منبع پایان نامه درباره ماشین های مجازی، محیط مجازی، تخصیص منابع

دانلود پایان نامه ارشد

وظیفه ماژول HA، این سرویس ابزاری برای مانیتورینگ وضعیت ماشین های مجازی در کلاستر نیز ارائه می نماید.این امکان می تواند در صورت بروز خرابی بر روی یک میزبان، مراتب را گزارش نموده و نسبت به پروسه راه اندازی ماشین های مجازی متاثر شده اقدام کند.

DRS131
این ماژول به صورت هوشمند و پویا منابع سخت افزاری سیستم را به ماشین های مجازی تخصیص داده و بالانس می کند.
در واقع این سرویس یک کلاستر از سرورهای فیزیکی را به صورت منابع یک کامپیوتر واحد مدیریت می کند. وقتی مدیر یک ماشین مجازی را به یک کلاستر نسبت می دهد، DRS یک سرور فیزیکی مناسب را برای اجرای آن پیدا می کند. همچنین DRS ماشین های مجازی را به شکلی بر روی سرور های فیزیکی توزیع می کند که بالانس بودن بار پردازشی و اعمال سیاست گزاری تخصیص منابع از جمله رزور منابع، اولویت بندی و محدودیت ها اطمینان حاصل نماید. وقتی یک ماشین مجازی روشن می شود، DRS یک بررسی اولیه برای جاگزاری آن بر روی یک سرور فیزیکی انجام می دهد. اگر شرایط یک کلاستر مانند بار پردازشی و منابع در دسترس تغییر کند، DRS به کمک سرویس های VMotion ماشین های مجازی را به سرور فیزیکی جدیدی منتقل می کند.
همچنین اگر یک سرور فیزیکی به مجموعه اضافه شود، DRS به ماشین های مجازی امکان استفاده از منابع پردازشی و حافظه سرور جدید را می دهد.
DRS شامل سرویس DPM132 است که امکان صرفه جویی محسوسی را در مصرف انرژی توسط دیتا سنتر فراهم می کند. در صورت فعال بودن DPM، سیستم، ظرفیت منابع را در سطح کلاستر و میزبان، با میزان منابع مورد نیاز ماشین های مجازی مقایسه می کند. اگر این نیاز ماشین ها با تعداد کمتری از سرور های فیزیکی قابل سرویس دهی باشد، DPM ماشین های مجازی را به این تعداد سرور منتقل و بقیه سرورها را خاموش می کند. وقتی تقاضا برای منابع دوباره افزایش یافت DPM سرور های مذکور را دوباره روشن کرده و ماشین های مجازی را به محل اولیه بر می گرداند. با این مکانیزم تخصیص منابع به کلاسترها فقط به اندازه نیاز آنها، میزان مصرف انرژی توسط سرور های فیزیکی به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.

Consolidated Backup
ابزاری راحت و متمرکز برای گرفتن backup از ماشین های مجازی است که بدون نیاز به agentها پیاده سازی شده است. این ماژول مدیریت backup را ساده تر کرده و بار پردازشی بر روی ESX را کم می کند.

vSphere SDK
رابطی استاندارد برای نوشتن ماژول های جانبی نرم افزاری و بر روی vSphere می باشد.

Fault Tolerance
اگر این امکان برای یک ماشین مجازی فعال باشد، یک کپی از ماشین اولیه تحت عنوان ماشین ثانویه ایجاد می گردد. همچنین تمام اعمالی که بر روی ماشین مجازی اصلی انجام می گیرد بر روی کپی آن نیز اعمال می شود. در صورت بروز خطا و غیر قابل استفاده شدن ماشین مجازی، کپی آن فعال خواهد شد و کار ماشین را ادامه می دهد.

سرویس های توزیع شده در vSphare
از بین سرویس های توصیف شده در بالا، تعدادی از آنها به صورت توزیع شده بر روی معماری انجام وظیفه می کنند. این سرویس ها امکان مدیریت و تخصیص منابع را به صورت کار آمد و خودکار فراهم می کنند و شامل سرویس های زیر هستند:
VMware VMotion
VMware Storage VMotion
VMware DRS
VMware HA
Fault Tolerance

معماری شبکه
Hypervisor با شبیه سازی مکانیزم های فیزیکی دسترسی به شبکه در محیط مجازی، همه امکانات این ابزار و نیز امکانات دیگری که در محیط واقعی قابل دسترسی نیست را برای ماشین های مجازی فراهم می کند.

شکل 3.8. شمایی از معماری شبکه در محیط مجازی ]60[

همانطور که در شکل 3.8 دیده می شود، hypervisor با استفاده از کارت شبکه های مجازی133، سوئیچ های مجازی134 و port groupها امکان ایجاد vNIC به تعداد دلخواه، برقراری ارتباط vNIC با کارت شبکه فیزیکی، پشتیبانی از پروتکل های سوئیچینگ لایه 2 و قرار دادن تعداد دلخواهی از vNICها در یک شبکه مجزا را فراهم می کند.
در این معماری، vSwitch شبیه یک سوئیچ فیزیکی لایه 2 عمل می کند و هر ماشین فیزیکی vSwitch مربوط به خود را دارد. این سوئیچ از یک طرف با port group متصل به ماشین های مجازی مرتبط بوده و از طرف دیگر یک uplink با کارت شبکه های فیزیکی ماشین دارد. همچنین این سوئیچ می تواند به بیش از یک کارت شبکه فیزیکی متصل شود امکاناتی از جمله NIC teaming را فراهم کند ]62[.
همچنین port group مفهومی منحصر به محیط مجازی است که به کمک آن می توان مفهوم VLANing را بر روی vNICها پیاده سازی نمود. به این معنی که با قرار دادن چندین vNIC در یک port group، می توان آنها را به صورت یک شبکه مجزا برای محیط مجازی معرفی کرد و قوانین و سیاست های مشترکی را بر روی آنها اعمال نمود.

معماری محل ذخیره سازی داده ها
این معماری شامل لایه هایی برای ایجاد انتزاع کافی و پوشاندن و مدیریت پیچیدگی ابزار ذخیره سازی متنوع است که می تواند یک عنصر ذخیره سازی ساده و یکسان را در اختیار ماشین های مجازی قرار دهد. بنابراین همه نرم افزارها و سیستم های عامل در حال اجرا، یک دیسک ساده SCSI که به Bus logic مجازی متصل است را مشاهده و با آن کار می کنند ]61[.

شکل 3.9. شمایی از معماری ذخیره سازی ]60[

دیسک های مجازی توسط ماژول Datastore به ماشین های مجازی ارائه می شوند. در واقع، datastore یک نرم افزار ذخیره سازی است که که سرویس ذخیره سازی را برای ماشین های مجازی فراهم می کند همانطور که در شکل 3.9 دیده می شود، خود ماشین مجازی نیز به عنوان یک فایل در پوشه مربوط به خود ذخیره می شود (vm1.vmx) که این فایل بعدا به صورت یک فایل بر روی دیسک فیزیکی نگهداری می گردد (vm1.vmdx). بنابراین سیستم عامل و دیسک متعلق به آن به راحتی به عنوان یک فایل قابل جابه جایی، کپی برداری، backup و غیره است. در اینجا نیز دیسک های مجازی مانند کارت های شبکه مجازی قابل افزودن به یک ماشین مجازی در حال کار هستند135 ]63[.
بنابراین در این مدل، نرم افزارها بدون اطلاع از پیچیدگی تکنولوژی ذخیره سازی می توانند از آن استفاده کنند و در عین حال معماری می تواند از انواع تکنولوژی ها مانند Fiber Channel SAN، iSCSI SAN، Direct Attached Storage و NAS استفاده نمایند.
از نظر فیزیکی، هر datastore، یک پارتیشن از فایل سیستم VMFS و یا یک پوشه است که بر روی دیسک ذخیره شده است. هر datastore می تواند شامل چندین منبع ذخیره سازی فیزیکی باشد. هر پارتیشن VMFS شامل یک یا چند LUN136 است که مستقیما بر روی دیسک های فیزیکی مانند iSCSI یا … قرار گرفته اند. LUNهای اضافه شده، به طور اتوماتیک شناسایی و به منابع سیستم اضافه می شوند. برای اضافه کردن این LUNها به datestore های موجود، نیازی به خاموش کردن هیچ یک از بخش های سیستم نیست. همچنین اگر یکی از LUNها دچار خرابی شود فقط ماشین های مجازی که به آن وابسته هستند از مدار خارج می شوند و بقیه ماشین ها به صورت عادی به کار خود ادامه می دهند.
VMFS یک فایل سیستم کلاستر برای مدیریت دیسک های مشترک و فراهم آوردن امکان دسترسی چندین سرور فیزیکی به این منابع است. همچنین VMFS با مکانیزم فقل توزیع شده دیسک137 برای هرماشین مجازی، تضمین می کند که هر ماشین در یک زمان تنها بر روی یک سرور فیزیکی قابل اجرا است. در صورت خراب شدن یک سرور فیزیکی این فقل آزاد شده و ماشین های مجازی روی آن می توانند بر روی سرور دیگری شروع به کار نمایند.
VMFS همچنین مکانیزم هایی را در سطح کلان138 برای پیشگیری و برخورد با خرابی منابع ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات ارائه می نماید که از آن جمله می توان به ژورنالینگ توزیع شده، مکانیزم IO path برای جلوگیری از خرابی و ذخیره تصاویر لحظه ای از سیستم139 اشاره کرد. سیستم به کمک این ابزار می تواند مدت از کار افتادگی سرور های فیزیکی و منابع ذخیره سازی خود را به حداقل برساند.
از دیگر سرویس های VMFS می توان به نگاشت مستقیم دیسک یا RDM140 اشاره نمود. RDM مکانیزمی برای دسترسی مستقیم ماشین های مجازی به LUNهای مستقر بر روی دیسک فراهم می کند. این راهکار در مواقعی از جمله موارد زیر بسیار مفید است:
دریافت تصاویر لحظه ای از SAN و دیگر نرم افزارهای چند لایه که بر روی ماشین های مجازی تصب شده اند. که در این حالت RDM به کمک خصوصیات ذاتی SAN کارایی ذخیره سازی را بالا می برد.
استفاده از سرویس کلاستر سازی میکروسافت141 که بر روی چندین سرور فیزیکی قرار گرفته و امکان کلاستر سازی ماشین های مجازی با مجازی و نیز ماشین های فیزیکی با مجازی را بر عهده دارد.

شکل 3.10. طرز کار RDM ]60[

مطابق شکل 3.10 یک RDM را می توان به عنوان یک اشاره گر142 در نظر گرفت که به یک LUN اشاره می کند. این نگاشت LUN را به صورت یک فایل در پارتیشن VMFS نمایش می دهد. وقتی LUN برای دسترسی خواندن یا نوشتن باز می شود، VMFS فایل RDM را برای تشخیص محل فیزیکی ذخیره سازی مورد نظر بررسی می کند. پس از فقل کردن LUN مورد نظر، دسترسی مناسب را برای انجام عملیات در اختیار نرم افزار قرار می دهد.

معماری سرور مدیریت VirtualCenter
این سرور ابزاری برای مدیریت متمرکز منابع فیزیکی که ممکن است بر روی چندین ESX پراکنده باشد ایجاد می کند و به صورت پنلی انعطاف پذیر و یکپارچه برای مدیریت منابع فیزیکی و مجازی در اختیار مدیر سیستم قرار می دهد ]64[.

شکل 3.11. شمایی از ساختار سرور مدیریت VirtualCenter ]60[

در شکل 3.11 اجزای اصلی سرور نشان داده شده است.

User Access Control
این ماژول امکان تعریف کاربرانی با سطوح دسترسی مختلف را برای سیستم فراهم می کند. به عنوان مثال کاربری که توانایی مدیریت سرور های فیزیکی را داشته باشد و یا کاربری که توانایی مدیریت تنها تعداد مشخصی از ماشین های مجازی را داشته باشد.

Core Service
سرویس پایه برای مدیریت دیتا سنتر مجازی است که سرویس هایی مانند Logging and Statistics، VM provisioning و Host and VM Configuration را ارائه می هد.
برای مطالعه بیشتر در مورد VMware به ]65[ الی ]69[ و ]72[ مراجعه کنید.

جمع بندی

در این فصل به تعریف نرم افزارهای Hypervisor و معرفی سه نمونه پیشرو در بازار پرداخته شد. این سه Hypervisor که در حال حاضر بخش بزرگی از بازار را در اختیار دارند عبارتند از Microsoft Hyper-V، Xen و VMware ESX.
در مرحله بعد به تشریح معماری هر یک پرداختیم تا نقاط ضعف و قوت شان را با یکدیگر مقایسه کنیم. در پایان و با توجه به اینکه در این تحقیق از محصول شرکت VMware برای طراحی لایه نرم افزاری دیتا سنتر استفاده خواهد شد، بر روی این تکنولوژی تمرکز بیشتری داشتیم. به این ترتیب که علاوه بر معماری ESX، به تشریح سرویس های سطح بالا که معماری VMware vSphere و یا سیستم های پردازش ابری را بر مبنای تکنولوژی VMware می سازند پرداختیم. این سرویس ها عبارت اند از VMotion، HA، Fault Tolerance، DRS و دیگر سرویس هایی که در ترکیب با بقیه کار می کنند.
در فصل بعد پس از طراحی یک نمونه دیتا سنتر کوچک، از بخش های مختلف آن مدل های فرمال تهیه می کنیم. برای تهیه مدل فرمال از زبان شبکه های پتری، تشریح شده در فصل 2، کمک خواهیم گرفت.

فصل چهارم: ارائه مدل فرمال برای دیتا سنتر و تحلیل آن

در این فصل ابتدا یک دیتا سنتر نمونه تشریح می گردد و سپس این دیتا سنتر در لایه های مختلف توسط شبکه های پتری مدل خواهد شد. برای بررسی دقیقتر، سعی شده است که نمونه معرفی شده برای دیتا سنتر تا حد امکان ساده و در عین حال شامل تمام بخش های لازم برای یک دیتا سنتر واقعی باشد.
همچنین لازم به ذکر است که این تحلیل ساختار و مدل سازی تا سطح سرویس انجام شده است. به این معنی که از بررسی مکانیزم های داخلی ماشین های مجازی از جمله

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه درباره ماشین های مجازی، پردازش ابری، دیتا سنترها Next Entries منبع پایان نامه درباره ماشین های مجازی، سلسله مراتبی، سلسله مراتب