الافتراضية كنمط معياري
الافتراضية بوصفها مفهوماً مؤسسياً قديمة قِدَم الحوسبة التجارية ذاتها تقريباً. أُدرك مبكراً جداً مدى قيمة تجريد الحوسبة عن الأجهزة المادية، وما إن امتلكت الحواسيب القدرة الكافية لإدارة عملية التجريد حتى بدأ العمل على تطبيق الافتراضية على النحو الذي نعرفه اليوم.
بدأت أقدم الأعمال المقبولة على نطاق واسع في مجال الافتراضية عام 1964 مع مطوري نظام التشغيل IBM CP-40 لنظام IBM System/360 الضخم. كانت هذه أولى المبادرات الحقيقية في مجال الافتراضية التجارية، وقد انحدر الكود والتصميم من هذه المنصة المبكرة إلى منصة IBM VM التي تُستخدم باستمرار منذ عام 1972 طبقةً للافتراضية لعائلات IBM من الحواسيب الضخمة على مر العقود. منذ أن أدخل IBM الافتراضية، رأينا الأنظمة المؤسسية تتبنى نمط تجريد الأجهزة هذا على نطاق شبه شامل. انتقلت كثير من أنظمة الحوسبة الكبيرة والحواسيب المتوسطة والضخمة إلى الافتراضية خلال سبعينيات القرن الماضي، فيما تبع معظم الأنظمة المؤسسية المتبقية هذا التوجه، حين توفرت لها القدرة والتقنية، خلال الثمانينيات والتسعينيات.
المستثنى الوحيد اللافت من الافتراضية في الحوسبة المؤسسية كان منصة Intel IA32 (المعروفة بـx86) التي افتقرت إلى الموارد الصلبة المتقدمة اللازمة لتطبيق افتراضية فعّالة حتى جاء توسيع منصة AMD64 ذات 64 بتاً، وحتى حينذاك اشترط ذلك تقنيات جديدة بعينها. وما إن جاءت هذه التقنيات حتى أصبحت الافتراضية عالية الأداء والأمان متاحةً على جميع المنصات الرئيسية للحوسبة التجارية.
نظراً لافتقار منصات x86 المنخفضة التكلفة إلى افتراضية ذات معنى حتى منتصف العقد الأول من الألفية الثالثة، ظلت الافتراضية بعيدة عن متناول الشركات الصغيرة والمتوسطة في معظمها. وقد أفضى ذلك إلى أن كثيراً ممن انكبوا على خدمة هذا القطاع لا يدركون أن الافتراضية تقنية ناضجة وراسخة الأسس تأسست منذ أمد بعيد بوصفها النمط الفعلي للحوسبة في الخوادم التجارية. استخدام تجريد الأجهزة شبه عالمي في الحوسبة المؤسسية، وكثير من أكبر المنصات وأكثرها استقراراً لا تتيح خياراً رسمياً لتشغيل الأنظمة على "المعدن المجرد" (Bare Metal).
ثمة تخصصات بعينها يُنصح فيها بتفادي تجريد الأجهزة عبر الافتراضية، لكنها نادرة للغاية، ولا سيما في سوق الشركات الصغيرة والمتوسطة. تشمل الأنظمة النموذجية التي قد تحتاج إلى تفادي الافتراضية الأنظمةَ الحساسة للتأخير كمنصات التداول المنخفضة الكمون، وأعباء العمل المشتركة متعددة الخوادم كمجموعات الحوسبة عالية الأداء (HPC) حيث يكون الأداء أسبق من الاستقرار والفائدة. وكلاهما غير شائع في بيئة الشركات الصغيرة والمتوسطة.
تقدم الافتراضية مزايا عديدة. وكثيراً ما يُفترض في بيئة الشركات الصغيرة والمتوسطة أن هدف الافتراضية هو الدمج الذي يتيح وفورات ضخمة في التكاليف، أو توفير طرق جديدة لضمان التوفر العالي. كلا الخيارين رائع ويمكن أن يفيد منظمات وحالات بعينها، لكن لا يمثل أي منهما المبرر الجوهري للافتراضية. يمكننا تحقيق الدمج والتوفر العالي بوسائل أخرى عند الضرورة. الافتراضية ببساطة تمنحنا مجموعة رائعة من الخيارات في تلك المجالات المحددة.
كثير من استخدامات الافتراضية هي نتاج للبيئة المحيطة، كالتخفيض المحتمل في تكاليف الترخيص. هذه الأنواع من المزايا ليست مزايا ذاتية للافتراضية، لكنها موجودة ولا يمكن إغفالها في التقييم الواقعي. لا تسري جميع المزايا على كل برامج Hypervisor أو منصات الافتراضية، لكن تكاد تسري على جميعها. تجريد الأجهزة مفهوم لا تطبيق بعينه، وكيفية توظيفه ستتفاوت. من حيث المفهوم، تجريد الأجهزة سواء على طبقة التخزين أو طبقة الحوسبة أو غيرها بالغ الأهمية لما يوفره من تسهيل الإدارة وتحسين الموثوقية وتسريع التطوير.
فيما يلي بعض مزايا الافتراضية. تجدر الإشارة إلى أن معظم هذه المزايا – خارج نطاق أشياء بعينها كالدمج والتوفر العالي – تسري ليس فقط على الافتراضية على عقدة أجهزة واحدة بل على عبء عمل واحد على تلك العقدة.
- تقليل الجهد البشري والأثر المرتبط بتغييرات الأجهزة وأعطالها وتعديلاتها وتوسعاتها وغير ذلك.
- تغليف التخزين لتبسيط عملية النسخ الاحتياطي والاستعادة، حتى مع أهداف أجهزة مختلفة.
- أخذ لقطات (Snapshot) للنظام بأكمله للحماية من التغييرات.
- سهولة الأرشفة عند التقاعد أو إيقاف التشغيل.
- قدرات مراقبة أفضل، مع إضافة إدارة خارج النطاق حتى على منصات الأجهزة التي لا تتيح هذا الخيار أصلاً.
- اللاأدرية بالأجهزة (Hardware Agnosticism) تتيح عدم الارتباط بمورد واحد، إذ يعتبر نظام التشغيل برنامج Hypervisor هو الأجهزة لا الأجهزة ذاتها.
- سهولة تقسيم أعباء العمل.
- سهولة الدمج مع الحفاظ على تقسيم أعباء العمل.
- تحسين كبير في استخدام الموارد.
- تجريد الأجهزة يُوجد فرصة محققة بشكل ملموس لتحسين أداء النظام واستقراره مع تخفيف الضغط على نظام التشغيل ومطوري تعريفات أنظمة التشغيل العميلة.
- تبسيط نشر الأعباء الجديدة والمتنوعة.
- الانتقال السلس من بيئات الاستضافة أحادية المنصة إلى متعددة المنصات، مما يتيح لاحقاً إضافة خيارات كالنشر السحابي أو أنظمة منصات التوفر العالي.
- إعادة توزيع أعباء العمل لتيسير التوسع المادي.
في بيئات الحوسبة الحديثة، ينبغي أن تكون أعباء العمل على جانب الخادم افتراضية شاملة لهذه الأسباب. مزايا الافتراضية هائلة في حين أن مساوئها قليلة وثانوية. السيناريوهان الشائعان اللذان لا تزال الافتراضية فيهما غير مستحسنة هما: حالات وجود أجهزة متخصصة يجب استخدامها مباشرةً على الخادم (وهذا نادر جداً اليوم لكنه لا يزال قائماً أحياناً)، وأنظمة التأخير المنخفض جداً حيث تكون الكمونات دون الميلي ثانية حرجة. الثانية شائعة فحسب في حالات تجارية نادرة للغاية كأنظمة تداول استثمارية منخفضة الكمون. ستكون مثل هذه الأنظمة ذات متطلبات شبكية وجغرافية بالغة الدقة كـInfiniband منخفض الكمون مع ألياف ضوئية إلى قاعة التداول على مسافة لا تتجاوز خمسة أميال.
سيشير بعضهم إلى أن مجموعات الحوسبة عالية الأداء لا تستخدم الافتراضية، غير أن هذه منطقة رمادية لأن أي شكل من أشكال التكتل هو في الواقع شكل من أشكال الافتراضية. الفرق فحسب أن هذا مستوى "فوق النظام" من الافتراضية بدلاً من كونه على مستوى النظام بالمعنى الصارم.
الأمر آمن تماماً إذا افترضنا أنك في أي سيناريو تجد نفسك فيه حيث لا ينبغي لك استخدام الافتراضية، ستعلم ذلك بما لا يدع مجالاً للشك وستكون قادراً على إثبات سبب استحالة الافتراضية مادياً أو عملياً بشكل تجريبي. في جميع الحالات الأخرى، افترض. افترض إن كان لديك خادم مادي واحد وعبء عمل مادي واحد ومستخدم واحد. افترض إن كنت من شركات Fortune 100 بأشد الأعباء الوظيفية طلباً. وافترض إن كنت في أي مكان بينهما. الحجم ليس عاملاً في الافتراضية؛ نفترض رغبةً في الحصول على بيئة حوسبة أكثر فاعليةً واستقراراً اليوم وفي المستقبل.
إعلان
