Hyper V چیست؟ همه‌چیز درباره هایپروایزر مجازی‌سازی مایکروسافت

قطعا تابه‌حال درباره مجازی‌سازی شنیده‌اید. تکنولوژی اشتراک‌گذاری یک سخت‌افزار بین ماشین‌های مجازی متعدد تا همه بتوانند از یک سخت‌افزار واحد استفاده کنند، هزینه‌ها کاهش یابد و نگهداری زیرساخت راحت‌تر شود. ابزاری که کار مجازی‌سازی را انجام می‌دهد Hypervisor نام دارد. این ابزار روی سخت‌افزار اجرا می‌شود و امکان دسترسی به منابع محاسباتی را روی چندین ماشین مجازی فراهم می‌کند. در حال حاضر دو Hypervisor بر فضای مجازی‌سازی تسلط دارند که یکی از آنها Hyper V است. در این مقاله قصد داریم ببینیم تکنولوژی hyper v چیست، چطور کار می‌کند و با زیر و بم آن آشنا شویم. پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.

Hyper V چیست؟

Hyper-V یک نرم‌افزار مجازی‌سازی است که برای اولین بار در سال ۲۰۱۶ توسط مایکروسافت منتشر شد. این هایپروایزر برای میزبانی چندین ماشین مجازی روی یک قطعه سخت افزار استفاده می‌شود؛ طوری که هر ماشین مجازی برنامه‌ها مجزایی از سخت‌افزار زیرساخت داشته باشد. این ابزار در ویندوز تعبیه شده و در مجازی‌سازی اجزای سخت‌افزاری و سیستم‌عامل‌ها، به‌طور گسترده رقیب سرسخت VMware Fusion و Oracle VM VirtualBox شناخته می‌شود. به‌علاوه این ابزار به دستگاه کاربر محدود نمی‌شود و به‌وفور برای تسهیل مجازی سرور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای آشنایی بیشتر با نرم افزار Vmware می توانید مقاله Vmware چیست؟ را مطالعه کنید.

در حال حاضر سه نسخه از Hyper-V موجود است:

• Hyper-V Server: محصولی مستقل که برای مدیریت نمونه‌های سرور اختصاصی و مجازی ایجاد شده؛
• Hyper-V for Windows 10: محصولی که می‌توان روی لپ تاپ یا دسکتاپ اجرا کرد؛
• Hyper-V for Windows Server: افزونه برای سرور ویندوز؛

همه هایپروایزرها از جمله Hyper-V به دلایل مختلف و بسته به محیطی که در آن مستقر می‌شوند، کاربرد دارند. این ابزار به مدیر شبکه کمک می‌کند محیط مجازی‌سازی بسازد که مدیریت آن آسان باشد و طیف وسیعی از ماشین‌های مجازی را بدون نیاز به تغییر کامپیوتر مدیریت کند. hyper V برای ایجاد محیط‌های ابری خصوصی استفاده می‌شود.

همچنین در این راستا مطلب کامل‌ترین توضیحات درباره مجازی‌سازی سرور را از دست ندهید.

دلیل اهمیت Hyper V

اما چرا از این هایپروایزر استفاده کنیم و دلیل اهمیت Hyper v چیست.

قبل‌تر که هنوز خبری از تکنولوژی مجازی‌سازی نبود، مدیریت دستگاه‌های قدیمی برای مدیران نه‌تنها وقت‌گیر، بلکه بسیار پرهزینه بود. می‌توان گفت مهم‌ترین دلیل اهمیت Hyper V همین است که محدودیت‌های سخت‌افزار فیزیکی را از میان برمی‌دارد و پیچیدگی‌های مدیریت سخت‌افزار فیزیکی را برای سازمان‌های بزرگ‌، ساده می‌کند. از طرفی نیازی به خرید سخت‌افزارهای جدید نیست، نیازی به اجاره فضای بزرگ‌تر برای جا دادن سخت‌افزارها نیست و شرکت‌ها می‌توانند هزینه و زمانی که صرف مدیریت سخت‌افزار می‌شود را جای دیگری متمرکز کنند.

در عین حال، دستگاه‌های مدرن دارای فضای ذخیره‌سازی، CPU و RAM هستند تا انواع سیستم‌عامل‌های مجازی را از یک موقعیت مکانی مدیریت کنند.

Hyper V چطور کار می‌کند؟

هایپر وی روی سیستم‌عامل میزبان نصب و تبدیل به VM والد می‌شود. سایر ماشین‌های مجازی که ممکن است روی سیستم‌عامل‌های مختلفی کار کنند، ماشین مجازی فرزند در نظر گرفته می‌شوند. هم والد و هم فرزندان از منابع مشابهی از سرور زیرساخت استفاده می‌کنند، فقط VM والد طوری طراحی شده که بتواند منابع محاسباتی را با VM های فرزند و مهمان به اشتراک بگذارد. این انتقال به طور مستقل و بدون نیاز به هیچ گونه مداخله فناوری اطلاعات در VM مهمان یا والد انجام می‌شود.

مهم‌ترین ویژگی‌های hyper V چیست؟

برای آشنایی بهتر با این ابزار مهم مجازی‌سازی، بد نیست ببینیم ویژگی‌های Hyper v چیست و چه کارهایی انجام می‌دهد.

• دارای یک محیط محاسباتی: ماشین مجازی تمام تجهیزات لازم برای اجرای کامپیوتر اعم از پردازنده، شبکه، فضای ذخیره‌سازی و حافظه را داراست. هر عنصر گزینه‌های مختلف و ویژگی‌هایی دارد که می‌توان آنها را بر حسب نیاز پیکربندی کرد.
• قابلیت پشتیبان‌گیری و بازیابی: بخش پشتیبان‌گیری یک کپی از ماشین‌های مجازی می‌گیرد و آن را در یک موقعیت مکانی دیگر ذخیره می‌کند تا امکان Disaster Recovery و بازیابی اطلاعات در مواقع لازم فراهم باشد. Hyper-V دو گزینه متفاوت پشتیبان‌گیری دارد که می‌توانید به‌دلخواه و برحسب نیاز خود استفاده کنید.
• امکان بهينه‌سازي: خدمات یکپارچه‌سازی برای سیستم‌عامل‌های مهمان تحت پشتیبانی وجود دارد. وجود درایورهای سفارشی و عملکردهای مختلف استفاده از سیستم عامل را روی ماشین مجازی آسان‌تر می‌کند.
• قابلیت حمل: ویژگی‌هایی مانند تغییر فضای ذخیره‌سازی، ایمپورت و اکسپورت وجود دارد که توزیع و جابجایی ماشین‌های مجازی را آسان و این تکنولوژی را قابل حمل می‌کند.
• امکان اتصال از راه دور: در ابزار Hyper V یک ابزار ارتباط از راه دور در نظر گرفته شده که هم در لینوکس و هم در ویندوز گنجانده می‌شود. با وجود این ابزار و دسترسی به کنسول می‌توانید فعالیت‌های ماشین مجازی مهمان را حتی قبل از بوت شدن سیستم عامل مشاهده کنید. این یک ویژگی منحصر به فرد به‌مراتب بهتر از Remote Desktop است.
• تضمین امنیت: فرآیند راه‌اندازی hyper V بی‌نهایت امن است و تمام ماشین‌های مجازی به‌گونه‌ای محافظت می‌شوند که در برابر ویروس‌ها و دسترسی غیرقانونی کاملا مقاوم باشند.
• پشتیبانی از حداکثر ۱۰۲۴ ماشین مجازی که روی یک هاست کار می‌کنند.
• پشتیبانی Windows Failover Clustering از میزبان‌های فیزیکی برای ارائه حفاظت خودکار با دسترسی بالا به vm های مهمان.
• پشتیبانی کامل از معماری حافظه غیریکنواخت (NUMA) در سطح مهمان و ماشین مجازی.
• انتقال داده بدون بارگذاری (ODX) برای عملیات سریع‌تر در سیستم‌های ذخیره‌سازی تحت پشتیبانی
• RemoteFX برای ارائه تجربه گرافیکی و صوتی عالی
• حفاظت‌های امنیتی سمت مشتری مانند Credential Guard، HVCI و غیره.

برای مطالعه بیشتر مقاله مجازی سازی شبکه را از دست ندهید.

مزیت‌های hyper v چیست؟

بیایید در ادامه نگاهی به فواید این هایپروایزر بیندازیم و ببینیم مهم‌ترین مزیت‌های hyper v چیست؟

ساده‌سازی فرایند مدیریت

مزیت قابل توجه استفاده از Microsoft Hyper-V کمک به کارآمدی یک سازمان است. در بسیاری از شرکت‌ها صدها سرور وجود دارد و یک نفر ادمین باید بتواند دست‌تنها مدیریت تمام داده‌های دیتاسنتر را انجام دهد. مجازی‌سازی مدیریت این داده‌ها را چندین برابر ساده‌تر می‌کند. چراکه سرورهای جدید در عرض چند دقیقه مستقر می‌شوند، تعمیر و نگهداری نیازی به توقف عملکرد سرورها ندارد و نگهداری داده‌ها از همیشه آسان‌تر است.

انعطاف‌پذیری

می‌دانستید به‌کمک ویژگی جدید Storage Migration در hyper V می‌توان ماشین‌های مجازی در حال اجرا را از یک میزبان به میزبان دیگر انتقال داد؟ به این ترتیب ماشین‌های مجازی روی هر فایل SMB3 نصب می‌شوند و می‌توانند از تمام ویژگی‌های پیشرفته آنها استفاده کنند. به این ترتیب از انعطاف‌پذیری بیشتری برای استقرار ماشین‌های مجازی روی سرور برخوردار هستید و می‌توانید در پول خرید SAN صرفه‌جویی کنید؛ چون عملا نیازی به اتصال مستقیم تمام سرورهای Hyper-V نیست.

تغییرات اساسی

Hyper V نه برای مدیر شبکه بلکه برای کل شبکه تغییرات اساسی ایجاد می‌کند. با وجود مقیاس‌پذیری ویندوز سرور می‌توان سرورهای بیشتری را به زیرساخت Hyper-V اضافه کرد. چندین برنامه کاربردی وجود دارد که می‌توان از آنها برای تجزیه و تحلیل شبکه مجازی Hyper-V استفاده کرد. توسعه دهندگان نیز می‌توانند از Client Hyper-V برای انتقال سریع ماشین‌های مجازی به داخل و خارج در زیرساخت Hyper-V استفاده کنند. مهم‌تر از همه اینکه می‌توان همه این تغییرات را در عرض چند دقیقه انجام داد.

بازیابی فاجعه

به‌لطف ویژگی Windows Hyper-V Replica فرآیند تکثیر سرورها در یک VPN یا WAN امن به‌مراتب آسان‌تر از قبل است. قبلاً فقط شرکت‌های بزرگ می‌توانستند از پس هزینه‌های پشتیبان‌گیری داده‌ها بربیایند؛ اما حالا این امکان برای مشاغل کوچک هم فراهم شده که بهترین برای محافظت از سرورها در برابر انواع فجایع ریز و درشت است.

معایب Hyper V چیست؟

نرم افزار Hyper-V علاوه بر مزیت دارای معایبی نیز هست که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم:

• پشتیبانی محدود از سیستم عامل‌های مهمان: در مقایسه با VMware، Hyper-V از تعداد کمتری سیستم عامل مهمان پشتیبانی می‌کند. به عنوان مثال، پشتیبانی از macOS در Hyper-V محدود است.
• عملکرد گرافیکی: عملکرد گرافیکی در Hyper-V، به ویژه برای برنامه‌های کاربردی گرافیکی سنگین، ممکن است به خوبی VMware نباشد.
• ویژگی‌های کمتر در نسخه رایگان: نسخه رایگان Hyper-V، که همراه با ویندوز ارائه می‌شود، فاقد برخی از ویژگی‌های پیشرفته موجود در VMware است.
• وابستگی به ویندوز: Hyper-V به طور مستقیم با سیستم عامل ویندوز ادغام شده است. این وابستگی می‌تواند یک نقطه ضعف باشد، زیرا مشکلات ویندوز می‌تواند بر عملکرد Hyper-V تأثیر بگذارد.
• پیچیدگی مدیریت: مدیریت Hyper-V، به ویژه در محیط‌های بزرگ، می‌تواند پیچیده باشد و نیاز به دانش تخصصی دارد.
• محدودیت منابع در ویندوز کلاینت: Hyper-V در ویندوز کلاینت (مانند ویندوز 10 یا 11) ممکن است محدودیت‌هایی در تخصیص منابع (مانند CPU و RAM) به ماشین‌های مجازی داشته باشد.

نیازمندی‌های سیستم برای نصب Hyper V چیست؟

سیستم‌ها برای نصب Hyper V باید الزامات خاصی را برآورده کنند که خوشبختانه اکثر سخت افزارهای مدرن از حداقل الزامات این ابزار مجازی‌سازی برخوردارند. اگر می‌خواهید بدانید مهم‌ترین پیش‌نیاز‌های Hyper v چیست، مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از:

• یک پردازنده ۶۴ بیتی با ترجمه آدرس سطح دوم SLAT. با وجود این فناوری Hyper-V داده‌ها و دستورالعمل‌ها را به‌دستور کاربر بازیابی می‌کند. این پردازنده در اصل یک آدرس مجازی را به یک آدرس فیزیکی مربوطه ترجمه می‌کند که باعث صرفه جویی در حافظه و کاهش زمان CPU می شود.
• حداقل ۴ گیگابایت رم. هرچه بیشتر باشد، بهتر است.
• فعال بودن گزینه مجازی‌سازی در BIOS یا UEFI
• ویندوز ۸ به بعد
• ویندوز سرور ۲۰۰۸ به بعد

تفاوت‌های Hyper-V و VMware

حال که به خوبی با Hyper-V آشنا شده اید بهتر است نگاهی به مهم ترین تفاوت های آن با اصلی ترین رقیبش یعنی نرم افزار VMware بیندازیم.

ویژگی	Hyper-V	VMware
شرکت سازنده	مایکروسافت	VMware
نوع	هایپروایزر نوع 1 (در ویندوز سرور) و نوع 2 (در ویندوز کلاینت)	هایپروایزر نوع 1 (ESXi) و نوع 2 (Workstation, Fusion)
سیستم عامل میزبان	ویندوز	ESXi (برای نوع 1) و ویندوز، لینوکس، macOS (برای نوع 2)
قیمت	رایگان (همراه با ویندوز) و پولی (نسخه‌های پیشرفته در ویندوز سرور)	پولی (محصولات مختلف با قیمت‌های متفاوت)
عملکرد	عملکرد خوب، اما ممکن است در برخی موارد (مانند عملکرد گرافیکی) به خوبی VMware نباشد.	عملکرد عالی، به ویژه در محیط‌های سازمانی و برنامه‌های کاربردی سنگین.
پشتیبانی از سیستم عامل مهمان	پشتیبانی محدودتر در مقایسه با VMware	پشتیبانی گسترده از سیستم عامل‌های مهمان
ویژگی‌ها	ویژگی‌های کمتر در نسخه رایگان، اما ویژگی‌های پیشرفته در نسخه‌های پولی (ویندوز سرور)	ویژگی‌های پیشرفته و گسترده در محصولات مختلف
سهولت استفاده	نصب و راه‌اندازی آسان، اما مدیریت پیچیده‌تر در محیط‌های بزرگ	رابط کاربری قوی و مدیریت آسان، به ویژه در محیط‌های سازمانی

نحوه راه‌اندازی Hyper-V در ویندوز ۱۰

اگر سیستممان چهار الزام قبلی را برآورده می‌کند، می‌توانید با روشی که در ادامه معرفی می‌کنیم، hyper v را نصب کنید. اولین کاری که باید انجام دهید این است که با رفتن به تنظیمات BIOS کامپیوتر، روی Security و System Security and setting  و بعد Virtualization Technology (VTx) کلیک و آن را فعال کنید.

1. تنظیمات را ذخیره کرده و کامپیوتر را بوت کنید. کامپیوتر را مجددا روشن کنید و در نوار وظیفه روی آیکن جستجو کلیک کنید.
2. در قسمت جستجو « Turn windows features on or off » را تایپ کرده و به محض نمایش گزینه، روی آن کلیک کنید.
3. یک صفحه جدید باز می‌شود که در آن می‌توانید چک‌مارک Hyper-V را با یک کلیک فعال کنید. لطفا توجه داشته باشید اگر Hyper-V را در این فهرست نمی‌بینید، یک بار کامپیوتر را مجدد راه‌اندازی کنید تا تغییرات اعمال شوند.
4. پس از فعال شدن Hyper-V دوباره Search نوار وظیفه را بزنید و این بار « Hyper-V Manager» را تایپ کنید.
5. روی Hyper-V Manager را کلیک کنید.
6. در بخش Hyper-V Manager عبارت Hyper-V را تایپ کنید و Virtual Switch Manager را در پنل Actions باز کنید.
7. سپس روی Create Virtual Switch کلیک کنید (مطمئن شوید که External هایلایت شده باشد).

تفاوت‌های Hyper-V در ویندوز و Hyper-V در سرور ویندوز

ویژگی	Hyper-V در ویندوز (کلاینت)	Hyper-V در سرور ویندوز
هدف	توسعه، آزمایش، و اجرای برنامه‌های کاربردی در محیط‌های ایزوله	مجازی‌سازی سرور، ایجاد زیرساخت ابری، و پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی سازمانی
نوع	هایپروایزر نوع 2	هایپروایزر نوع 1
سیستم عامل میزبان	ویندوز 10، ویندوز 11	ویندوز سرور
محدودیت منابع	محدودیت در تخصیص منابع (CPU، RAM) به ماشین‌های مجازی	تخصیص منابع بیشتر و مقیاس‌پذیری بالاتر
ویژگی‌ها	ویژگی‌های پایه مجازی‌سازی	ویژگی‌های پیشرفته مانند Live Migration، Clustering، و پشتیبانی از Storage Spaces Direct
مدیریت	مدیریت از طریق Hyper-V Manager	مدیریت از طریق Hyper-V Manager، PowerShell، و System Center Virtual Machine Manager (SCVMM)
عملکرد	عملکرد خوب برای کارهای سبک و متوسط	عملکرد بالا برای برنامه‌های کاربردی سنگین و محیط‌های سازمانی

منظور از مانیتورینگ Hyper v چیست؟

گفتیم که با وجود hyper v، پیچیدگی مدیریت صدها سخت‌افزار از میان برداشته می‌شود. اما یک سوال مهم دیگر مطرح می‌شود: نظارت بر شبکه و ماشین‌های مجازی را چه کسی انجام می‌دهد؟ در واقع بخشی از چالش‌ Hyper-V نظارت بر ماشین‌های مجازی است. وقتی از ماشین مجازی حرف می‌زنیم، برخلاف گره‌هایی که می‌توان لمس کرد و در شبکه دید، ماشین‌های مجازی کاملا ناملموس و انتزاعی هستند و باید از ابزارهای خاصی برای نظارت بر عملکرد آنها بهره برد. مخصوصا اگر قرار باشد از ماشین‌های مجازی مختلف استفاده شود.

برخی از بهترین ابزارهای مانیتورینگ Hyper-V عبارتند از:

• نرم افزار مدیریت مجازی‌سازی SolarWinds
• مانیتور شبکه PRTG
• WhatsUp Gold

اگرچه هر یک از این برنامه‌ها سازوکار متفاوتی دارند؛ همگی شامل یک داشبورد عملکردی هستند که معیارهای مهم مربوط به ماشین‌های مجازی را نمایش می‌دهد. برای مثال به کمک SolarWinds Virtualization Manager می‌توانید وضعیت سلامت منابع Hyper-V را مشاهده کنید و هشدارها را به گونه‌ای پیکربندی کنید که اگر مشکلی وجود داشت، مثلا از CPU زیاد استفاده می‌شد، با یک پیام هشدار به شما اطلاع دهد.

دو ابزار PRTG و WhatsUp Gold با وجود داشبورد و امکان تنظیم هشدار، عملکرد مشابهی برای نظارت بر ماشین‌های مجازی دارند. البته یک مزیت WhatsUp Gold ارائه نقشه زیرساخت های فیزیکی و مجازی مختلف در شبکه و نحوه اتصال آنها (توپولوژی شبکه) به یکدیگر است.

استفاده از ابزار مانیتورینگ Hyper-V می‌تواند به عیب‌یابی شبکه هم کمک بزرگی کند. برای مثال درصورت ایجاد گلوگاه یا استفاده زیاد از منابع، با وجود اطلاعات پشتیبانی راحت‌تر می‌توان دست به عمل زد و رفع مشکلات آسان‌تر است. طبیعتا نبود نرم افزار مانیتورینگ چنین اقداماتی را برای ادمین دشوار می‌کند.

هم‌چنین بخوانید: TPU چیست؟ تفاوت TPU با GPU و CPU

کلام آخر

به عنوان یکی از هایپروایزرهای پیشرو در بازار، آشنایی با Hyper V نه تنها مفید است، بلکه اگر به استفاده از خدمات مجازی فکر می‌کنید، شناخت زیر و بم آن لازم و حیاتی است.  کمپانی مایکروسافت با ارائه Hyper-V رقیب قدرتمند و سرسختی برای هایپروایزرهای خوشنام بازار مثل VM VirtualBox و Fusion ارائه کرده است. به‌عنوان کاربر ویندوز، نیازی به دانلود یا خرید یک برنامه مجزا نیست؛ فقط باید این ابزار را فعال کنید. البته اگر قصد استقرار Hyper-V را دارید، بد نیست به‌فکر استفاده از ابزار مانیتورینگ Hyper-V برای مدیریت عملکرد ماشین‌های مجازی هم باشید. این نظارت دقیق اطمینان حاصل می‌کند که سازمان شما تحت هر شرایطی بهترین خدمات را دریافت کند.

آیا تجربه استفاده از Hyper V را دارید؟ چقدر به نظرتان مفید است؟ مشتاقیم نظرات‌تان را درباره این تکنولوژی مجازی‌سازی بشنویم.

سوالات متداول