تفاوت‌ها و شباهت‌های سرور مجازی و سرور ابری

سرور ابری و سرور مجازی مفاهیمی هستند که هنگام خرید سرور به آن بر می‌خورید و به لحاظ فنی شباهت‌های زیادی به یکدیگر دارند. اما تفاوت‌هایی هم بین این دو نوع سرور وجود دارد. در این مقاله قصد داریم به تفاوت‌های عمده این نوع سرورها بپردازیم. با فالنیک همراه باشید.

آشنایی با مفهوم سرور مجازی (virtual server)

سرور مجازی یا ماشین مجازی (virtual machine) اصطلاحاتی هستند که به جای یکدیگر استفاده می‌شوند و هر دو اشاره به نمایش نرم‌افزارمحور یک سرور فیزیکی دارند. به بیان دقیق‌تر، سرور مجازی عملکرد پردازنده مرکزی، حافظه اصلی، فضای ذخیره‌سازی و منابع شبکه سخت‌افزار فیزیکی را انتزاعی می‌کند و در قالب ماشین‌های مجازی در اختیار کاربران قرار می‌دهد. در بیشتر موارد این فرآیند از طریق راه‌حل‌های مبتنی بر هایپروایزر (Hypervisor) انجام می‌شود. همان‌گونه که مشاهده می‌کنید، سرور مجازی، بر مبنای راه‌حل‌های مجازی‌سازی کار می‌کند و تمرکزش بر انتزاعی کردن سرور فیزیکی و ارائه آن به شکل مجازی به کاربر است. در این حالت کاربر می‌تواند همانند یک سرور فیزیکی مالکیت سرور مجازی را بر عهده بگیرد. برخی از ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی (ISP) علاوه بر میزبانی مجازی، یک سرویس سرور مجازی نیز ارائه می‌دهند. با استفاده از یک سرور مجازی، شرکت یا کاربری که صاحب یک وب‌سایت است، می‌تواند نام دامنه و آدرس آی‌پی خود را داشته باشد، فهرست فایل‌های خود را مدیریت کند، حساب‌های ایمیل و فرآیند تخصیص آدرس‌ها را انجام دهد، گزارش‌ها و تجزیه و تحلیل آماری مربوط به سرور را مدیریت کرده و کارهایی از این دست انجام دهد. با این حال، کاربران یک سرور مجازی مجبور نیستند جنبه‌های سخت افزاری سرور را مدیریت کنند، زیرا مسئولیت مدیریت جنبه‌های سخت‌افزاری سرور بر عهده مالک اصلی قرار دارد.

مجازی‌سازی سرورها اغلب در یک مرکز داده خارج از سایت (off-site data center) یا محیط ابری (cloud environment) انجام می‌شود و منابع یک سرور فیزیکی در اختیار چند ماشین مجازی قرار می‌گیرد. در این حالت، یک سرور مجازی به گونه‌ای پیکربندی می‌شود که چند کاربر بتوانند به شکل اشتراکی از توان پردازشی استفاده کنند. هنگامی که صحبت از مقایسه سرور فیزیکی با سرور مجازی به میان می‌آید، سرور مجازی راهی موثر برای صرفه‌جویی در هزینه‌های سخت‌افزار فیزیکی به همراه دارد.

یک سرور مجازی عملکرد یک سرور فیزیکی اختصاصی را بازتعریف می‌کند. این‌کار به شکل شفاف برای کاربران و در قالب یک فضای پارتیشن‌بندی شده در یک سرور فیزیکی انجام می‌شود. مزیت بزرگی که مجازی‌سازی سرورها دارد در این است که فرآیند تخصیص مجدد منابع و انطباق با بارهای کاری پویا را آسان می‌کند.

فرآیند تبدیل یک سرور فیزیکی به چند سرور مجازی به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد تا با اجرای چند سیستم عامل و برنامه‌های کاربردی بر روی یک سرور پارتیشن‌بندی‌شده، از قدرت پردازشی و منابع به شکل موثرتری استفاده کنند.

کاربردهای سرور مجازی

اکثر سازمان‌ها از سرورهای مجازی برای کاهش هزینه‌های سخت‌افزار سرور و کاهش هزینه‌های برق استفاده می‌کنند. به همین دلیل، سرورهای مجازی نقش کلیدی در ساخت برنامه‌ها، ابزارها یا محیط‌ها در این‌گونه سازمان‌ها دارند.

دسترسی از راه دور

سرورهای مجازی را می‌توان به راحتی برای پشتیبانی از دسترسی ایمن به داده‌ها و فایل‌های حیاتی تجاری از طریق اینترنت پیکربندی کرد.

میزبانی وب

سرورهای مجازی توانایی میزبانی سرویس‌های مختلف وب را دارند، به طوری که چند مالک وب‌سایت بتوانند از سرور به شکلی استفاده کنند که کنترل کامل آن را در اختیار داشته باشند.

توسعه و تست نرم‌افزار

توسعه‌دهندگان نرم‌افزار می‌توانند برنامه‌های نرم‌افزاری جدید را روی سرور مجازی ایجاد، اجرا و آزمایش کنند، بدون این‌که فرآیند فوق بر توان پردازشی مورد استفاده کاربران تاثیر منفی بگذارد.

آشنایی با رایانش ابری (Cloud Computing)

موسسه ملی استانداردها (The National Institute of Standards) رایانش ابری را این‌گونه تعریف می‌کند: «توانایی دسترسی به شبکه از هر مکانی به شکل ساده و بر مبنای تقاضا به مجموعه‌ای مشترک از منابع محاسباتی قابل تنظیم مثل شبکه‌ها، سرورها، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌ها و خدمات را رایانش ابری می‌گویند».

موسسه NIST در ادامه می‌افزاید: «هنگامی فناوری مذکور را رایانش ابری توصیف می‌کنیم که پنج ویژگی اساسی زیر را داشته باشد»:

سلف سرویس برحسب تقاضا (On-demand self-service): یک مصرف‌کننده باید بتواند متناسب به نیاز خود تنها سرویس‌هایی که نیاز دارد را تهیه کرد و بیهوده برای سرویسی که نیازی به آن ندارد، هزینه کند.

دسترسی گسترده به شبکه (Broad network access): مشتریان و تجهیزات می‌توانند به قابلیت‌های موردنظر خود از طریق شبکه دسترسی داشته باشند.

ادغام منابع (Resource pooling): ارائه‌دهنده منابع محاسباتی باید سرویس‌های خود را بر مبنای رویکرد چند مستاجری با یکدیگر ادغام کند تا مصرف‌کنندگان بتوانند از آن‌ها استفاده کنند.

ارتجاعی سریع (Rapid elasticity):  کاربران باید بتوانند در هر زمانی که نیاز داشتند به ساده‌ترین شکل از طریق راه‌حل‌های نرم‌افزاری یا سرویس‌های ارائه شده توسط ارائه‌دهنده خدمات ظرفیت موردنیاز خود را افزایش یا کاهش دهند.

خدمات قابل اندازه‌گیری (Measure services) : کنترل خودکار و بهینه‌سازی منابع با جزئیات باید به گونه‌ای باشد که هر کاربر بداند از چه سرویسی به چه مقدار استفاده کرده است.

بدون این پنج ویژگی اساسی، از نظر فنی یک زیرساخت ابری (Cloud) نخواهد بود. رایانش ابری از سه مدل سرویس اصلی زیر تشکیل شده است:

نرم‌افزار به عنوان سرویس (SaaS): مصرف‌کننده از برنامه‌های کاربردی ارائه‌دهنده روی یک زیرساخت ابری استفاده می‌کند

پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS): مصرف‌کننده روی زیرساخت ابری، برنامه‌های کاربردی را از طریق زبان‌های برنامه‌نویسی، کتابخانه‌ها، سرویس‌ها یا ابزارهایی که توسط ارائه‌دهنده پشتیبانی می‌شوند، ایجاد می‌کند.

زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS): مصرف‌کننده می‌تواند پردازش، ذخیره‌سازی، شبکه‌ها و سایر منابع رایانه‌ای را برای استقرار و اجرای نرم‌افزار دلخواه، اجاره کند.

سرور ابری (cloud server) چیست؟

سرور ابری، یک سرور محاسباتی مجازی‌سازی شده است و کاربران می‌توانند از طریق شبکه و از هر مکانی به آن دسترسی پیدا کنند. سرورهای مبتنی بر ابر برای ارائه عملکردهای یکسان، پشتیبانی از سیستم ‌عامل‌ها و برنامه‌های کاربردی مشابه و ارائه ویژگی‌های عملکردی مشابه با سرورهای فیزیکی (و مجازی) سنتی که در یک مرکز داده محلی اجرا می‌شوند، در نظر گرفته شده‌اند. سرورهای ابری اغلب به عنوان سرورهای مجازی، سرورهای خصوصی مجازی یا پلتفرم‌های مجازی شناخته می‌شوند.

سرورهای ابری بخش مهمی از فناوری ابری هستند. پذیرش گسترده مجازی‌سازی سرور تا حد زیادی به رشد مداوم محاسبات ابری کمک کرده است. سرورهای ابری هر نوع مدل استقرار رایانش ابری را از زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS) تا پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) و نرم‌افزار به عنوان سرویس (SaaS) را پوشش می‌دهند.

سرورهای ابری چگونه کار می‌‌کنند؟

سرورهای ابری بر مبنای مجازی‌سازی سرورهای فیزیکی کار می‌کنند تا کاربران بتوانند از راه دور به آن‌ها دسترسی پیدا کنند. مجازی‌سازی سرور اغلب، اما نه همیشه، از طریق به کارگیری یک هایپروایزر (Hypervisor) انجام می‌شود. سپس، از منابع محاسباتی سرورهای فیزیکی برای توانمند‌سازی سرورهای مجازی استفاده می‌شود که در اصطلاح تخصصی به آن‌ها سرورهای ابری گفته می‌شود. این سرورهای مجازی از طریق یک اتصال اینترنتی فعال از هر مکان قابل دسترسی هستند. سرورهای ابری از طریق واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی ابرمحور مدیریت می‌شوند.

در یک مدل محاسبات ابری عمومی، فروشندگان ابری در ازای کارمزدهایی که معمولا به عنوان مدل اشتراک پرداختی (PAYG) ساختاربندی می‌شوند، اجازه دسترسی به سرورهای مجازی، فضای ذخیره‌سازی و سایر منابع یا خدمات دسترسی را می‌دهند. مدل‌های استقرار ابری شامل عناصر زیرساخت سنتی مانند سرورهای مجازی، ذخیره‌سازی و شبکه هستند که در قالب پارادایم IaaS مورد استفاده قرار می‌گیرند. سرویس‌های PaaS نوع خاصی از محیط محاسبات ابری را از طریق ارائه ابزارهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری برای توسعه برنامه در اختیار مشتریان قرار می‌دهند که این سرویس‌ها به منابع ذخیره‌سازی و شبکه تامین نیاز دارند. در مدل SaaS، فروشنده یک محصول نرم‌افزاری کامل و کاملا مدیریت شده را از طریق ابر در اختیار مشتریان قرار می‌دهد. برنامه‌های SaaS برای ارائه منابع محاسباتی به سرورهای ابری متکی هستند.

انواع سرورهای ابری

یک شرکت می‌تواند از میان انواع مختلفی از سرور‌های ابری که وجود دارد، گزینه موردنظر خود را انتخاب کند. با این‌حال، سه مدل اصلی بیشتر مورد توجه شرکت‌ها و کاربران قرار دارند:

سرورهای ابری عمومی (Public cloud servers): رایج‌ترین نوع سرور ابری یک ماشین مجازی (VM) یا نمونه محاسباتی (compute instance) است که یک ارائه‌دهنده ابر عمومی در زیرساخت خود میزبانی می‌کند و با استفاده از یک رابط یا کنسول مبتنی بر وب از طریق اینترنت در اختیار کاربران قرار می‌دهد. این مدل با نام IaaS شناخته می‌شود. سرورهای ابری عمومی از نمونه‌های از پیش ساخته استفاده می‌کنند که تعداد مشخصی پردازنده مرکزی مجازی (vCPU) و حافظه را شامل می‌شوند. از سرورهای ابری شاخص در این زمینه باید به Amazon Elastic Compute Cloud (EC2)، نمونه‌های Microsoft Azure و نمونه‌های Google Compute Engine اشاره کرد.

سرورهای ابری خصوصی (Private cloud servers): یک سرور ابری می تواند یک نمونه محاسباتی در یک ابر خصوصی داخلی باشد. در این مورد، یک شرکت، سرور ابری را از طریق یک شبکه محلی در اختیار کارمندان خود قرار می‌دهد و در برخی موارد، کاربران از طریق اینترنت به آن دسترسی دارند. تفاوت اصلی بین یک سرور ابری عمومی میزبانی شده و یک سرور ابری خصوصی در این است که دومی در زیرساخت خود سازمان وجود دارد، در حالی که یک سرور ابر عمومی در خارج از سازمان بوده و توسط سازمان دیگری مدیریت می‌شود. سرورهای ابری خصوصی می‌توانند به نمونه‌های پیش‌ساخته تکیه کنند، اما کاربران را قادر می‌سازند تا پردازنده مرکزی مجازی (vCPU) و منابع حافظه را مطابق با نیازهای خود انتخاب کنند. ابرهای ترکیبی می‌توانند شامل سرورهای ابری عمومی یا خصوصی باشند.

سرورهای ابری اختصاصی (Dedicated cloud servers): علاوه بر سرورهای ابری مجازی، ارائه‌دهندگان ابر می‌توانند سرورهای فیزیکی ابری که به عنوان سرورهای bare-metal  شناخته می‌شوند را عرضه کنند که اساسا سرور فیزیکی ارائه‌دهنده ابر به یک کاربر اختصاصی است. این سرورهای ابری اختصاصی که نمونه‌های اختصاصی (dedicated instances) نیز نامیده می‌شوند، معمولا زمانی استفاده می‌شوند که سازمانی باید یک لایه مجازی‌سازی سفارشی را مستقر کند یا نگران مسائلی مثل عملکرد یا امنیت است که سرورهای ابری چند مستاجری با آن روبرو هستند.

آشنایی با مفهوم مجازی‌سازی

برخلاف آن‌چه برخی تصور می‌کنند، مجازی‌سازی، رایانش ابری نیست و یک فناوری اساسی است که اجازه می‌دهد رایانش ابری کار کند. در حالی که رایانش ابری و مجازی‌سازی بر مدل‌ها و اصول مشابه متکی هستند، آن‌ها ذاتا متفاوت هستند.

به زبان ساده، مجازی‌سازی اجازه می‌دهد یک منبع مجازی مشابه با نمونه فیزیکی کار کند، در حالی که رایانش ابری به کاربران مختلف اجازه می‌دهد به یک مجموعه واحد از منابع دسترسی داشته باشند.

با مجازی‌سازی، یک سرور فیزیکی منفرد می‌تواند به چندین ماشین مجازی تبدیل شود که هر یک مولفه‌های سخت‌افزاری ایزوله شده از یکدیگر را ارائه می‌کنند. به بیان دقیق‌تر، هر ماشین مجازی، ظرفیت پردازشی، حافظه اصلی، فضای ذخیره‌سازی و پهنای باند شبکه مخصوص به خود را دارد.

هر ماشین مجازی می‌تواند به طور مستقل در حالی که منابع یک ماشین میزبان را به اشتراک می‌گذارد، اجرا شود، زیرا ماشین‌های مجازی از طریق هایپروایزر بارگذاری شده و مدیریت می‌شوند. هایپروایزرها که به لایه انتزاعی نیز معروف هستند برای جداسازی منابع فیزیکی از محیط‌های مجازی استفاده می‌شوند.

مزایایی که مجازی‌سازی سرور به دنبال دارد

یکی از عوامل بزرگ پذیرش مجازی‌سازی، ادغام سرورها بود. به بیان دقیق‌تر، در شرایطی که در گذشته به 10 یا 15 سرور نیاز بود، امروزه یک سرور فیزیکی می‌تواند 10 یا 15 ماشین مجازی را اجرا کند، به طوری که هیچ‌یک از این ماشین‌ها ارتباطی با دیگری نداشته باشد.

از آن‌جایی که مجازی‌سازی، یک سرور فیزیکی را قادر می‌سازد تا کار چند سرور را انجام دهد، می‌توان تعداد کل سرورهای شرکت را کاهش داد. این فرآیندی است که یکپارچه‌سازی سرور نام دارد. به عنوان مثال، فرض کنید در حال حاضر 12 سرور فیزیکی وجود دارد که هر کدام یک برنامه را اجرا می‌کنند. با مجازی‌سازی، هر سرور فیزیکی ممکن است میزبان سه ماشین مجازی باشد که هر ماشین مجازی یک برنامه کاربردی را اجرا می‌کند. در این حالت، سازمان تنها به چهار سرور فیزیکی برای اجرای همان 12 بار کاری نیاز دارد.

مزیت دیگری که مجازی‌سازی سرور دارد، حذف پیچیدگی‌ها است. هرچه تعداد سرورها کمتر باشد به تعداد کمتری رک و کابل‌کشی در مرکز داده نیاز است. همین مسئله باعث می‌شود تا فرآیند استقرار و عیب‌یابی ساده شود.

یکی دیگر از مزایای مجازی‌سازی سرور این است که جابه‌جایی یک ماشین مجازی به سخت‌افزارهای مختلف، بازیابی پس از فاجعه  و غلبه بر مشکل خرابی (failover) را ساده می‌کند. هنگامی که VMware فناوری vMotion را برای انتقال بارهای کاری زنده به پلتفرم سخت‌افزاری دیگر معرفی کرد، این مزایا بیشتر هم شدند. ادمین‌ها می‌توانند سخت‌افزار‌ها را بدون وقفه در سرویس‌دهی جایگزین یا تعویض کنند و بارهای کاری را روی تمام سخت‌افزارهای موجود متعادل‌سازی کنند تا مشکل گلوگاه‌ها از بین برود.

سرورهای ابری چه مزایایی دارند؟

همان‌گونه که اشاره کردیم، انتخاب استفاده از سرور ابری به نیازهای سازمان و کاربرد خاص و حجم کاری که سازمان انجام می‌دهد، بستگی دارد. از مزایای بالقوه سرورهای ابری به موارد زیر باید اشاره کرد:

سهولت استفاده (Ease of use): یک مدیر می‌تواند یک سرور ابری فراهم کند و سرویس‌های سازمانی را در عرض چند دقیقه به سرور متصل کند. با یک سرور ابری عمومی، یک سازمان دیگر نگران مسائلی مثل نصب، نگهداری سرور یا سایر وظایفی که با داشتن یک سرور فیزیکی متوجه سازمان است، روبرو نخواهد بود.

دسترسی در مقیاس جهانی (Globalization): سرورهای ابری عمومی به سازمان‌ها اجازه می‌دهند از وجود متخصصانی که در کشورهای مختلف قرار دارند به بهترین شکل بهره‌مند شوند. با یک مرکز داده متمرکز سنتی، تنها مدیران و کارمندان داخلی به بارهای کاری دسترسی داشتند و اگر سازمان به مهارت‌های افراد خارج از سازمان نیاز داشت، انجام کارها سخت، پیچیده و زمان‌بر می‌شد. کاری که یک سرور ابری انجام می‌دهد حل مشکل تاخیر و اختلال در دسترسی به شبکه در ارتباط با کاربرانی که از نظر جغرافیایی دور هستند، البته به شرطی که از شبکه توزیع محتوای خوبی استفاده شده باشد.

هزینه و انعطاف‌پذیری (Cost and flexibility): سرورهای ابری عمومی از مدل PAYG پیروی می‌کنند. در مقایسه با یک سرور فیزیکی و هزینه‌های نگهداری آن، رویکرد فوق می‌تواند در هزینه‌های سازمان صرفه‌جویی کند، به‌ویژه برای بارهای کاری که باید به شکل موقت اجرا شوند یا به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند. سرورهای ابری اغلب برای بارهای کاری موقت، مانند توسعه و آزمایش نرم‌افزار و برای بارهای کاری که در آن منابع باید بر اساس تقاضا کاهش یابند، مفید هستند. با این حال، بسته به میزان استفاده، هزینه طولانی مدت و تمام وقت سرورهای ابری می‌تواند گران‌تر از مالکیت مستقیم سرور باشد. علاوه بر این، تفکیک کامل هزینه‌های رایانش ابری برای جلوگیری از هزینه‌های پنهان موضوع مهمی است که باید به آن دقت کرد.

رایانش ابری در مقابل مجازی‌سازی

تصمیم‌گیری در ارتباط با فناوری که قصد پیاده‌سازی و استفاده از آن را دارید به کسب و کارتان و الزامات آن بستگی دارد.

برای شرکت‌های کوچک‌تر، پیاده‌سازی رایانش ابری آسان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. در این حالت، منابع به جای اضافه شدن به شبکه از طریق اینترنت قابل دسترسی هستند.

بسیاری از کسب و کارهای کوچک برای برنامه‌هایی مانند مدیریت ارتباط با مشتری (CRM)، انتقال صدا بر بستر اینترنت (VoIP) یا ذخیره‌سازی خارج از سایت به ابر روی می‌آورند، زیرا هزینه استفاده از ابر بسیار کمتر از پیاده‌سازی مجازی‌سازی است. علاوه بر این، رایانش ابری فرآیند نصب برنامه‌ها را ساده‌تر می‌کند و اجازه می‌دهد نرم‌افزارهای سنگینی که امکان اجرای آن‌ها روی سخت‌افزارهای عادی وجود ندارد را اجرا کنید. برای اجرای یک برنامه مبتنی بر ابر نیاز به سرمایه‌گذاری کمی نیاز است. برای برخی از کسب و کارها، مجازی‌سازی انتخاب هوشمندانه‌تری است و می‌تواند به روش‌های مختلف صرفه‌جویی در هزینه‌ها را به همراه داشته باشد. به طور مثال، هرچه تعداد سرورها کمتر باشد، به همان نسبت به متخصصان کمتری برای مدیریت و نگه‌داری از سرورها نیاز است. در این حالت، مدیریت سرورها به شکل یکپارچه‌تری انجام شده و هزینه‌ها کاهش پیدا می‌کند. علاوه بر این، مجازی‌سازی لایه دیگری از حفاظت برای تداوم کسب و کار را اضافه می‌کند، زیرا در صورت بروز مشکل یا حمله سایبری به ماشین‌های مجازی، آسیب‌ محدود به آن ماشین مجازی خواهد بود.