تجمیع سرورها
زمان تخمینی مطالعه: 17 دقیقه
تجمیع سرورها (Server consolidation) روشی است که به منظور بهینهسازی مدیریت سرورها و استفاده بهینه از منابع زیرساختی در یک سازمان استفاده میشود. در این روش، چند سرور فیزیکی که بهطور معمول جداگانه مدیریت میشوند با یکدیگر ادغام میشوند. این عمل باعث میشود تا سرورها در قالب مفهوم فیزیکی واحد در اختیار سازمان قرار بگیرند که فرآیند مدیریت را ساده میکند و توان پردازشی و ذخیرهسازی بالای یکپارچه شده را ارائه میدهد. همچنین، با استفاده از فناوریهای مجازیسازی مانند ماشینهای مجازی (Virtual Machines) یا کانتینرها (Containers)، سرورهای فیزیکی به چند ماشین مجازی تقسیم میشوند که هر کدام به عنوان یک سرویس مجزا عمل میکنند. این روش امکان اشتراکگذاری منابع سختافزاری، مدیریت متمرکزتر و افزایش بهرهوری در استفاده از سرورها را به وجود میآورد.
بهطور کلی تجمیع سرورها راهکاری برای غلبه بر مشکل مدیریت سرورهای مختلف، کاهش هزینهها، بهبود امنیت و پایداری است. همچنین، نقش مهمی در کاهش میزان مصرف انرژی و افزایش انعطافپذیری دارد. با این حال، برنامهریزی و ارزیابی دقیق نیازمندیها و عوامل فنی نقش مهمی در تحقق این امر دارد. همچنین، باید به عوامل دیگری مثل نحوه محافظت از دادهها در فرآیند ادغام سرورها دقت کرد.
مزایای تجمیع سرورها چیست؟
بهطور معمول، تجمیع سرور در دنیای رایانش ابری کاربرد زیادی دارد، بهطوریکه سازمانها چند سرور را در قالب یک خوشه با یکدیگر یکپارچه میکنند تا بتوانند به بالاترین سطح از عملکرد دست پیدا کنند و در بلندمدت هزینهها را کاهش دهند. بهطور معمول، یکپارچهسازی سرور با استفاده از فناوریهای مجازیسازی انجام میشود به این صورت که اجازه میدهد چند سرور مجازی روی یک سرور فیزیکی واحد اجرا شوند. اولین مزیتی که تجمیع سرور در اختیار ما قرار میدهد بهرهوری بالا است. با ادغام سرورها، منابع سختافزاری همچون پردازندهها، حافظه و فضای ذخیرهسازی به شکل موثرتری به اشتراک گذاشته میشوند. مورد بعدی کاهش هزینهها است. تجمیع سرور فرآیند هزینههای مربوط به نگهداری و مدیریت سرورها (از جمله هزینههای تامین برق، سرمایش و نگهداری) را کاهش میدهد. همچنین، هزینههای مربوط به خرید لایسنس نرمافزارها نیز به میزان قابل توجهی کمتر میشود. مورد بعدی در ارتباط با مدیریت سادهتر است. با کاهش تعداد سرورها، مدیریت و نگهداری آنها نیز سادهتر میشود، زیرا مدیران سیستم با تعداد کمتری سرور در ارتباط هستند و در نتیجه فرآیند پیکربندی، پشتیبانی و ارتقا کمتر خواهد بود.
بهطور کلی، ادغام سرورها میتواند منجر به بهبود بهرهوری، کاهش هزینهها، سهولت مدیریت، بهبود قابلیت اطمینان، صرفهجویی در مصرف انرژی و افزایش امنیت شود. با این حال، لازم به ذکر است که قبل از انجام فرآیند فوق باید مواردی مثل نیازمندیهای سازمان، نیازمندیهای عملیاتی و امکانات موجود به دقت بررسی شوند تا اطمینان حاصل شود که تجمیع سرور به شکل درستی انجام میشود.
تجمیع سرور به چه صورتی انجام میشود؟
در فرآیند فوق ابتدا، سرورهای فیزیکی موجود در سازمان شناسایی میشوند و نیازمندیهای عملکردی و سختافزاری آنها تعیین میشود. سپس، با استفاده از فناوریهای مجازیسازی مانند ماشینهای مجازی یا کانتینرها، سرورهای فیزیکی به چند ماشین مجازی یا کانتینر تقسیم میشوند. این فرآیند باعث اشتراک منابع سختافزاری، افزایش کارایی و بهرهوری و کاهش تعداد سرورهای فیزیکی میشود، زیرا سازمان مجبور نخواهد بود برای هر دپارتمان یک سرور فیزیکی جداگانه خریداری کند، بلکه با تقسیم منابع سرور فیزیکی به هر بخش یک سرور مجازی مخصوص به خود ارائه میدهد.
در این فرآیند انتقال سرویسها و برنامهها از سرورهای فیزیکی به ماشینهای مجازی یا کانتینرها انجام میشود که شامل انتقال سیستمعامل، برنامهها، دادهها و تنظیمات مورد استفاده در سرورهای فیزیکی به ماشینهای مجازی یا کانتینرها میشود. اصل مهم این است که انتقال باید به شکل دقیق و بر مبنای برنامهریزی روشنی انجام شود تا مانع بروز اختلال در عملکرد سرویسها و از دست رفتن دادهها شود. بعد از انتقال سرویسها به محیط مجازی، سرورهای فیزیکی اضافی که دیگر نیازی به آنها نیست را میتوان خاموش کرده یا به فروش رساند. این عملیات باعث کاهش تعداد سرورهای فیزیکی و در نتیجه کاهش هزینههای سختافزاری، نگهداری و مدیریت میشود. همچنین، در فرآیند فوق مدیریت به شکل متمرکز و دقیقتر انجام میشود. سازمانها به روشهای مختلفی قادر به تجمیع سرورها هستند که برخی از روشها به شرح زیر هستند:
مجازیسازی (Virtualization)
مجازیسازی یکی از روشهای محبوب در ارتباط با تجمیع سرورها است. در این روش، نرمافزارهای مجازیسازی مانند VMware ESXi، Microsoft Hyper-V و KVM برای ایجاد ماشینهای مجازی بر روی یک سرور فیزیکی مورد استفاده قرار میگیرند. سرورهای فیزیکی مجازیسازی شده به عنوان میزبان (Host) شناخته میشوند و فرآیند میزبانی را برای ماشینهای مجازی انجام میدهند. با استفاده از مجازیسازی، میتوان چند سیستم عامل و برنامه را روی یک سرور فیزیکی اجرا کرده و منابع سختافزاری را بین آنها به اشتراک گذاشت. به طور معمول، فرآیند مجازیسازی در معماری تجمیع سرورها بر مبنای مراحل زیر انجام میشود:
انتخاب پلتفرم مجازیسازی: ابتدا باید یک پلتفرم مجازیسازی را انتخاب کنید. معروفترین پلتفرم مجازیسازی در حال حاضر VMware vSphere و Microsoft Hyper-V هستند. پس از انتخاب پلتفرم، باید آن را بر روی سرورها و سختافزارهای مجازیسازی مورد استفاده نصب کنید.
نصب و راهاندازی سرورهای مجازی: بعد از نصب پلتفرم مجازیسازی، باید سرورهای مجازی را روی زیرساخت فیزیکی راهاندازی کنید. این فرآیند شامل پیکربندی تنظیمات پایه مانند شبکه، ذخیرهسازی و مدیریت منابع است. فرآیند فوق شامل ساخت ماشینهای مجازی با استفاده از ایمیجهای سیستم عامل، نصب و پیکربندی سیستم عامل و برنامههای مورد استفاده در سرورها است.
تست و راهاندازی: پس از ساخت و پیکربندی باید آزمایشهای لازم را بر روی آنها انجام دهید تا از صحت عملکرد آنها مطمئن شوید. در این مرحله، ممکن است نیاز به بازبینی تنظیمات و پیکربندی مجدد شبکه، منابع ذخیرهسازی و سرور مجازی داشته باشید.
مانیتورینگ و مدیریت: پس از راهاندازی سرورهای مجازی، باید فرآیند مانیتورینگ و مدیریت آنها را انجام دهید. برای این کار، میتوانید از ابزارهای تشخیص و مانیتورینگ سرور مجازیسازی مانند vCenter Server برای VMware vSphere یا System Center برای Microsoft Hyper-V استفاده کنید. این ابزارها به شما امکان میدهند تا منابع سرورهای مجازی را مدیریت کنید، عملکرد آنها را نظارت کنید و در صورت نیاز تنظیمات و پیکربندی مجدد انجام دهید.
در نهایت، با استفاده از مجازیسازی و سرور consolidation، قادر خواهید بود چند سرور مجاری را به صورت همزمان بر روی یک سرور فیزیکی اجرا کنید.
کانتینرسازی (Containerization)
یکی دیگر از روشهای مورد علاقه کارشناسان شبکه است. در این روش، برنامهها و سرویسها را در کانتینرها قرار میدهیم. کانتینرها، محیطی مستقل و جداگانه برای اجرای برنامهها فراهم میکنند و منابع سیستمی را به اشتراک میگذارند. یکی از ابزارهای معروف برای کانتینرسازی داکر (Docker) است که امکان اجرای برنامهها در یک محیط سبک و را به وجود میآورد. مبحث کانتینرسازی در حوزه تجمیع سرورها نیز شامل مراحل مختلفی به شرح زیر است:
انتخاب پلتفرم کانتینرسازی: ابتدا باید یک پلتفرم کانتینرسازی را انتخاب کنید. معروفترین پلتفرم کانتینرسازی در حال حاضر داکر است. پس از انتخاب پلتفرم، باید آن را بر روی سرورها و ماشینهای مجازی مورد استفاده نصب کنید.
بررسی و تحلیل برنامهها: باید برنامهها و سرویسهای مورد استفاده را بررسی کنید تا ببینید آیا آنها مناسب برای کانتینرسازی هستند یا نه. در ارتباط با برخی از برنامهها باید تغییراتی در ساختار آنها اعمال کنند تا بتوانند به صورت کانتینریزه اجرا شوند.
تبدیل برنامهها به کانتینرها: پس از بررسی برنامهها، باید آنها را به کانتینرها تبدیل کنید. این عملیات شامل ساخت فایلهای توصیف (Dockerfile) برای هر برنامه، تعریف تنظیمات و وابستگیهای لازم است.
ساخت و مدیریت کانتینرها: با استفاده از ابزارهای مربوطه مثل Docker CLI، میتوانید کانتینرها را بسازید و مدیریت کنید. این فرآیند شامل اجرا، توقف، حذف و مانیتورینگ کانتینرها است.
مدیریت شبکه و ذخیرهسازی: در Server consolidation، باید مدیریت شبکه و ذخیرهسازی بهطور مرکزی انجام شود. ابزارهای مدیریت شبکه و ذخیرهسازی مانند Docker Networking و Docker Volumes میتوانند در این مورد مفید باشند.
انتقال سرویسها به کانتینرها: پس از آمادهسازی کانتینرها، باید سرویسها و برنامهها را به کانتینرها مهاجرت دهید. برای این کار، میتوانید از روشهای مختلفی مانند انتقال تکتک سرویسها یا استفاده از ابزارها و اسکریپتهای خودکار استفاده کنید.
تست و راهاندازی: پس از انتقال سرویسها، باید تستهای لازم را بر روی کانتینرها و سرویسها انجام دهید تا از صحت عملکرد آنها مطمئن شوید. در این مرحله، ممکن است نیاز به و پیکربندی مجدد تنظیمات، بهینهسازی منابع و موارد دیگر داشته باشید.
مانیتورینگ و مدیریت: پس از راهاندازی کانتینرها، باید فرآیند مانیتورینگ و مدیریت آنها را انجام دهید. برای این کار، میتوانید از ابزارهای مدیریت کانتینرها و مانیتورینگ عملکرد آنها استفاده کنید تا وضعیت و عملکرد سرویسها را پیگیری کنید و در صورت لزوم اقدامات لازم را انجام دهید.
در کل، کانتینرسازی در Server consolidation به شما امکان میدهد تا برنامهها و سرویسهای مختلف را در کانتینرها مستقر کنید و از منابع سرور به شکل بهینه استفاده کنید. این کار باعث افزایش بهرهوری، استفاده بهینه از منابع سختافزاری و سهولت در مدیریت سرویسها میشود. همچنین، با استفاده از کانتینرها، میتوانید به راحتی تغییر اندازه و مقیاسبندی سرویسها را مدیریت کنید و در صورت نیاز، سرویسها را به سرورهای دیگر منتقل کنید.
خوشهبندی سرور (Server Clustering)
در این روش، چند سرور فیزیکی به یکدیگر متصل میشوند و به صورت هماهنگ کار میکنند. این سرورها به عنوان یک واحد منطقی شناخته میشوند و توسط یک کنترلر سرور (Server Controller) مدیریت میشوند. در صورت خرابی یکی از سرورها، بار کاری به سرورهای دیگر منتقل میشود و خدمات به صورت پیوسته ارائه میشوند. این روش معمولا برای ارائه خدمات پیوسته و افزایش قابلیت اطمینان استفاده میشود.
استفاده از سرویسهای ابری (Cloud Services)
تجمیع سرورها میتواند با استفاده از سرویسهای ابری مانند Amazon Web Services یا Microsoft Azure انجام شود. در سرویسهای ابری، شرکتهای ارائهدهنده امکانات مختلفی را برای تجمیع سرورها ارائه میکنند. این شرکتها از طریق زیرساختهای ابری، سرورها را به شکل مجازی در اختیار شرکتها قرار میدهند. مزیت بزرگی که روش فوق دارد این است که فرآیند مقیاسپذیری و گسترشپذیری سرورها از سمت کاربران به شکل سادهای انجام میشود.
چه معماریهایی برای تجمیع سرورها وجود دارد؟
برای تجمیع سرورها ، معماریهای مختلفی وجود دارد که بسته به نیازها و شرایط سازمان مورد استفاده قرار میگیرند. یکی از معماریهای رایج برای این منظور، معماری ماشینهای مجازی (Virtual Machines) است. در این معماری، سرورهای فیزیکی میزبان ماشینهای مجازی خواهند بود که هر کدام به عنوان یک سرویس مجزا عمل میکنند. این ماشینهای مجازی میتوانند سیستمعامل، برنامهها و منابع سختافزاری مشترکی را به اشتراک بگذارند و توسط یک نرمافزار مدیریت مجازیسازی کنترل میشوند. علاوه بر معماری ماشینهای مجازی، معماری کانتینرها (Containers) نیز برای server consolidation استفاده میشود که پیشتر به آن اشاره کردیم. در این معماری، برنامهها و سرویسها در کانتینرها قرار میگیرند. این کانتینرها به صورت مجزا و سبک عمل میکنند. همچنین قابلیت اجرای چند کانتینر روی یک سرور فیزیکی وجود دارد. این معماری به دلیل سرعت و انعطافپذیری بالا، مصرف منابع کمتر و مدیریت آسان، برای server consolidation بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
فدراسیون سرور (Server Federation)
با استفاده از فدراسیون سرور میتوانید منابع سرور را به اشتراک بگذارید و به بالاترین سطح از بهرهوری برسید. Server Federation یک رویکرد برای مدیریت و ادغام منابع سرور است که مجموعهای از سرورها را به عنوان یک مولفه متحد و یکپارچه در نظر گرفته میشوند. در این رویکرد، سرورهای فیزیکی مختلف به صورت موازی و هماهنگ عمل میکنند تا به صورت یکپارچه و منطقی به مشتریان خدمات ارائه دهند. این سرورها میتوانند در یک مرکز داده یا در مراکز داده مختلف قرار گرفته باشند.
فدراسیون سرور به عنوان یک لایه میانی بین برنامهها و سرورهای فیزیکی عمل میکند. این لایه مسئول توزیع بار، تخصیص منابع و مدیریت عملکرد سرورها است. با استفاده از الگوریتمهای هوشمند تخصیص منابع و توزیع بار، فدراسیون سرور بهبود کارایی سرور و استفاده بهینه از منابع را ارائه میدهد. علاوه بر این، فدراسیون سرور برای مقیاسپذیری و افزایش قابلیت اطمینان سرورها نیز بسیار مفید است. با ادغام منابع سرور، سازمانها قادر خواهند بود بار کاری را بین سرورها توزیع کنند و در صورت خرابی یک سرور، سرویس را بر روی سرورهای دیگر توزیع کنند تا مانع بروز مشکل از دست رفتن سرویسها شوند. همچنین، این رویکرد امکان انتقال سرویسها میان بین سرورها را بدون تعمیر و نگهداری امکانپذیر میکند. به لطف فناوری فدراسیون سرور، سازمانها قادر خواهند برای ارائه خدمات به مشتریان خود از منابعی که در مکانهای جغرافیایی مختلف قرار دارند، استفاده کنند. این رویکرد به سازمانها امکان میدهد تا منابع سرور را بر اساس نیازهای کسب و کار و ترافیک توزیع کنند و به تغییرات به شکل پویا واکنش نشان دهند.
هنگام انتخاب معماری مناسب باید به چه نکاتی دقت کنیم؟
انتخاب معماری مناسب برای تجمیع سرورها با هدف دستیابی به بهرهوری بیشتر به عوامل مختلفی بستگی دارد که برخی از آنها به شرح زیر است:
نوع بارکاری (Workload Type): نوع بارکاری که در سرورها اجرا میشود، تاثیر زیادی بر انتخاب درست معماریها دارد. برخی بارکاریها مانند بانکهای اطلاعاتی و وب سرورها در تعامل با فناوری مجازیسازی عملکردی خوبی دارند، در حالی که برخی دیگر مانند بارکاریهای بازیابی اطلاعات یا کارهایی که نیاز به دسترسی به منابع سختافزاری خاص دارند، ممکن است در مجازیسازی بهرهوری کمتری داشته باشند.
اندازه و مقیاس سازمان (Organization Scale): اندازه و مقیاس سازمان نیز در انتخاب معماری موثر است. برای سازمانهای بزرگ با تعداد سرورهای فراوان، مجازیسازی و کانتینرسازی معمولا بهرهوری بالا را افزایش میدهد، اما برای سازمانهای کوچکتر با تعداد محدودی سرور، ممکن است تاثیر محسوسی نداشته باشد.
نیازمندیهای عملکردی (Functional Requirements): نیازمندیهای عملکردی سازمان نیز در انتخاب معماری تاثیرگذار هستند. برخی معماریها امکاناتی مانند ایزولاسیون منابع، مقیاسپذیری خوب و قابلیت مهاجرت سرور را فراهم میکنند
با توجه به این عوامل، نمیتوان به طور قطعی ادعا کرد که یک معماری خاص بیشترین بهرهوری را دارد. بنابراین، بهترین راه برای انتخاب معماری مناسب، مطالعه و تجزیه و تحلیل دقیق نیازها و شرایط سازمان و مشاوره با متخصصان فنی است که میتواند راهگشا باشد.
چه زمانی باید از Server Consolidation استفاده کنیم؟
دلایل مختلفی وجود دارد که ما را متقاعد میکنند به سراغ تجمیع سرورها برویم. اولین مورد استفاده نامتوازن از منابع سرور است. وقتی که سرورها در سازمان به طور نامتوازن مورد استفاده قرار میگیرند و برخی از سرورها به طور مداوم با بار پایین عمل میکنند، در حالی که برخی دیگر با بار بالا روبهرو هستند، Server Consolidation میتواند منجر به توزیع بهتر بار کاری و بهرهوری بیشتر از منابع سرور شود. مورد بعدی، استفاده ناکارآمد از فضای فیزیکی است. وجود تعداد زیادی سرور فیزیکی که به طور ناکارآمد در فضای مرکز داده قرار گرفتهاند ممکن است منجر به هدررفت منابع و افزایش هزینهها شود. در این صورت، با ادغام سرورها و استفاده از Server Consolidation، میتوان بهینهسازی مرتبط با فضای فیزیکی را انجام داده و هزینهها را کاهش داد. وجود تعداد زیادی سرور فیزیکی که نیاز به مدیریت و نگهداری جداگانه دارند، میتواند پیچیدگیهای مدیریتی را افزایش دهد. با استفاده از Server Consolidation و تجمیع سرورها در قالب یک مفهوم مشترک میتوان پیچیدگیهای مربوط به مدیریت را کاهش داد و فعالیتهای مربوط به نگهداری و پشتیبانی را سادهتر کرد.
با استفاده از Server Consolidation و ادغام سرورها، میتوان قابلیت اطمینان سرورها را افزایش داد. با این روش، اگر یک سرور خراب شود، سایر سرورها میتوانند بارکاری آن سرور را دریافت کنند و تضمین دهند که دسترسی به سرویسها برقرار خواهد بود. مورد بعدی در ارتباط با مقیاسپذیری است. Server Consolidation میتواند مقیاسپذیری را بهبود بخشد. با استفاده از معماریهای مجازیسازی و کانتینرسازی میتوان به راحتی منابع سختافزاری را افزایش داد و به تغییرات نیازهای سازمان پاسخ داد.
در نهایت استفاده از تعداد زیادی سرور فیزیکی که همه در حال اجرا هستند، میتواند منجر به هدررفت انرژی شود. Server Consolidation کمک میکند در مصرف انرژی صرفهجویی داشته باشیم. به طور کلی، استفاده از Server Consolidation در مواردی که نیاز به بهرهوری بیشتر از منابع سرور، کاهش هزینهها، سادهتر کردن مدیریت و مدیریت بهتر بار کاری ضروری است، توصیه میشود. البته، در هر سازمانی قابلیتها و نیازها متفاوت هستند، بنابراین تصمیم نهایی برای استفاده از Server Consolidation باید با توجه به شرایط خاص سازمان اتخاذ شود.
چگونه طراحی برای Server Consolidation آماده کنیم؟
آمادهسازی طراحی برای تجمیع سرور ها، فرآیندی است که هدف آن افزایش بهرهوری و استفاده بهینه از منابع ارزشمند سرورها است. برای آمادهسازی طراحی برای تجمیع سرورها باید به یکسری اصول اولی دقت کرد. اولین مورد تجزیه و تحلیل وضعیت سرورهای موجود است. ابتدا باید سرورهای موجود در شبکه را بررسی کنید. جزئیاتی مانند نوع سختافزار، نرمافزارهای نصب شده، کارایی و استفاده از منابع را بررسی کنید. این اطلاعات به شما کمک میکند تا نقاط قوت و ضعف هر سرور را شناسایی کرده و سرورهایی را که میتوانند یکپارچه شوند را تعیین کنید. مورد بعدی تعیین نیازها و هدفها است. بررسی کنید که سازمان در زمان حال و آینده با چه نیازهای عملکردی روبهرو خواهد بود و انتظار دارید تجمیع سرورها چه قابلیتهایی در اختیارتان قرار دهد. برخی از هدفهای ممکن میتوانند شامل کاهش هزینهها، بهبود عملکرد سیستم، سهولت مدیریت و افزایش قابلیت اطمینان باشند.
مورد بعدی انتخاب روش ادغام است. برای ادغام سرورها، میتوانید از روشهای مختلفی که پیشتر به آنها اشاره کردیم، استفاده کنید. هر یک از این روشها مزایا و معایب خود را دارند و بسته به نیازها و شرایط شما، ممکن است یکی از آنها برتری داشته باشد. مرحله بعد طراحی زیرساخت است. بر اساس نیازها و هدفهای خود، طراحی زیرساخت سرور را شروع کنید که شامل انتخاب سختافزار مناسب، تنظیمات شبکه، انتخاب سیستم عامل، نصب و پیکربندی نرمافزارهای مورد نیاز و ایجاد سیاستها و راهنماها برای مدیریت و نگهداری سرورها است. پیش از انتقال نهایی به زیرساخت جدید، طراحی خود را تست و ارزیابی کنید که شامل ارزیابی عملکرد سرورها، تست بار و تست امنیت میشود. این مرحله به شما کمک میکند تا مشکلات و مسایل محتمل را پیش از عملیات انتقال شناسایی کرده و آنها را برطرف کنید. با تکمیل طراحی، میتوانید به مرحله انتقال و ادغام سرورها بپردازید. در این مرحله، سرورهای موجود به سرورهای جدید منتقل میشوند تا در یک محیط متمرکزتر و مدیریتپذیرتر کار کنند. پس از ادغام، مانیتورینگ و نظارت مداوم بر عملکرد سرورها ضروری است. رویکرد فوق کمک میکند تا عملکرد سرورها را ارزیابی کنید، منابع را بهینهسازی کنید و در صورت نیاز تغییراتی را اعمال کنید.
بخوانید: کاربردهای Cat 8.1 در شبکه های محلی
بدون دیدگاه