اتفاقات روزمره ، اخبار مهم و دیگر مطالب میهن وب هاست را می توانید در این قسمت مطالعه کنید

هایپروایزر Bare Metal یا همان هایپروایزر نوع ۱، نرم افزاری است که مستقیم روی سخت افزار نصب می شود و سخت افزار و سیستم عامل های مهمان (Guest OS) را مدیریت می کند. این فناوری زیرساخت های IT را متحول کرده و با استفاده بهینه از منابع، مقیاس پذیری سیستم ها را ساده تر نموده است. این نوع هایپروایزرها با دسترسی مستقیم به سخت افزار، عملکرد و امنیت بهتری ارائه می دهند و به ابزار مهمی در سازمان ها تبدیل شده اند.

در این مقاله به بررسی مزایا، کاربردهای هایپروایزر Bare Metal و همچنین مقایسه آنها با هایپروایزر Hoste پرداخته می شود.

تصویر(1)

هایپروایزر Bare Metal چیست؟

هایپروایزر Bare Metal که به آن هایپروایزر نوع ۱ هم گفته می شود، نرم افزار مجازی سازی است که مستقیماً روی سخت افزار فیزیکی سرور نصب می گردد. برخلاف هایپروایزرهای Hosted، برای اجرا نیازی به یک سیستم عامل جداگانه ندارد و به عنوان لایه اصلی بین سخت افزار و ماشین های مجازی (VM ها) عمل می کنند.

هایپروایزر Bare Metal چگونه کار می کند؟

هایپروایزر Bare Metal زمانی که نصب شود، مراحل زیر را انجام می دهد:

• مستقیماً از سخت افزار سرور بوت می شود.
• منابع سیستم مانند CPU، حافظه (RAM) و فضای ذخیره سازی را به ماشین های مجازی تخصیص می دهد.
• عملکرد هر ماشین مجازی (VM) را به طور مستقل مدیریت می کند و بدین ترتیب جداسازی (isolation) و امنیت آنها را تضمین می نماید.

ویژگی های کلیدی هایپروایزر Bare Metal:

• دسترسی مستقیم به سخت افزار: به صورت مستقیم با سخت افزار فیزیکی سرور تعامل دارد و نیازی به سیستم عامل واسطه نخواهد داشت.
• استفاده بهینه از منابع: منابعی مانند CPU، حافظه (RAM) و فضای ذخیره سازی را به شکلی کارآمد تخصیص می دهد.
• امنیت بالاتر: با حذف سیستم عامل میزبان، سطح آسیب پذیری کاهش یافته و امنیت سیستم افزایش می یابد.

نمونه هایی از هایپروایزر Bare Metal:

• VMware ESXi: برای قابلیت های پیشرفته مجازی سازی در سطح سازمانی شناخته می شود.
• Microsoft Hyper-V: همراه با Windows Server ارائه می شود و در محیط های ابری ترکیبی (Hybrid Cloud) محبوب است.
• Xen Project: یک هایپروایزر متن باز که در پلتفرم های ابری مورد استفاده قرار می گیرد.
• KVM یا Kernel-based Virtual Machine: درون کرنل لینوکس تعبیه شده و برای ابزارهای متن باز بسیار پرطرفدار است.

مقایسه هایپروایزر Bare Metal (نوع ۱) با Hosted (نوع ۲)

تصویر(2)

درک تفاوت های میان هایپروایزرهای Bare Metal و Hosted برای انتخاب مناسب ترین ابزار زیرساخت، اهمیت زیادی دارد. در جدول زیر به مقایسه این دو پرداخته شده است:

جدول(1)

کدام هایپروایزر را باید انتخاب کرد؟

جدول(2)

انتخاب بین هایپروایزر Bare Metal (نوع 1) و Hosted (نوع 2) بستگی به نیازها و اولویت‌های شما دارد. اگر به کارایی بالا، امنیت بیشتر و مدیریت بهینه منابع نیاز دارید، هایپروایزر Bare Metal بهترین گزینه است زیرا مستقیماً روی سخت‌افزار نصب می‌شود و سربار کمتری دارد. این نوع معمولاً در دیتاسنترها و محیط‌های سازمانی استفاده می‌شود. در مقابل، هایپروایزر Hosted روی یک سیستم‌عامل میزبان اجرا می‌گردد و نصب و پیکربندی ساده‌تری دارد اما کارایی پایین‌تر و وابستگی بیشتری به سیستم میزبان خواهد داشت. بنابراین، جهت استفاده شخصی و تست مناسب‌تر است، در حالی که برای محیط‌های عملیاتی و حیاتی، Bare Metal توصیه می‌شود.

مزایای هایپروایزر Bare Metal

در لیست زیر برخی از مزایای هایپروایزر Bare Metal آورده شده است:

1. بازدهی بالا

هایپروایزرهای Bare Metal به دلیل حذف سربار ناشی از سیستم عامل میزبان، بازدهی بسیار بالایی ارائه می دهند. دسترسی مستقیم به منابع سخت افزاری، تاخیر (Latency) را کاهش خواهد داد و آنها را برای حجم کاری سنگین ایده آل می کند، از جمله:

• پردازش های محاسباتی با کارایی بالا (High-performance computing)
• تحلیل آنی داده ها (Real-time data analytics)
• مدیریت پایگاه داده ها در مقیاس بزرگ

علاوه بر این، هایپروایزرهای Bare Metal برای حجم کاری هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) نیز مناسب هستند و با استفاده مستقیم از قابلیت های پیشرفته سخت افزاری، مانند شتاب‌دهی پردازنده گرافیکی (GPU acceleration)، عملکرد بهینه ای ارائه می دهند.

تصویر(3)

2. امنیت بالاتر

برخی از ویژگی های امنیتی هایپروایزر Bare Metal به صورت زیر است:

• ایزوله سازی (Isolation): هر ماشین مجازی (VM) در محیطی جداگانه اجرا می شود و این موضوع مانع از دسترسی غیرمجاز آنها به یکدیگر خواهد شد.
• کاهش سطح حمله (Reduced Attack Surface): با حذف سیستم عامل میزبان، نقاط ورودی احتمالی برای حملات به طور قابل توجهی کاهش می یابند.
• انطباق (Compliance): صنایع حساس مانند سلامت (Healthcare) و سرمایه گذاری (Finance)، از هایپروایزرهای Bare Metal برای رعایت استانداردهای حفاظت داده ها، مانند HIPAA (مقررات حفاظت از اطلاعات سلامت در آمریکا) و GDPR (مقررات حفاظت از داده‌های عمومی در اتحادیه اروپا)، بهره می برند.

3. مقیاس پذیری

هایپروایزرهای Bare Metal برای پشتیبانی از محیط های مجازی سازی بزرگ طراحی شده اند. قابلیت هایی مانند تخصیص منابع پویا (Dynamic Resource Allocation) و مهاجرت زنده (Live Migration - انتقال ماشین مجازی بدون قطع سرویس) به سازمان ها امکان می دهد زیرساخت خود را به راحتی و بدون وقفه گسترش دهند.

4. دسترسی پذیری و قابلیت اطمینان بالا

ویژگی هایی مانند خوشه بندی (Clustering)، پشتیبانی از Failover و قابلیت Snapshot، باعث می شوند که در هنگام نگهداری یا رخدادهای غیر منتظره، سیستم با حداقل Downtime (قطع سرویس) و بدون از دست رفتن داده ها به عملکرد خود ادامه دهد.

5. ابزارهای مدیریت متمرکز

هایپروایزرهای مدرن Bare Metal معمولاً با ابزارهای مدیریت قدرتمندی مانند VMware vSphere و XenCenter ارائه می شوند. این ابزارها فرآیند ایجاد، نظارت و تخصیص منابع ماشین های مجازی را ساده می کنند و به تیم های IT اجازه می دهند حتی در محیط های پیچیده، زیرساخت را به طور مؤثر مدیریت نمایند.

کاربردهای هایپروایزر Bare Metal

در لیست زیر برخی از رایج‌ترین موارد استفاده هایپروایزر Bare Metal آورده شده است.

1. مراکز داده سازمانی (Enterprise Data Centers)

دیتاسنترهای مدرن برای اجرای همزمان هزاران ماشین مجازی (VM) به هایپروایزرهای Bare Metal متکی هستند. این ماشین های مجازی سرویس های متنوعی، از وب سرورها تا مدل های یادگیری ماشین را میزبانی می کنند.

2. پلتفرم های رایانش ابری (Cloud Computing Platforms)

هایپروایزرهای Bare Metal پایه و اساس پلتفرم های Infrastructure-as-a-Service (IaaS) هستند و امکانات زیر را فراهم می کنند:

• محیط های چند مستاجری (Multi-tenant)
• تخصیص منابع انعطاف پذیر
• مقیاس پذیری براساس تقاضا (On-demand)

3. پردازش با کارایی بالا (High-Performance Computing – HPC)

محیط های HPC برای انجام کارهایی مانند شبیه‌سازی‌های آب و هوا، مدل‌سازی مولکولی و تحقیقات ژنوم، به عملکرد بسیار بالا نیاز دارند. هایپروایزرهای Bare Metal این نیازها را با حداقل سربار (Overhead) برآورده می کنند.

4. زیرساخت دسکتاپ مجازی (Virtual Desktop Infrastructure – VDI)

سازمان ها از هایپروایزر Bare Metal برای راه اندازی VDI استفاده می کنند و به کارکنان از راه دور، دسکتاپ های مجازی امن و با کارایی بالا ارائه می دهند.

5. مجازی سازی امن برای صنایع تحت نظارت (Regulated Industries)

صنایعی مانند سرمایه گذاری، سلامت و دفاع از هایپروایزرهای Bare Metal استفاده می کنند. این فناوری امنیت بالایی ارائه می دهد و به سازمان ها کمک می کند تا با مقررات سختگیرانه به خوبی مطابقت داشته باشند.

6. استقرار ابری ترکیبی (Hybrid Cloud Deployments)

سازمان ها از هایپروایزرهای Bare Metal به عنوان استراتژی ابری ترکیبی خود استفاده می کنند، به طوری که بخشی از سیستم در ابر عمومی و بخش دیگری درون سرورهای محلی نگه داشته می شود. این روش، ادغام آسان با خدمات ابری را ممکن می سازد و در عین حال کنترل کامل روی داده ها و برنامه های حیاتی محلی (On-Premise) را حفظ می کند.

نتیجه گیری

هایپروایزر Bare Metal با ارائه عملکرد بالا، امنیت و مقیاس پذیری، تحولی چشمگیر در زیرساخت های IT سازمان‌ها ایجاد کرده است. آشنایی با مزایا و کاربردهای این فناوری، به سازمان ها کمک می کند تصمیمات هوشمندانه ای بگیرند و با بهبود استراتژی IT خود، عملیات ها را ساده تر کنند و رشد کسب و کار را تسریع نمایند.