هایپروایزر (Hypervisor) چیست؟ راهنمای کامل و تفاوت آن با مجازی‌سازی

هایپروایزر (Hypervisor) نرم‌افزاری است که امکان اجرای چندین سیستم‌عامل به‌صورت هم‌زمان روی یک سخت‌افزار فیزیکی را فراهم می‌کند. این فناوری پایه و اساس مجازی‌سازی را تشکیل می‌دهد و نقش مهمی در بهینه‌سازی منابع، کاهش هزینه‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری در مراکز داده و محیط‌های ابری دارد. در این مقاله با مفهوم هایپروایزر، انواع آن، کاربردها و مزایای مهم آن آشنا می‌شویم.

هایپروایزر (Hypervisor) چیست؟

هایپروایزر یا نرم‌افزار مجازی‌ساز یک لایه نرم‌افزاری (و در برخی موارد سخت‌افزاری) است که اجازه می‌دهد چندین سیستم‌عامل به‌صورت هم‌زمان و مستقل، روی یک سخت‌افزار فیزیکی اجرا شوند. این سیستم‌عامل‌ها که به آن‌ها ماشین مجازی (VM) گفته می‌شود، منابع سخت‌افزاری مانند CPU، RAM، حافظه و کارت شبکه را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند. اما هر ماشین مجازی از دید خودش یک کامپیوتر کاملاً مستقل است.

هایپروایزر با مدیریت هوشمند منابع، این امکان را فراهم می‌کند که یک سرور فیزیکی به چندین سرور مجازی تقسیم شود، بدون اینکه این ماشین‌ها از وجود یکدیگر باخبر باشند. این فناوری پایه‌ای در مجازی‌سازی سرورها، مراکز داده مدرن و ابرهای عمومی و خصوصی محسوب می‌شود و به طور گسترده در کسب‌وکارها، آموزش، توسعه نرم‌افزار و حتی استفاده‌های شخصی کاربرد دارد.

انواع هایپروایزر

هایپروایزر نوع یک (Type 1 – Bare-metal)

این نوع هایپروایزر مستقیماً روی سخت‌افزار فیزیکی نصب می‌شود و به سیستم‌عامل میزبان نیاز ندارد. به‌همین دلیل به آن “bare-metal” هم گفته می‌شود. Type 1 عملکرد بسیار بالاتری دارد و برای استفاده در مراکز داده، شرکت‌های بزرگ و محیط‌های Virtualization حرفه‌ای مناسب است. نمونه‌های معروف این دسته شامل VMware ESXi، Microsoft Hyper-V Server و Xen هستند.

هایپروایزر نوع دو (Type 2 – Hosted)

این مدل روی یک سیستم‌عامل موجود (مثل ویندوز یا لینوکس) نصب می‌شود و ماشین‌های مجازی را درون همان سیستم اجرا می‌کند. اگرچه عملکرد آن نسبت به نوع اول کمی پایین‌تر است، اما به‌خاطر نصب و راه‌اندازی ساده، برای کاربران شخصی، توسعه‌دهندگان و محیط‌های آزمایشی گزینه‌ای کاربردی محسوب می‌شود. از محبوب‌ترین نوع‌های Type 2 می‌توان به VirtualBox و VMware Workstation اشاره کرد.

هایپروایزر چه تفاوتی با ماشین مجازی دارد؟

بسیاری از کاربران هنگام شنیدن اصطلاحات «هایپروایزر» و «ماشین مجازی» تصور می‌کنند این دو مفهوم یکسان‌اند، در صورتی‌که کاملاً با هم تفاوت دارند. هایپروایزر یک نرم‌افزار یا لایه واسط است که بین سخت‌افزار فیزیکی و ماشین‌های مجازی قرار می‌گیرد و مسئولیت ایجاد، مدیریت و تخصیص منابع به ماشین‌های مجازی را بر عهده دارد. هایپروایزر به سیستم‌عامل‌های مجازی اجازه می‌دهد تا بدون تداخل با یکدیگر روی یک سرور فیزیکی اجرا شوند.

در مقابل ماشین مجازی (VM) خود یک سیستم‌عامل کامل و مستقل است که درون هایپروایزر اجرا می‌شود. هر ماشین مجازی به گونه‌ای طراحی شده که گویی یک رایانه واقعی است، با CPU، رم، دیسک و سایر منابع سخت‌افزاری اختصاصی. به‌بیان ساده‌تر، هایپروایزر نقش “مدیر پشت صحنه” را دارد، در حالی که ماشین‌های مجازی “کارمندان” یا “کاربران نهایی” هستند که از منابع اختصاص داده شده استفاده می‌کنند تا وظایف خود را انجام دهند.

	هایپروایزر (Hypervisor)	ماشین مجازی (Virtual Machine)
تعریف	نرم‌افزاری برای مدیریت و راه‌اندازی VM	یک سیستم‌عامل مجازی و مستقل
نقش	فراهم‌کننده بستر برای اجرای VMها	استفاده‌کننده از منابع هایپروایزر
مستقیم اجرا می‌شود؟	بله، روی سخت‌افزار یا سیستم‌عامل	خیر، باید داخل هایپروایزر اجرا شود
تعداد در سیستم	معمولاً یک یا دو	می‌تواند چندین عدد هم‌زمان اجرا شود
نمونه‌ها	VMware ESXi، Hyper-V، VirtualBox	ویندوز ۱۰ VM، Ubuntu VM، CentOS VM و…
یادگیری	سخت‌تر برای شروع	بسیار ساده‌تر و بصری
سطح کنترل روی سیستم	بسیار بالا و دقیق	محدود به امکانات گرافیکی ارائه‌شده
مناسب برای	کاربران حرفه‌ای و مدیران سیستم	کاربران عمومی و مبتدی

معرفی معروف‌ترین Hypervisorهای جهان

VMware ESXi

VMware ESXi یکی از پرقدرت‌ترین و پراستفاده‌ترین هایپروایزرهای نوع اول (Bare-metal) در دنیاست که توسط شرکت VMware ارائه شده است. این هایپروایزر مستقیماً روی سخت‌افزار نصب شده و تجربه‌ای پایدار، امن و بسیار قابل‌اعتماد برای محیط‌های سازمانی و مراکز داده فراهم می‌کند. ESXi از مجازی‌سازی کامل سرورها، مدیریت پیچیده منابع و امکانات پیشرفته‌ای مانند vMotion و HA پشتیبانی می‌کند.

Microsoft Hyper-V

Hyper-V محصول شرکت مایکروسافت است و به‌عنوان بخشی از ویندوز سرور ارائه می‌شود. این هایپروایزر نیز از نوع Type 1 است و یکی از انتخاب‌های رایج در محیط‌های ویندوزی، به‌ویژه در سازمان‌هایی است که زیرساخت IT خود را بر پایه تکنولوژی‌های مایکروسافت می‌سازند. Hyper-V توانایی اجرای ماشین‌های مجازی مختلف، پشتیبان‌گیری، و ادغام با System Center را دارد.

KVM (Kernel-based Virtual Machine)

KVM یک هایپروایزر رایگان و متن‌باز (Open-source) برای سیستم‌عامل‌های لینوکسی است که مستقیماً در کرنل لینوکس گنجانده شده. این هایپروایزر عملکردی مشابه هایپروایزرهای سازمانی دارد و در بسیاری از پلتفرم‌های ابری مانند OpenStack مورد استفاده قرار می‌گیرد. انعطاف‌پذیری بالا، هزینه پایین و پشتیبانی از انواع سیستم‌عامل‌ها از جمله مزایای KVM است.

Oracle VirtualBox

VirtualBox یک هایپروایزر رایگان از نوع Type 2 است که توسط Oracle توسعه داده شده و روی سیستم‌عامل‌های میزبان مانند ویندوز، لینوکس و macOS اجرا می‌شود. به دلیل رابط کاربری ساده، سبکی و سادگی نصب، این ابزار در بین توسعه‌دهندگان، مهندسان تست و کاربران عادی بسیار محبوب است. VirtualBox معمولاً در محیط‌های آزمایشی و آموزشی کاربرد زیادی دارد.

Citrix Hypervisor (XenServer)

XenServer که اکنون با نام Citrix Hypervisor شناخته می‌شود، یک هایپروایزر سازمانی مبتنی بر فناوری Xen (متن‌باز) است. این پلتفرم برای محیط‌های مجازی‌سازی در مقیاس بالا طراحی شده و از امکاناتی مانند پشتیبانی از GPU، ماشین‌های مجازی با کارایی بالا، و مدیریت مرکزی پشتیبانی می‌کند. Citrix Hypervisor در دیتاسنترهای سازمانی و محیط‌های مجازی‌سازی دسکتاپ (VDI) بسیار کاربرد دارد.

جمع‌بندی…

هایپروایزرها سنگ‌بنای دنیای مجازی‌سازی و زیرساخت‌های ابری هستند که با فراهم کردن امکان اجرای چندین سیستم‌عامل روی یک سخت‌افزار، بهره‌وری، انعطاف‌پذیری و مدیریت منابع را به‌شدت افزایش می‌دهند. با شناخت انواع هایپروایزر و مقایسه ابزارهای معروف آن، می‌توان انتخاب دقیق‌تری متناسب با نیازهای سازمانی یا فردی داشت. چه در محیط‌های تست و توسعه و چه در مراکز داده بزرگ، هایپروایزرها نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد و کاهش هزینه‌های زیرساخت ایفا می‌کنند.