افتراض الخادم الافتراضي حتى عند وجود خادم واحد

أجد أنه شائع جداً في المحادثات المتعلقة بالافتراضية أن يُعامَل مفهوم الدمج، الذي يشير في سياق افتراضية الخوادم إلى وضع أحمال عمل مادية متعددة سابقاً على صندوق مادي واحد مع الفصل المُدار بواسطة حواجز الآلة الافتراضية، باعتباره المبدأ الأساسي والميزة الجوهرية للافتراضية. لا شك أن دمج الأحمال يمثل فرصة رائعة مع الافتراضية، لكن من الأهمية البالغة ألا تُخلط قيمة الافتراضية مع قيمة الدمج. كثيراً ما وجدتُ أن الدمج يُنظر إليه باعتباره القيمة الأساسية للافتراضية والمبرر الرئيسي لها، لكن هذا ليس صحيحاً. الدمج ميزة إضافية، لكن لا ينبغي أبداً أن يكون ضرورياً لتبرير الافتراضية. ينبغي أن تكون الافتراضية شبه أمر مسلّم به، في حين يجب تقييم الدمج وكثيراً ما لا يُستخدم. ألا تكون الأحمال مُدمجة لا ينبغي أبداً أن يقود إلى الاعتقاد بأنها لا ينبغي أن تكون افتراضية. أودّ استكشاف فضاء القرار المتعلق بالافتراضية لنرى كيف ينبغي لنا النظر في هذه المسألة.

ينبغي التفكير في الافتراضية باعتبارها تجريداً للأجهزة إذ هذا ما هي عليه فعلاً من الناحية العملية. تُغلّف الافتراضية الأجهزة وتُقدم مجموعة أجهزة قياسية نقية لأنظمة التشغيل الضيفة. قد يبدو هذا كأنه يُضيف تعقيداً لكنه في الواقع يُبسّط كثيراً من الأشياء سواء لمصنّعي أنظمة التشغيل والمشغّلات أو لممارسي تكنولوجيا المعلومات المصمّمين للأنظمة. إن كانت الحواسيب والأجهزة الطرفية وأنظمة التشغيل كائنات بالغة التعقيد، فإن هذه الطبقة الإضافية في الواقع تُزيل التعقيد من النظام بإنشاء واجهات قياسية. ومن التوحيد القياسي تأتي البساطة.

هذا المفهوم ذاته المتمثل في تقديم آلة افتراضية قياسية إلى طبقة برمجية موجود في مجالات أخرى من الحوسبة أيضاً، كطريقة تطبيق كثير من لغات البرمجة. هذا نموذج حوسبة ناضج جداً وموثوق.

يُعدّ تجريد الأجهزة والاستقرار الذي يجلبه وحده سبباً كافياً للتوحيد القياسي على الافتراضية في كل مكان، لكن الطبيعة العملية لتجريد الأجهزة كما تُطبّقه جميع منتجات الافتراضية المؤسسية المتاحة لنا اليوم تمنحنا ميزات أكثر أهمية. ومن المؤكد أن معظم مزايا الافتراضية يمكن إيجادها بطريقة أخرى ما، لكن نادراً بالشكل الكامل والموثوق والبسيط والمجاني الذي توفره الافتراضية.

أكبر مجموعة من الميزات الإضافية تأتي في العادة من تجريد التخزين والذاكرة مما يتيح القدرة على أخذ لقطة للتخزين أو حتى للحالة التشغيلية الكاملة لآلة افتراضية، أي التقاط صورة للنظام الجاري وتخزينها في ملف. تقود هذه القدرة إلى إمكانات مهمة جداً كالقدرة على أخذ لقطة للنظام قبل تثبيت برامج جديدة أو تغيير التهيئة أو تطبيق التصحيحات، مما يتيح التراجع السريع للغاية إذا ساء شيء. يمكن لهذه الميزة التي تبدو بسيطة أن تقود إلى راحة بال كبيرة وموثوقية شاملة للنظام. كما تُيسّر اختبار الميزات والتراجع أو الاختبار المتكرر في البيئات غير الإنتاجية.

تقود القدرة على أخذ اللقطة من طبقة التجريد أيضاً إلى القدرة على أخذ "نسخ احتياطية قائمة على الصور"، أي النسخ الاحتياطية المأخوذة عبر آلية اللقطة على مستوى طبقة الجهاز الكتلي بدلاً من طبقة نظام الملفات في نظام التشغيل. يتيح ذلك آليات نسخ احتياطي مستقلة عن نظام التشغيل ونسخاً احتياطية تشمل مجمع تخزين النظام الكامل دفعة واحدة. تتيح النسخ الاحتياطية عبر الصور ما كان يُعرف تقليدياً بـ "استعادة المعدن الخام"، أي يمكن استعادة النظام بأكمله إلى حالة تشغيل كاملة دون تدخل إضافي وبسرعة وبسهولة. لا يشمل جميع منتجي الهيبرفايزر هذه القدرة أو يشملونها بمستويات متساوية، لذا بينما هي ميزة رئيسية من الناحية المفاهيمية فمن الضروري تقييم مدى وجود هذه الميزة أو ترخيصها على أساس كل حالة على حدة (تجدر الإشارة إلى أن HyperV يشملها بالكامل وXenServer يشملها جزئياً وVMware vSphere يشملها فقط مع مستويات ترخيص غير مجانية). حين تكون متاحة تتيح النسخ الاحتياطية عبر الصور استعادة سريعة للغاية بسرعات كانت لا يمكن تصورها مع منهجيات النسخ الاحتياطي الأخرى. استعادة الأنظمة في دقائق ممكنة، من الكارثة إلى الاستعادة!

توفر القدرة على التعامل مع الآلات الافتراضية كملفات (على الأقل حين لا تكون تعمل بشكل نشط) مزايا إضافية مرتبطة بمزايا النسخ الاحتياطية المذكورة أعلاه. وتتمثل بصفة خاصة في القدرة على الترحيل السريع والسهل بين المضيفين الفيزيائيين وحتى الانتقال بين أجهزة متباينة. تقليدياً كانت ترقيات الأجهزة أو استبدالها تعني عملية ترحيل معقدة محفوفة بالمخاطر. مع الافتراضية الحديثة يمكن أن يكون الانتقال من الأجهزة الموجودة إلى الأجهزة الجديدة عملية موثوقة وغير مدمرة مع خيارات احتياطية آمنة وتوقف قليل أو ربما صفري! يمكن أن تصبح المهام غير الشائعة والمحفوفة بالمخاطر سابقاً تافهة اليوم في الغالب.

كثيراً ما تكون هذه هي الفائدة الحقيقية للافتراضية وآليات التجريد. ليس بالضرورة لتحسين العمليات اليومية للنظام بل لتقليل المخاطر وتوفير المرونة والخيارات في المستقبل. الاستعداد للمجاهيل التي إما لا يمكن التنبؤ بها أو يُتجاهل التعامل معها في معظم الحالات الشائعة. نادراً ما يُجرى مثل هذا التخطيط أصلاً مما يُثير إحباط أقسام تكنولوجيا المعلومات التي تواجه ترقيات صعبة وخطيرة كان يمكن التخفيف منها بسهولة.

ثمة ميزات كثيرة للافتراضية لا تنطبق إلا على سيناريوهات خاصة. تشمل كثير من منتجات الافتراضية أدوات ترحيل حي لنقل أحمال العمل الجارية بين المضيفين، أو ربما حتى بين أجهزة التخزين، دون توقف. وكثيراً ما تتوفر خيارات التوافر العالي وتحمّل الأعطال مما يسمح لبعض الأحمال بالتعافي السريع أو حتى الشفاف من عطل الأجهزة، والانتقال من الأجهزة الفاشلة إلى الأجهزة الاحتياطية دون تدخل المستخدم. رغم كونها فائدة أكثر تخصصاً ولا ينبغي بالتأكيد إدراجها في قائمة أسباب كون "تقريباً جميع الأحمال" ينبغي أن تكون افتراضية، إلا أنها تستحق الإشارة باعتبارها مثالاً رئيسياً للميزات المتوفرة في الغالب والتي يمكن إضافتها لاحقاً إذا دعت الحاجة إليها طالما استُخدمت الافتراضية من البداية. وإلا سيكون من الضروري الترحيل إلى الافتراضية قبل التمكن من الاستفادة من مثل هذه الميزات.

تأتي منتجات الافتراضية عادةً بميزات إضافية واسعة لا تهم إلا في حالات معينة. كثير منها يقع في مجموعة كبيرة من "في حالة الحاجة المستقبلية". ولعل أكبر هذه الميزات على الإطلاق هو مفهوم الدمج كما أشرتُ في بداية هذا المقال. مثل الميزات المتقدمة الأخرى كالتوافر العالي، الدمج ليس قيمة جوهرية للافتراضية لكن كثيراً ما يُخلط بينه وبينها. الأحمال التي لا تنوي الاستفادة من التوافر العالي أو الدمج ينبغي مع ذلك افتراضيتها، دون شك. لكن هذه الميزات ذات قيمة محتملة كبيرة كخيارات مستقبلية حتى للسيناريوهات التي لن تُستخدم فيها اليوم، مما يجعلها تستحق الإشارة بصرف النظر.

يمكن أن يكون الدمج ذا قيمة استثنائية ومن السهل فهم لماذا يفترض كثيرون ببساطة أنه سيُستخدم لكونه في الغالب كذلك. توافر هذا الخيار بمجرد وجود بنية تحتية في مكانها هو نقطة مرونة رئيسية للتعامل مع مجاهيل الأحمال المستقبلية. حتى حين يكون الدمج غير ضروري تماماً اليوم، ثمة احتمال كبير جداً حتى في أصغر الشركات بأنه سيكون مفيداً في وقت مجهول في المستقبل. تمنحنا الافتراضية تحوطاً ضد المجهول بإعداد أنظمتنا للحصول على أقصى قدر من المرونة. من أهم جوانب أي قرار في مجال تكنولوجيا المعلومات إدارة المخاطر والحد منها. الافتراضية تحقق ذلك.

الافتراضية تتعلق بالاستقرار والمرونة والتوحيد القياسي وقابلية الإدارة واتباع أفضل الممارسات. لا يوجد اليوم منتج افتراضية مؤسسي رئيسي غير متاح، على الأقل بشكل ما، مجاناً. أي شراء سيستلزم بالطبع تحليلاً دقيقاً للقيمة مقابل النفقة. غير أنه مع توافر خيارات مؤسسية ممتازة مجاناً من خطوط المنتجات الأربعة الرئيسية في هذا المجال حالياً (Xen وKVM وHyperV وVMware vSphere) لا نحتاج إلى مثل هذا التحليل. نحتاج فقط إلى إظهار أن التطبيق غير سلبي.

ما يُيسّر اتخاذ القرار هو أننا حين نأخذ في الاعتبار الحالة الاعتيادية، أي الحد الأدنى الذي توفره جميع منتجات الافتراضية المؤسسية وهو مزايا التجريد والتغليف والتخزين ذات التكلفة الصفرية، نجد أن لدينا فائدة بسيطة في تقريباً جميع الحالات وأضراراً قابلة للقياس معدومة وفائدة محتملة كبيرة جداً من مجالات المرونة والتحوط ضد الاحتياجات المستقبلية. هذا يُتيح لنا فوزاً واضحاً وقراراً بسيطاً بأن الافتراضية، كونها مجانية وعملياً دون جوانب سلبية في ذاتها، ينبغي استخدامها في أي حالة يمكن فيها ذلك (وهو في هذه المرحلة تقريباً جميع الأحمال). الميزات الإضافية غير الجوهرية كالدمج والتوافر العالي ينبغي تقييمها بشكل منفصل وفقط بعد ترسّخ قرار الافتراضية. لا يقترح أي انعدام لحاجة هذه الميزات الممتدة بأي شكل بعدم اختيار الافتراضية بناءً على مزاياها الخاصة.

هذا ببساطة شرح لأفضل الممارسات الصناعية الموجودة التي قضت بافتراضية جميع الأحمال المحتملة لسنوات عديدة. هذا ليس جديداً ولا تغييراً في الاتجاه. مجرد حقيقة أن الافتراضية الشاملة كانت أفضل ممارسة صناعية لما يقارب عقداً يُظهر مدى كونها منهجية مُثبتة ومقبولة. ستوجد دائماً أحمال لسبب ما لا يمكن ببساطة افتراضيتها، لكن ينبغي أن تكون هذه نادرة جداً وينبغي أن تستدعي مراجعة عميقة لمعرفة سبب ذلك.

عند تقرير ما إذا كانت الافتراضية مناسبة أم لا، ينبغي أن يكون النهج دائماً افتراض أن الافتراضية أمر مسلّم به ولا يُحاد عنها إلا إذا جعل سبب تقني قوي ومُدعَّم ذلك مستحيلاً. تقريباً جميع الحجج المضادة للافتراضية تنبع من موقف سوء الفهم مع الاعتقاد بأن الدمج والتوافر العالي والتخزين الخارجي وتكلفة الترخيص وغيرها من المفاهيم المرتبطة بشكل فضفاض أو غير المرتبطة هي بطريقة ما جوهرية للافتراضية. وهي ليست كذلك ولا ينبغي إدراجها في قرار الافتراضية مقابل النشر المادي. إنها منفصلة وينبغي تقييمها كخيارات منفصلة.

تجدر الإشارة إلى أنه بما أن الدمج ليس جزءاً من مصفوفة قرارنا في إنشاء القيمة الأساسية للافتراضية، فإن جميع الأسباب التي نستخدمها تنطبق بالتساوي على كل من النشر واحد لواحد (أي آلة افتراضية واحدة على جهاز مادي واحد) كما على الأحمال المدمجة (أي آلات افتراضية متعددة على جهاز مادي واحد). لا توجد حالة يكون فيها حمل العمل "صغيراً جداً" للافتراضية. بل إن العكس صحيح إذ توجد فقط الأحمال الأكبر، في الغالب ذات الحساسية الشديدة للتأخير، حيث لا يزال سيناريو متخصص من عدم الافتراضية موجوداً كحالة حافة، لكن حتى هذه الحالات تتراجع بسرعة مع تحسّن زمن الاستجابة في الافتراضية وزيادة قدرات الأحمال الإجمالية. هذه الحالات نادرة جداً وتتلاشى بسرعة كبيرة حتى إن مجرد أخذ وقت للإشارة إليها ربما غير حكيم إذ يوحي بأن الاستثناءات القائمة على احتياجات السعة شائعة بما يكفي للتقييم، وهي ليست كذلك، لا سيما في سوق الشركات الصغيرة والمتوسطة. كلما كان حمل العمل أصغر كان أكثر مثالية للافتراضية، لكن هذا فقط لتأكيد أن الشركات الصغيرة بأحمالها الفردية هي الحالة المثلى للافتراضية الشاملة لا الاستثناء على أفضل الممارسات، وليس للإيحاء بأن الشركات الكبيرة ينبغي أن تبحث هي بدورها عن استثناءات.