه به مزایاي تکنولوژي مجازي سازي امروزه اکثر مراکز داده از این روش براي بهبود راندمان کاري و افزایش مشتریان خود استفاده می کنند. این تکنولوژي محیطی را فراهم می آورد که به صورت مجازي بوده و می توان گفت یک ماشین فیزیکی را با تمام حالات و داده هاي آن در قالب یک فایل منطقی ارائه می دهد. در نهایت به واسطه همین عملیات مجازي سازي می توان عمل مهاجرت را در سیستم هاي رایانش ابري اجرا و کنترل نمود .[1]
.2 مروري بر مجازي سازي
مجازي سازي سخت افزار را از نرم افزار جدا می کند و مزایایی همچون تثبیت سرور و مهاجرت را دارد. مجازي سازي تکنیکی است که چندین سیستم عامل به صورت همزمان بر روي یک سرور مجازي اجرا می شوند که در مراکز داده جدید کاربرد زیادي دارد و شامل مزایایی از قبیل انزواي برنامه ، اشتراك منابع ، تحمل خطا ، قابلیت حمل و کارایی هزینه است آن یک میان افزار خاص است که انتزاعی از منابع سخت افزاري فیزیکی است و باعث می شود سیستم به صورت یک کامپیوتر واقعی عمل کند .[2] در حال حاضر با تکنولوژي مجازي سازي و خدمات مهاجرت در ارتباط با قابلیت هاي فوق ناظرها، تعمیر و نگهداري و ارتقا و اصلاح در سرورهایی که تعداد زیادي برنامه و کاربر دارند، نیاز به هیچ زمان براي این امر ندارند چنانچه در گذشته جزء عملیات گران محسوب می شد .[3] یکی از مهمترین عناصر تشکیل دهنده ي مدل محاسباتی ابري در مراکز داده اي از تکنولوژي مجازي سازي استفاده می کنند. تکنولوژي مجازي سازي با تبدیل یک سرور واقعی (فیزیکی) به چندین سرور مجازي موجب افزایش انعطاف پذیري مرکز داده و ظرفیت پاسخگویی به درخواست ها می شود. زیرا هر سرور مجازي پاسخگوي نیاز چندین کاربر یا مشتري خواهد بود. با توجه به مزایاي تکنولوژي مجازي سازي امروزه اکثر مراکز داده از این روش براي بهبود راندمان کاري و افزایش مشتریان خود استفاده می کنند.
.3 مروري بر مهاجرت
مهاجرت، به روند حرکت یک ماشین مجازي از یک سرور میزبان و یا محل ذخیره سازي اش به سرور دیگر در صورت مواردي اعم از: شکست پیشگیرانه، تحمل پذیري در برابر خطا، مدیریت انرژي، تعمیر و نگهداري سرورها، تعادل بار، زمان بندي منبع، تثبیت سرور و دسترس پذیري بالا(که اجازه می دهد در صورت خرابی سخت افزار زیرین یا شکست، ماشین مجازي به صورت خودکار دوباره آغاز به کار شود) گویند. مهاجرت انتقال وضعیت ماشین مجازي از یک میزبان فیزیکی به میزبان فیزیکی دیگر است و یکی از تکنیک هایی است که براي ذخیره انرژي و تعادل بار در مراکز داده استفاده می شود.
مهاجرت فرآیند کپی یک ماشین مجازي از یک ماشین فیزیکی به ماشین فیزیکی دیگر بدون قطع ارتباط مشتري، حافظه اتصالات شبکه و فضاي ذخیره سازي ماشین مجازي منتقل شده از ماشین مبدا به ماشین مقصد تعریف می کنند .[2]
قابلیت مهاجرت ماشین مجازي بین میزبان هاي فیزیکی مشخص مزایاي جدیدي براي محیط هاي چند ماشین مجازي فراهم می کند و به عنوان ابزاري قدرتمند براي کلاسترها در انواع فاکتورهایی از قبیل تعادل بار ، نگهداري آنلاین و تحمل خطا کاربرد زیادي دارد. ترکیب مجازي سازي و مهاجرت مزایاي توانایی مدیریت مراکز داده و کلاستر را در محیط شبکه محلی بهبود می بخشد. با توجه به این ویژگی تکنولوژي مجازي سازي که یک فایل منطقی مربوط به ماشین مجازي را در قالب یک فایل منطقی ارائه می دهد، می توان ماشین ها را از مکانی به مکان دیگر انتقال داد که این عمل مهاجرت نام دارد. انتقال وضعیت ماشین از یک میزبان فیزیکی به میزبان دیگر را مهاجرت می گویند.
شکل .2 ساختار مهاجرت در حالت ساده
.4 تشریح فرآیند مهاجرت
با گسترش روز افزون استفاده از محاسبات ابري و مورد توجه قرارگرفتن مجازي سازي سرور در آن، ارائه تکنیک هایی جهت مدیریت انرژي، نگهداري آنلاین و تعادل بار مطرح می گردد که مهاجرت یکی از این تکنیک ها می باشد. مهاجرت با اهداف متفاوتی از جمله توازن بار، کاهش مصرف انرژي، تلفیق سرورها، افزایش کیفیت سرویس و بازیافت و نگهداري سرورها انجام می شود و یکی از مهمترین منافع این تکنیک جلوگیري از وقوع زمانهاي پرباري و کم باري در سرورها است .[4]
