بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله هدف ارائه راهکارهایی است که با استفاده از آنها تعداد منابع سخت افزاری - سرورها - را در مراکز داده به حداقل رسانده وبدون افت کیفیت سرویس ارائه شده ،مصرف میزان انرژی را به حداقل رساند .ازجمله تکنیک هایی که در این مقاله مورد بحث وبررسی قرار گرفته است ،تکنیک کلاستر سازی سرویس ها بروی سرورهای مجازی است که با استفاده از این روش وروشهای دیگر شرح داده شده از جمله مدیریت منابع اختصاص داده شده به هر سرویس ،می توان مصرف انرژی که یکی از معضلات امروزی مراکز داده است را به حداقل رساند.
کلمات کلیدی: مجازی سازی ، مدیریت انرژی ، مدیریت منابع
.1مقدمه
پس از به وجود آمدن مفهوم وب در اینترنت که به سادگی امکان به اشتراک گذاشتن مستندات در اینترنت را در اختیار کاربران قرار میداد، روز به روز بر تعداد کاربران اینترنت افزوده شد. از سوی دیگر با اضافه شدن کاربران اینترنت، حجم مستندات نیز روز به روز افزایش یافت. مسلماً خطوط سابق اینترنتی و سرورهای موجود، توانایی جوابگویی به سیل عظیم کاربران را نداشتند .راه حلی که برای این مشکل به نظر رسید، راهاندازی مراکز خاصی تحت عنوان دیتاسنتر یا مراکز داده بود. دیتا سنترها انباشته از تعداد زیادی کامپیوتر و سیستمهای ذخیره سازی و شبکهای میباشند، که این امر مدیریت بیشتر، منابع افزوده و بطور کلی هزینه بالاتری را طلب میکند.
و برای رفع این مشکل تکنولوژی مجازی سازی کلید زده شد .مجازی سازی روشی جهت نصب و راه اندازی همزمان چند ماشین مجازی در یک سخت افزار میباشد. در مجازی سازی تمام منابع را در مکانی به اشتراک میگذارند و آنها را برای وظایف مختلف اختصاص میدهند، همچنین به کاربران اجازه میدهند نیازمندیهای خود را با کمترین منابع فیزیکی موجود بدست آورند .مجازی سازی در مرکز داده فرصت قابل توجهی در جهت بهبود مدیریت در سراسر دیتاستر فراهم میکند. این مهم است که متخصصان IT بدانند چگونه مجازی سازی میتواند به قدرت آنها در مرکز داده بیفزاید. به عنوان نمونه : کاهش هزینههای خرید سخت افزار ، افزایش بهره وری با تخصیص منابع اشتراکی ، افزایش بازدهی وبهینه سازی مصرف انرژی ، صرفه جویی در فضای استقرار سرویس دهنده ها ، بهینه سازی مدیریت شبکه ، افزایش انعطاف پذیری ، افزایش توان عملیاتی، ظرفیت شبکه و حفظ تداوم کار ، سرعت در ترمیم و بازنشانی سیستمها به هنگام بروز خرابی ، افزایش اطمینان و امنیت سیستمها و کاهش پیچیدگیهای عملیاتی .مجازی سازی باعث انجام گرفتن عملیات رایانشی ارزان تر - با همان کارایی - میشود و به وضوح نیز ساده تر از روشهلی قبل است. زیرا به ماشینها و نرم افزارها و نگهداری کمتری نیاز دارد. مجازی سازی در مرکز داده ، مدیران فناوری اطلاعات را به انجام وظایف کارآمدتر و استاندارد ترغیب میکند. این یک فرصت باور نکردنی بصرفه برای خدمات بهتر و به دست آوردن انعطاف پذیری در پاسخگویی به نیازهای کابران میباشد.
یکی از برتریهای قابل توجه سرورهای مجازی این است که سازمانها را قادر میسازد تا تمامی سرورهای خود را یکی کرده و بنابراین از صرف هزینههای اضافی و گزاف جلوگیری نمایند. بعد از اینکه یک سرور فیزیکی مجازی سازی گردید، میتواند از چندین ماشین مجازی - VM - در داخل خود پشتیبانی کند.شکل شماره 1 گویای این مطلب است. برنامهای که تا قبل از این برای اجرا شدن نیازمند به یک سرور اختصاصی بوده است، حالا میتواند بر روی یکی از ماشینهایی که بر روی این سرور قرار گرفتند اجرا شود. این موضوع میتواند باعث کاهش نیاز به سرورهای مختلف در دیتاسنتر و به موازات کاهش نیاز به تجهیزاتی از قبیل SAN Storage، دستگاههای شبکه، مدیریت آسانتر و متمرکزتر، مصرف کمتر انرژی برق و همچنین نیاز کمتر به تجهیزات خنک کننده و فضای نگهداری شود.
اما امروزه دو فاکتور اساسی دیگر نیز به دلایل قبلی ضرورت استفاده از این سرورها - مجازی - افزوده شده است. این فاکتورها عبارتند از:
-1 امکان ارائهسرور مجازی بر روی سرور فیزیکی به صورت کاملاً پویا
-2 امکان انتقال سرور مجازی از یک سرور فیزیکی به سرور دیگر به صورت Dynamic
همچنین قابل ذکر است انجام روند انتقال که در بالا ذکر شد، میتواند در یک دیتاسنتر و یا در چند دیتاسنتر جدا، بدون اختلال در کار سرور انجام پذیرد. این قابلیت انتقال ماشینهای مجازی باعث میشود تا بتوان تمامی وظایف مهم از قبیل تهیه نسخه Backup ویا Restore، ارتقای سیستم و یا تعمیر انواع سخت افزارها یا نرم افزار را بدون رخ دادن هر گونه افت کیفی در دسترس پذیری سرور انجام داد.
.2 مزایای مجازی سازی
تکنولوژی مجازی سازی در سالهای 1960 به منظور استفاده معقول ومنطقی از مین فریمها پدیدار شد.اما با تاکید بر این تکنولوژی امروزه بسیاری از سیستم عاملهای موجود بروی یک سخت افزار قابل اجرا هستند.این اجرای ترکیبی سیستم عاملها ممکن وعملی است و نتایج زیر را بهمراه دارد : صرفه جویی منابع ،کاهش فضای مورد نیاز ،کاهش مصرف برق وکاهش تولید انرژی گرمایی این کاهش مصرف انرژی به این دلیل است که بسیاری از سرورها ی موجود در مراکز داده از نظر سایز بسیار بزرگ هستند وبه همین دلیل زمان زیادی از منابع را تلف می کنند وقابلیت استفاده مشترک از منابع را نیز ندارند . مجازی سازی سرورها ،مقیاس پذیری رابهبود بخشیده ، زمان قطعی شبکه را کاهش داده وتوسعه را سرعت بخشیده است.علاوه بر این باعث افزایش سرعت زمان بازیابی در موارد بحران نیز شده است ، زیرا سرورهای مجازی خیلی سریعتر از سرورهای فیزیکی رستارت می شوند.
با تکنولوژی مجازی سازی می توان در چند ثانیه تمامی سیستم ها را از یک سرور فیزیکی به یک سرور دیگر منتقل کرد وبا این کار حجم بارکاری بهینه شده وپشتیبانی بدون downtime انجام خواهد گرفت. بعضی راهکارهای مجازی سازی ویژگیهای بالقوه دیگری نیز دارند از جمله دسترس پذیری بالا ، لود بالانس وقابلیت . fail over با توجه به مزایای ذکرشده مجازی سازی یکی از راهکارهای معمول در مراکز داده است.یک تحقیق در سال 2011 بروی بیش از 500مرکز داده نشان داده است که چیزی حدود 92درصد از مراکز داده از این تکنیک استفاده کرده اند وحدود 39 درصد از سرورها مجازی هستند.با استفاده از تکنیک مجازی سازی تعداد سرورهای استفاده شده کاهش می یابد واین امر باعث کاهش مصرف برق واتلاف گرما می شود.
.1,2 دلایل استفاده از مجازی سازی
گسترش شبکه ها و محاسبات رایانه ای و نیاز به استفاده از آن جزء لاینفک یک فعالیت، اعم از تجاری و غیر تجاری به شمار می آید، به این معنی که شرکتها و موسسات گوناگون نه تنها ناگزیر به استفاده از این تکنولوژی جهت تسریع فرآیند دستیابی به اهداف تعین شده سازمانی خود می باشند، بلکه می بایست شرایطی را فراهم نمایند تا بتوانند بیشترین تطبیق را با تغییرات محیط رقابتی داشته باشند.از سوی دیگر استفاده از این تکنولوژی ها وابستگی و مشکلات خاص خود را به همراه دارد. امروزه یکی از چالشهای سازمانهای بزرگ، خرابی شبکه و مشکلات سخت افزاری و نرم افزاری است که منجر به فلج شدن کلیه فعالیتهای سازمان می گردد. هر چند ممکن است این مشکلات برای زمان محدود رخ دهند، نتایج آن برای سازمان زیان آور و پر هزینه خواهد بود. برخی از این چالشها عبارتند از:
- آلودگی شبکه بدلیل استفاده کاربران از فایلهای ویروسی
- پهنای باند محدود در سازمان و هزینه های افزایش آن
- سرقت اطلاعات سازمان
- عدم تجمیع داده ها و فایلهای سازمان
- مشکلات تهیه نسخه پشتیبان اطلاعات بدلیل عدم تمرکز داده ها
