جلسه دوم از دوره آموزشی مجازی سازی SQL Server به تدریس مهندس رضا اردانه با موفقیت برگزار شد.
مباحثی که در این جلسه مطرح شد به شرح ذیل است:
به صورت کلی مباحث فصل دوم و سوم به شرح زیر پوشش داده شد:
- مفهوم مجازی سازی کردن انواع سخت افزار
- مجازی سازی پردازنده
- سطوح دسترسی در معماری x86
- انواع حالت های مجازی سازی
- مجازی سازی حافظه اصلی
- نصب هاست ESXi
- مدیریت هزینه
- مدیریت شرایط بحران
- مدیریت دسترس پذیری بالا
- بهینه سازی واحد انفورماتیک
1- مجازی سازی کردن سخت افزار آموزشی
این مفهوم با مفهوم شبیه ساز یا Simulator کاملا متفاوت است و قصد ما از توضیح آن در واقع تفکیک این دو مفهوم از هم بود. به صورت خلاصه در مفهوم مجازی سازی، هر نوع سخت افزاری به شکل مجازی در اختیار سیستم عامل قرار داده می‌شود و سیستم عامل رفتاری مشابه با دنیای فیزیکی با آن خواهد داشت. در مفهوم شبیه ساز به این شکل نیست و سیستم عامل می‌داند که با یک روند شبیه سازی شده در ارتباط است.
2- مجازی سازی پردازنده
در ادامه به بررسی مجازی سازی پردازنده پرداختیم. با تکنولوژی‌های VT-x شرکت اینتل و AMD-V شرکت AMD آشنا شدیم و دانستیم که با کمک این تکنولوژی‌ها امکان مجازی سازی پردازنده وجود دارد. این تکنولوژی‌ها بر پایه معماری x86 پیاده سازی شده است. در این معماری 4 حلقه دسترسی وجود دارد که با عنوان Ring شناخته می شوند. با آگاه شدن نسبت به اینکه در هر حلقه چه دسترسی برا چه بخشی وجود دارد، بینش ما نسبت به مفهوم مجازی سازی کاملتر شده و درک بهتری از آن پیدا می‌کنیم.
3- انواع مجازی سازی
در راستای مفهوم مجازی سازی، با انواع مجازی سازی‌ها آشنا شدیم. تکنولوژی مجازی سازی به سه دسته کل تقسیم می‌شود که به شرح زیر می‌باشند:
- مجازی سازی با استفاده از Binary Translation
- مجازی سازی از نوع Para-Virtual
- مجازی سازی از نوع Hardware-Assisted
3-1-Binary Translation
در خصوص حالت Binary Translation به صورت خلاصه می‌توان گفت که این حالت فرآیند ترجمه باینری را طی می‌کند تا بتواند دستورات پردازشی ارسال شده از سمت سیستم عامل مجازی شده را پاسخ دهد. در این حالت VMM یا همان هایپروایزر دسترسی در حلقه صفر پردازنده دارد و سیستم عامل های مجازی شده در حلقه یک قرار می گیرند. هر نوع دستوری که از سمت سیستم عامل مجازی شده به سمت پردازنده ارسال می شود، توسط VMM ترجمه شده و به پردازنده داده می شود و در نهایت پاسخ از سمت پردازنده به همین شکل توسط VMM به سیستم عامل مجازی داده می‌شود. در این نوع مجازی سازی سیستم عامل از اینکه مجازی شده است مطلع نیست. معروفترین VMMها در این شکل، محصول Workstation شرکت VMware است.
3-2- Para-Virtual
در خصوص حالت Para-Virtual سیستم عامل مجازی شده از اینکه به صورت مجازی نصب شده است مطلع می‌باشد. در این حالت VMM در سطح زیرین حلقه صفر و سخت افزار قرار می‌گیرد و سیستم عامل‌های مجازی نصب شده در سطح حلقه صفر قرار داده می‌شوند و در این راستا اصلاحاتی را به خود دیده‌اند. سیستم عامل‌های نسخه XP و و 2000 به بعد از شرکت مایکروسافت، قابلیت پیاده سازی در این ساختار را دارند. این ساختار در معماری مجازی سازی Xen و IBM LPAR پیاده سازی شده است.
3-3- Hardware-Assisted
در مدل Hardware-Assisted ساختار مجازی سازی یا VMM در عمیق‌ترین لایه قرار می‌گیرد اما همچنان امکان دسترسی مستقیم اپلیکیشن‌ها از حلقه سوم به CPU وجود دارد. در این ساختار باید ویژگی خاص مجازی سازی در CPU پیاده سازی شده باشد. این ویژگی برای CPUهای اینتل با نام VT-x و برای CPUهای تولید شرکت AMD با نام AMD-V شناخته می‌شوند. بنابراین در زمانی خرید این تجهیزات دقت نمایید که CPUها از این ویژگی‌های اعلام شده پشتیبانی نمایند. در این ساختار دیگر فرآیند BT انجام نمی‌شود و تمام درخواست‌های مربوط به سیستم عامل به لایه مجازی منتقل شده و با کمک ویژگی‌های اعلام شده در سطح CPU این درخواست‌ها بررسی و پاسخ‌دهی می‌شوند. لازم است در این ساختار از سیستم عامل‌های 64 بیتی استفاده شود. این ساختار در معماری VMWare ESXi و Microsoft Hyper-V پیاده سازی شده است.
4- مجازی سازی حافظه اصلی
در خصوص مجازی سازی حافظه اصلی در مورد MMU توضیحاتی ارائه شد. با کمک این مفهوم فرآیند Mapping آدرس‌های مجازی به آدرس‌های فیزیکی صورت می‌گیرد.
تمامی CPUهای مدرن سری X86 از قابلیتی به نام MMU پشتیبانی می‌کنند. با این قابلیت امکان آدرس‌دهی تعداد متعددی آدرس مجازی حافظه بر روی بخش کوچکی از حافظه فیزیکی وجود دارد. این آدرس‌دهی‌ها بر روی تعدادی حافظه مقیم بر روی CPU که به صورت سلسله مراتبی کار می‌کند و اندازه هر کدام از آنها 4 کیلوبایت است انجام می‌شود.
این تکنولوژی از دو بخش تشکیل شده است:
1- بخش Page Table Walker
2- بخش Translation Lookaside Buffer یا TLB
زمانیکه یک “ساختار” به یک آدرس مجازی یا VA دسترسی پیدا می‌کند، بخش سخت افزار این VA را به یک Linear Address یا LA تبدیل می‌کند. در این بخش Page Table Walker مقادیر LA را دریافت کرده و با بررسی ساختار درختی Page Tableها یک آدرس فیزیکی یا PA برای آن ایجاد می‌کند. در نهایت جفت ایجاد شده از LA و PA درون بافر TLB قرار داده شده تا در درخواست های بعدی این فرآیند تکرار نشود. این کار با ویژگی SLAT بر روی CPU انجام می شود و اگر CPU شما از این ویژگی پشتیبانی نکند، سربار این کار بر روی Hypervisor شما قرار داده می‌شود.
5- نصب ESXi
در انتهای فصل دوم اقدام به نصب ESXi بر روی VMware Workstation کردیم تا دوستان با مراحل نصب و نحوه پیکربندی این VMM آشنا شوند. تمام فرآیند نصب ESXi در 5 مرحله خلاصه می‌شود که از زمان دانلود بسته نصبی از سایت VMware تا زمان اتصال به Web UI این هایپروایزر را شامل می‌شود.
6- مهاجرت از محیط فیزیکی به محیط مجازی
در این بخش با فرآیندهای مدیریت هزینه جهت مهاجرت از محیط فیزیکی به محیط مجازی آشنا شدیم. توجیه‌های مالی که می‌تواند برای مدیران سازمان‌ها دلایل محکمی برای آغاز فرآیند مهاجرت شود. به صورت کلی این مدیریت هزینه به اشکال زیر نمود پیدا می‌کند:
1. مدیریت مصرف منابع = کاهش هزینه‌های جانبی
2. کاهش هزینه‌های مرتبط با نیروی انسانی
3. کاهش سربار هزینه
4. بازگشت سریع سرمایه
7- مدرییت شرایط بحران
در خصوص مدیریت شرایط بحران، محیط مجازی قدرتمندترین محیط به حساب می‌آید. در کمترین زمان می‌توان از شرایط بحران خارج و بقا سرویس و کسب و کار خود را تضمین کرد. در دسته بندی کلی ویژگی‌های زیر در این محیط به ما کمک می‌کنند تا بتوانیم از شرایط بحران را مدیریت کنیم:
- High Availability
- Fault Tolerance
- Data Protection
- Scale-In / Scale-Out
- Replication
- SRM
- DRS
- Live Migration
این ویژگی‌ها تنها بخشی از امکاناتی است که در محیط مجازی vSphere وجود دارند تا بتوانیم شرایط بحرانی را تحت کنترل خود درآوریم و حتی قبل از بروز یک رخداد، اقدامات پیشگیرانه را انجام دهیم. به عنوان مبحث پایانی این فصل، به بررسی بهینه سازی واحد انفورماتیک پرداختیم. در اکثر مواقع بین نیروهای فنی یک مجموعه، مانند مدیران سیستم، و برنامه نویسان و توسعه دهندگان یا حتی مدیران پایگاه‌های داده چالش هایی وجود دارد که منجر به کاهش چابکی سازمان می‌شوند. زمانیکه محیط‌های مجازی در مجموعه شما پیاده سازی شوند، از طریق ابزارهای مدیریتی DevOps می‌توانید از این چالش‌ها بکاهید تا در نهایت چابکی در سازمان خود را افزایش دهید.
برای کسب اطلاعات بیشتر لطفا به دروه کاربردی و حرفه‌ای مجازی سازی SQL Server مراجعه کنید.
