مرکز داده مجازی چیست و چگونه پیاده‌سازی می‌شود؟

مرکز داده مجازی چیست؟

مرکز داده مجازی، زیرساخت ابرمحوری است که منابع محاسباتی و ذخیره‌سازی را به شکل مجازی در اختیار شرکت‌ها قرار می‌دهد. در یک مرکز داده مجازی، سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای مرتبط با آن‌ها به صورت مجازی سازمان‌دهی می‌شوند و به کاربران از طریق اینترنت ارائه می‌شوند. مرکز داده مجازی به شما اجازه می‌دهد از طریق اینترنت به منابع محاسباتی مثل سرورها، شبکه‌ها، فضای ذخیره‌سازی و سایر منابع دسترسی پیدا کرده و آن‌ها را مدیریت کنید. این منابع مجازی به صورت یکپارچه و از طریق یک پنل کنترلی مدیریت می‌شوند و می‌توانید آن‌ها را به میزانی که نیاز دارید افزایش یا کاهش دهید. این مراکز داده مجازی اجازه می‌دهند تا برنامه‌ها و سرویس‌های خود را روی زیرساخت‌های مجازی مستقر کنید و یک فضای کاری ابری (Cloud Workspace) منعطف در اختیار تیم‌ها و کارمندان خود قرار دهید.

مراکز داده مجازی چه قابلیت‌هایی دارند؟

مرکز داده مجازی امکانات گسترده‌ای در اختیار کاربران قرار می‌دهد تا بتوانند به‌طور مرکزی و مجازی سرویس‌های مختلف را مدیریت و ارائه دهند. برخی از ویژگی‌ها و قابلیت‌های کلیدی مراکز داده مجازی به شرح زیر هستند:

• ماهیت مجازی: مرکز داده مجازی بر اساس راه‌حل‌های مجازی‌سازی تعریف می‌شوند و به کاربران اجازه می‌دهند تا منابع سخت‌افزاری فیزیکی را به صورت مجازی اشتراکی مورد استفاده قرار دهند و از آن‌ها برای اجرای ماشین‌های مجازی و برنامه‌های کاربردی استفاده کنند. قابلیت فوق به شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات اجازه می‌دهد تا از ظرفیت سرورها و منابع سخت‌افزاری موجود بیشترین بهره را ببرند و به مصرف‌کنندگان اجازه می‌دهند درگیر مدیریت و نگهداری فیزیکی از سرورها نشوند.
• انعطاف‌پذیری: با استفاده از مرکز داده مجازی، کاربران می‌توانند به سرعت منابع محاسباتی و شبکه را بر اساس نیازهای خود مقیاس‌بندی کنند. رویکرد فوق به شرکت‌ها اجازه می‌دهد به راحتی و در زمان لازم، ظرفیت سرویس‌ها را افزایش یا کاهش دهند. انعطاف‌پذیری به مصرف‌کنندگان اجازه می‌دهد صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در هزینه‌ها اعمال کنند و فرآیند بهینه‌سازی منابع را به ساده‌ترین شکل انجام دهند.
• مدیریت مرکزی: مرکز داده مجازی به کاربران اجازه می‌دهد تا منابع مختلف را از طریق یک محیط مرکزی مدیریت کنند و سیاست‌ها، پیکربندی‌ها و اعمال تغییر در تنظیمات را از طریق یک داشبورد متمرکز انجام دهند. در واقع، یک مرکز داده مجازی شبیه به یک مرکز داده فیزیکی است، با این تفاوت که منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری آن به صورت مجازی و ابرمحور در دسترس قرار می‌گیرند.
• قابلیت بازیابی بالا: در صورت بروز مشکل در یک مرکز داده، انتقال سرویس‌ها به مراکز داده دیگر به صورت خودکار انتقال پیدا می‌کند و در نتیجه مشکل قطعی دسترسی به سرویس‌ها برطرف می‌شود.
• مدیریت متمرکز: این مراکز داده داشبورد واحدی برای مانیتورینگ، مدیریت ترافیک و تخصیص منابع به ساده‌ترین شکل در اختیار کاربران قرار می‌دهند.

مرکز داده مجازی از چه مولفه‌هایی تشکیل شده است؟

مرکز داده مجازی از مولفه‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که هر یک نقش و وظیفه خاصی در مرکز داده بر عهده دارند. مولفه‌های اصلی مرکز داده مجازی به شرح زیر هستند:

• سرورهای فیزیکی: سرورهای فیزیکی یا سخت‌افزارها، زیربنای اصلی مرکز داده مجازی هستند. آن‌ها برای اجرای ماشین‌های مجازی و ارائه منابع محاسباتی استفاده می‌شوند. سرورهای فیزیکی می‌توانند شامل سرورهای رک‌مونت، تجهیزات ذخیره‌سازی و سوییچ‌های شبکه باشند.
• نرم‌افزار مجازی‌سازی: نرم‌افزار مجازی‌سازی نقش کلیدی در پیاده‌سازی مرکز داده مجازی دارد. این نرم‌افزارها سرورهای فیزیکی را به چند ماشین مجازی تبدیل می‌کنند. از نرم‌افزارهای مجازی‌سازی معروف باید به VMware vSphere، Microsoft Hyper-V، KVM و Xen اشاره کرد.
• شبکه مجازی: در یک مرکز داده مجازی، شبکه نیز به صورت مجازی پیاده‌سازی می‌شود. شبکه مجازی شامل سوییچ‌ها، روترها، فایروال‌ها و سایر تجهیزات شبکه است که با هدف ایجاد شبکه‌های مجازی، مدیریت ترافیک و ارتباط بین ماشین‌های مجازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• ذخیره‌سازی مجازی: فضای ذخیره‌سازی نیز ماهیت منطقی دارد و در لایه‌های زیرین میزبان استوریج‌ها، شبکه منطقه ذخیره‌سازی و سایر فناوری‌های ذخیره‌سازی می‌شود. منابع ذخیره‌سازی مجازی برای ذخیره‌سازی داده‌های ماشین‌های مجازی استفاده می‌شوند.
• مدیریت منابع مجازی: مدیریت منابع مجازی شامل نرم‌افزارها و ابزارهایی است که برای تخصیص، مانیتورینگ و مدیریت منابع مجازی در مرکز داده مجازی استفاده می‌شوند. این ابزارها به مدیران مرکز داده اجازه می‌دهند منابع مجازی و کاربران را مدیریت کنند و عملکرد مرکز داده را زیر نظر بگیرند. از ابزارهای رایج برای مدیریت منابع مجازی باید به VMware vCenter، Microsoft System Center و OpenStack اشاره کرد.

مولفه‌های یاد شده، اصلی‌ترین عناصری هستند که در یک مرکز داده مجازی وجود دارند. با استفاده از این مولفه‌ها، می‌توان یک زیرساخت مجازی ایجاد کرده و به شرکت‌ها و سازمان‌ها اجازه داد تا منابع محاسباتی، شبکه و ذخیره‌سازی را به صورت مجازی مورد استفاده قرار دهند.

معماری مرکز داده مجازی به چه صورتی است؟

معماری مرکز داده مجازی عموما شامل عناصر و لایه‌های مختلفی است که در تعامل با یکدیگر منابع مجازی را آماده استفاده می‌کنند. معماری کلی یک مرکز داده به شرح زیر است.

• ساختار فیزیکی: ساختار فیزیکی مرکز داده شامل ملزومات رایج مثل رک‌ها (Rack) و سرورهای فیزیکی است. رک‌ها برای نصب و نگهداری سرورها به کار می‌روند و سرورها کامپیوترهای قدرتمند و پیشرفته‌ای هستند که برای پردازش و ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌شوند. ساختار فیزیکی مرکز داده باید دارای سیم‌کشی ساخت‌یافته، استقرار تجهیزات سرمایشی کارآمد، بالاترین سطح از امنیت فیزیکی و غیره باشد تا امکان استقرار مراکز داده مجازی بدون مشکل روی آن‌ها فراهم شود.
• شبکه: شبکه مولفه کلیدی مرکز داده است. شبکه، مرکز داده شامل تجهیزات مختلفی مثل سوییچ‌ها، روترها، فایروال‌ها و کابل‌های ارتباطی است. شبکه برای ارتباط داخلی بین سرورها، اتصال به شبکه خارجی و ارتباط با سایر مراکز داده استفاده می‌شود. اصل مهمی که هنگام طراحی شبکه‌ها باید به آن دقت کنید توجه به انتقال داده‌ها با سرعت بالا، پایداری بالا و استفاده از بهترین الگوهای امنیتی برای محافظت از زیرساخت در برابر حمله‌های هکری است.
• ذخیره‌سازی: ذخیره‌سازی داده‌ها نیز یک مولفه اساسی در معماری مرکز داده است که شامل تجهیزات ذخیره‌سازی مثل سرورهای ذخیره‌سازی، شبکه‌های منطقه ذخیره‌سازی (SAN) و ذخیره‌سازی تحت شبکه (NAS) است. این تجهیزات برای ذخیره‌سازی و مدیریت داده‌ها استفاده می‌شوند و باید برای انتقال و نگهداری داده‌ها امنیت و کارآیی بالایی داشته باشند.
• مجازی‌سازی: مجازی‌سازی یک فناوری کلیدی در معماری مرکز داده است. با استفاده از نرم‌افزارهای مجازی‌سازی، سرورهای فیزیکی را به چند ماشین مجازی تبدیل می‌کنیم یا به عبارت دقیق‌تر چند ماشین مجازی روی سرور فیزیکی نصب می‌کنیم تا بتوانیم از ظرفیت سرورها به بهترین شکل استفاده کرده و به مدیریت بهتر منابع بپردازیم.
• مدیریت منابع: برای مدیریت منابع مرکز داده، ابزارها و سیستم‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا فرآیند مانیتورینگ، اتوماسیون، مدیریت و تخصیص منابع به بهترین شکل انجام شود. این ابزارها به مدیران مرکز داده کمک می‌کنند تا عملکرد سیستم‌ها را زیرنظر بگیرند، منابع را بهینه‌سازی کنند و عملیات را به صورت موثرتری مدیریت کنند.

چگونه با NSX یک مرکز داده مجازی پیاده‌سازی کنیم؟

NSX سرنام (VMware NSX) یک پلتفرم مجازی‌سازی شبکه است که توسط VMware ارائه می‌شود و برای ایجاد شبکه و مرکز داده مجازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای پیاده‌سازی یک مرکز داده مجازی با استفاده از NSX، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید:

• بررسی و طراحی: ابتدا نیاز دارید تا بررسی‌های لازم را انجام داده و طراحی معماری موردنیاز خود را انجام دهید. این فرآیند شامل تعیین نیازهای شبکه، امنیت، مجازی‌سازی و سایر نیازهای مرتبط است. در این مرحله، باید تصمیم بگیرید که NSX به عنوان یک محصول مستقل یا به عنوان بخشی از پلتفرم VMware vSphere در محیط شما پیاده‌سازی شود.
• آماده‌سازی زیرساخت: برای پیاده‌سازی NSX، باید زیرساخت شبکه موردنیاز را فراهم کنید. این فرآیند شامل مجازی‌سازی سرورها، نصب و راه‌اندازی VMware vSphere، فعال‌سازی NSX و مجازی‌سازی تجهیزات شبکه می‌شود. همچنین، باید معماری شبکه‌ای که قصد دارید با استفاده از NSX پیاده‌سازی کنید را طراحی و تنظیم کنید.
• نصب و پیکربندی NSX Manager: سرویس مدیریت اصلی NSX است. باید NSX Manager را نصب و پیکربندی کنید. این پلتفرم برای مدیریت تنظیمات NSX و ارتباط با سایر اجزای NSX مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• نصب و پیکربندی NSX Controller: ابزار فوق بر عملکرد مدیریت و کنترل ترافیک در محیط NSX متمرکز است. باید NSX Controller را نصب و پیکربندی کنید تا بتوانید ترافیک شبکه را مدیریت کنید.
• نصب و پیکربندی NSX Edge : مسئولیت ارائه سرویس‌های شبکه بین شبکه‌های مجازی داخلی و شبکه‌های خارجی را بر عهده دارد. باید NSX Edge را نصب و پیکربندی کنید و تنظیمات مربوط به مسیریابی، فایروال و VPN را پیکربندی کنید.
• ایجاد شبکه‌های مجازی و سرویس‌های NSX: با استفاده از NSX باید شبکه‌های مجازی پیاده‌سازی کنید. برای این کار، باید شبکه‌های مجازی را با استفاده از NSX ایجاد کنید و سرویس‌های مربوطه را پیکربندی کنید. این فرآیند شامل مواردی مثل شبکه‌های محلی مجازی (VLAN)، سوئیچ‌های مجازی، مسیریابی مجازی، فایروال مجازی و سرویس‌های امنیتی می‌شود.
• آزمایش و راه‌اندازی: پس از پیکربندی NSX و ایجاد شبکه‌های مجازی و سرویس‌ها، باید آن‌ها را آزمایش و تست کنید. اطمینان حاصل کنید که ترافیک شبکه به درستی مسیریابی می‌شود و سرویس‌های امنیتی فعال هستند.
• مدیریت و نگه‌داری: پس از راه‌اندازی مرکز داده مجازی باید آن را به طور مداوم مدیریت و نگهداری کنید. این فرآیند شامل مدیریت شبکه‌های مجازی، پشتیبانی و ارتقاء NSX و رفع مشکلات عملیاتی است.

مراحل فوق تنها یک راهنمای کلی برای پیاده‌سازی یک مرکز داده مجازی با استفاده از NSX  است. برای جزئیات بیشتر و دقیق‌تر، به مستندات رسمی و منابع VMware مراجعه کنید. همچنین، در نظر داشته باشید که پیاده‌سازی NSX نیازمند آشنایی با مفاهیم شبکه و مجازی‌سازی است و توصیه می‌شود با متخصصان و مهندسان مجازی‌سازی و شبکه همکاری کنید تا بهترین نتیجه را بدست آورید.

مرکز داده مجازی چه مزایا و معایبی دارد؟

مرکز داده مجازی مزایا و معایب خاص خود را دارد. برخی از آن‌ها به شرح زیر هستند:

مزایا:

• انعطاف‌پذیری: مرکز داده مجازی به شما امکان می‌دهد تا منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را به صورت انعطاف‌پذیر و به میزان مورد نیاز خود تنظیم کنید. می‌توانید به سرعت منابع را افزایش یا کاهش داده و به طور دقیق هزینه‌های خود را کنترل کنید.
• بهره‌وری بالا: با استفاده از تجمیع منابع سخت‌افزاری در یک مکان مجازی، می‌توانید بهره‌وری بالاتری از سرورها و تجهیزات را تجربه کنید. منابع بهینه‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند و از اختصاص غیرضروری منابع جلوگیری می‌شود.
• پشتیبانی بلادرنگ: مرکز داده مجازی قابلیت پشتیبانی در زمان واقعی را فراهم می‌کند. با استفاده از تکنولوژی‌های مجازی‌سازی، می‌توانید سرورها و سرویس‌ها را به سرعت تغییر دهید و به راحتی به نیازهای کاربران واکنش نشان دهید.
• امنیت: مرکز داده مجازی می‌تواند سطح امنیت را افزایش دهد. با استفاده از راهکارهای امنیتی مانند رمزنگاری، کنترل دسترسی، فایروال‌ها و سیستم‌های تشخیص تهدیدها، می‌توانید امنیت داده‌ها و سیستم‌های موجود در مرکز داده را تضمین کنید.

معایب:

• وابستگی به اینترنت: برای دسترسی به مرکز داده مجازی، نیاز به اتصال اینترنت پایدار و قوی دارید. در صورت قطعی اینترنت، دسترسی به منابع مرکز داده مجازی ممکن است متوقف شود.
• از دست دادن کنترل فیزیکی: با استفاده از مرکز داده مجازی، شما کنترل مستقیم بر سخت‌افزارها و تجهیزات فیزیکی را از دست می‌دهید. این موضوع ممکن است برای برخی سازمان‌ها که نیاز به کنترل فیزیکی دارند، مشکلاتی ایجاد کند.
• مشکلات عملکردی: در برخی موارد، استفاده از مرکز داده مجازی ممکن است باعث کاهش عملکرد سیستم شود. این موضوع می‌تواند به دلیل تاخیر در ارتباط شبکه، مشکلات پهنای باند یا سایر عوامل مرتبط با استفاده از زیرساخت مجازی‌سازی باشد.
• حفاظت از حریم خصوصی: استفاده از مرکز داده مجازی ممکن است باعث نگرانی درباره حفاظت از حریم خصوصی داده‌ها شود. اگر داده‌های حساس شما در یک سرور مشترک با دیگران قرار بگیرند، خطرات امنیتی افزایش می‌یابند.
• هزینه: در برخی موارد، استفاده از مرکز داده مجازی ممکن است هزینه‌های بالایی داشته باشد. هرچند که می‌توانید منابع را به صورت انعطاف‌پذیر مدیریت کنید، اما هنوز هزینه‌های مرتبط با استفاده از منابع سخت‌افزاری، نرم‌افزارها و خدمات مربوطه وجود دارد.

به طور کلی، استفاده از مرکز داده مجازی می‌تواند بسته به نیازها و شرایط شما مزایا و معایب خاص خود را داشته باشد. برای تصمیم‌گیری مناسب، می‌توانید نیازها، اولویت‌ها و محدودیت‌های خود را به دقت بررسی کنید و با توجه به آن‌ها تصمیم بگیرید.

چگونه امنیت مرکز داده مجازی را تامین کنیم؟

برای تامین امنیت مرکز داده مجازی، می‌توانید از روش‌ها و راهکارهای زیر استفاده کنید:

• ارائه دسترسی محدود: محدود کردن دسترسی به محیط مرکز داده مجازی از طریق مکانیزم‌های احراز هویت و کنترل دسترسی مانند نقش‌ها و مجوزها، فایروال‌های شبکه و راهکارهای شبکه خصوصی مجازی به شما کمک می‌کند تا دسترسی به منابع را فقط به افراد موردنیاز ارائه دهید و محدودیت‌های لازم را برای حفاظت از داده‌ها و سیستم‌ها اعمال کنید.
• رمزنگاری ارتباطات: از رمزنگاری برای محافظت از ارتباطات بین اجزای مختلف مرکز داده مجازی از جمله سرورها، شبکه‌ها و دستگاه‌های مجازی استفاده کنید. رمزنگاری اطلاعات به شما کمک می‌کند مانع بروز مشکل سرقت اطلاعات و تغییرات غیرمجاز در شبکه شوید.
• پیکربندی امنیتی شبکه: استفاده از راهکارهای امنیتی مانند فایروال‌ها، IDS/IPS (سیستم‌های تشخیص تهدیدها و جلوگیری از حملات) و سیستم‌های مانیتورینگ ترافیک شبکه به شما کمک می‌کند تا ترافیک شبکه را مورد بررسی قرار داده و هرگونه فعالیت مشکوک را تشخیص دهید.
• مانیتورینگ و رویدادهای امنیتی: استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ و رویدادهای امنیتی (مانند SIEM) به شما کمک می‌کند تا رویدادها و وقایع مشکوک در محیط مرکز داده را آنلاین ببینید و به طور فعال به تشخیص و پاسخ به تهدیدات امنیتی واکنش نشان دهید.
• محافظت از داده‌ها: استفاده از روش‌های محافظت از داده مانند رمزنگاری داده‌ها (در حالت استراحت و در حرکت)، تهیه نسخه پشتیبان و استفاده از سیستم‌های رمزنگاری سطح حفاظت از اطلاعات را به شکل قابل توجهی افزایش می‌دهد.
• به‌روزرسانی و وصله کردن: مطمئن شوید که تمام سیستم‌ها و نرم‌افزارهای مورد استفاده در مرکز داده مجازی به‌روزرسانی شده و وصله‌های امنیتی جدید نصب شده‌اند. رویکرد فوق کمک می‌کند تا ضعف‌های امنیتی موجود در سیستم‌ها را کاهش داده و محافظت بهتری از آن‌ها به عمل آورید.
• نظارت بر دسترسی فیزیکی: اطمینان حاصل کنید که دسترسی فیزیکی به سرورها و تجهیزات مرکز داده مجازی محدود و کنترل شده است. این فرآیند شامل استفاده از سیستم‌های قفل و کنترل دسترسی فیزیکی، نظارت بر دسترسی پرسنل و ثبت ورود و خروج افراد مرتبط با مرکز داده است.
• آموزش و آگاهی کارکنان: آموزش کارکنان درباره اصول امنیتی و رفتارهای مطمئن در استفاده از مرکز داده مجازی بسیار مهم است. آگاهی درباره رمزنگاری، احراز هویت قوی، فیشینگ و سایر تهدیدات امنیتی به کارکنان کمک می‌کند تا به طور فعال در حفاظت از مرکز داده مشارکت کنند.
• برنامه ریزی برای بحران: تهیه و اجرای برنامه‌های بازیابی پس از فاجعه از جمله طرح‌ها و روندهای پشتیبان کمک می‌کنند در صورت بروز حوادث امنیتی به سرعت شرایط را به حالت اولیه بازگردانید.