در قسمت اول مقاله‌ی Virtual Clustered Multiprocessing یا به اختصار (vCMP)، به بررسی ضعف‌های Multi-Tenancy و Applianceهای مجازی پرداختیم و در این قسمت به معرفی راهکارهایی که Virtual Clustered Multiprocessing را تشکیل می‌دهند مانند Hypervisor قدرتمند، یکپارچه سازی عمیق در Virtual Clustering پرداخته خواهد شد.
معرفی Virtual Clustered Multiprocessing
فناوری (Clustered Multiprocessing (CMP که سال 2008 توسط F5 معرفی شد، تجمیع منابع هدفمند فیزیکی را در یک نهاد مجازی که تا به امروز مقیاس‌پذیرترین (Application Delivery Controller (ADC را ارائه می‌نماید، ممکن ساخته است. این تنها راهکاری است که نزدیک به 1:1 مقیاس اجرا را تنها با افزودن یا ارتقای Bladeهای منبع ارائه می‌دهد. (Virtual Clustered Multiprocessing (vCMP اولین Hypervisor هدفمند صنعت است و اجازه‌ی بخش‌بندی کامل آن منابع مقیاس‌پذیر هدفمند را در ADCهای مستقل مجازی می‌دهد.
Hypervisor هدفمند
اصولا تمام سخت‌افزار‌ها یکسان نیستند. سازمان‌ها برای راهکارهای دارای عملکرد بالا و بسیار قابل اتکا، به سخت‌افزار هدفمند نیاز دارند. در مورد Hypervisorها نیز چنین می‌توان گفت. اکثر Hypervisorهای چندمنظوره جهت کنترل کردن گسترده‌ترین مجموعه‌ی پیکربندی‌های ممکنِ سخت‌افزار فیزیکی و نیازمندی‌های سیستم عامل Guest، طراحی شده‌اند. این انعطاف‌پذیری چیزی است که آن‌ها را به قدر کافی برای مدیریت پیچیدگی‌های دیتاسنتر مدرن امروز که گستره‌ی ترکیب‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار را اجرا می‌کند، قدرتمند می‌سازد.
با این حال، ADCها پلتفرم‌های محاسباتی چندمنظوره نیستند. در حالی که ADCهای مجازی‌سازی شده‌ی اجراشده روی Hypervisorهای چندمنظوره و سخت‌افزار ساخته شده، ارزش زیادی برای هوش (Intelligence) و پروفایل‌هایی با کاربرد خاص دارند، نمی‌توانند مقیاس، دسترسی بالا و عملکرد لازم برای مدیریت ترافیک ADC هسته را ارائه نمایند. این‌ها به راهکارهای هدفمند نیاز دارند.
vCMP Hypervisor بالاخص برای سخت‌افزار F5، که خود برای برآورده کردن نیازمندی‌های ارائه‌ی برنامه کاربردی طراحی شده است. vCMP همچنین برای میزبانی کردن نرم‌افزار ارائه‌ی برنامه‌ی F5 ساخته شده، نه برای میزبانی کردن نرم‌افزار چندمنظوره. vCMP، یکHypervisor ارائه‌ی برنامه کاربردی است که تنها برای آن هدف تنظیم و ساخته شده است. این Hypervisor، برخلاف راهکارهای شرکت‌های ارائه دهنده‌ی (Vendors) دیگر، که Hypervisorهای چندمنظوره را پیاده‌سازی می‌کنند و سعی در تنظیم آن‌ها برای عملکرد با بهترین نتیجه به عنوان یک ADC Hypervisor دارند، vCMP تمام و کمال برای ADC Hypervisor بودن ساخته شده است.
قابلیت یکپارچه‌سازی
یکپارچه‌سازی عمیق بین سخت‌افزار، Hypervisor و نرم‌افزار ADC مزایای هنگفتی نسبت به باقی راهکارها دارد، مخصوصا در کارایی و قابلیت اطمینان. از آنجایی که F5 کنترل کامل بر سخت‌افزار اصلی و نرم‌افزار نصب شده دارد، vCMP Hypervisor در طراحی و عملیات از Hypervisorهای چندمنظوره کارامدتر است. vCMP لازم است پشتیبانی را تنها برای سخت‌افزار مختص به F5 انجام دهد و لازم است تنها فرایندهای خواسته‌شده توسط F5 را پشتیبانی نماید. نتیجه، یک طراحی Hypervisor خیلی کارامدتر، ساده‌تر و روان‌تر است.
این Hypervisor کارامدتر قابلیت اطمینان را نیز بهبود می‌بخشد. ماهیت ساده و روانش، نگهداری و عیب‌یابی vCMP Hypervisor را تسهیل می‌نماید. به علاوه، چون F5 از ابتدا همه چیز را کنترل می‌کند، تغییرات نرم‌افزار یا سخت‌افزار پشتیبانی شده که نیاز به اصلاح Hypervisor دارند نیز تماما به وسیله ی F5 کنترل می‌شوند، نه به وسیله‌ی تولیدکنندگان سخت‌افزار یا توسعه‌دهندگان Third-Party. نتیجه‌ی این یکپارچه‌سازی عمیق یک پلتفرم کنترل شده و باثبات‌تر است که صرفا به درستی اجرا می‌شود.
نتیجه‌ی نهاییِ یک Hypervisor هدفمند که عمیقا با سخت‌افزار اصلی و نرم‌افزار Guest یکپارچه‌سازی شده است، قوی‌ترین راهکار ADC مجازی شده‌ی قابل دسترس این روزهاست. با vCMP سازمان‌ها می‌توانند Instanceهای مجازی را به طور مستقل بدون فدا کردن تعامل‌پذیری در قبال تجهیزات و ابزار موجود، سخت‌افزار هدفمند یا راهکارهای تنظیم، اجرا کنند.
با vCMP مدیرها می‌توانند چند Instance از TMOS را، هریک به صورت مجزا از دیگری، اجرا کنند. برخلاف برخی اجراها، چون vCMP یک Hypervisor واقعی است، ADCهای Guest کاملا مجزا هستند – پس آن‌ها می‌توانند نسخه‌های کاملا متفاوت نرم‌افزار ADC را اجرا کنند. این بدین معناست که اعضای توسعه و تست می‌توانند Instanceهای ADC مجازی جدید جهت تست نسخه‌های جدید نرم‌افزار بدون هرگونه تاثیری بر پیاده‌سازی‌های موجود بسازند. یا نهادهای تجاری رقیب می‌توانند انتخاب کنند که Instanceهای مجازی‌شان را جهت مواجهه با نیازمندی‌های تجاری منحصر به فرد خود ارتقا دهند یا خیر؛ و اگر جواب بله است، این ارتقا چه زمانی انجام خواهد شد؟ تمام آنچه که باید انجام دهند این است که یک Instance جدید را آماده‌سازی کنند، پیکربندی موجودشان را اعمال کنند و سپس نتایج و فرایند ارتقا را تست نمایند. هر مشکلی می‌تواند صرفا با حذف کردن Instance و آغاز مجدد برطرف گردد. از طرفی، مدیرها می‌توانند Instanceهای شخصی را به‌تنهایی ارتقا دهند، بدون نیاز به ارتقای تمام Instanceها.
از آنجایی که هر Guest در ADC کاملا شخصی خودش است، نهادهای تجاری شخصی یا دیگر مشتری‌ها دارای کنترل کامل بر پیاده‌سازی‌شان، توانایی‌شان برای بخش‌بندی کردن بیشتر پیاده‌سازی‌شان با استفاده از کنترل‌های مدیریتی و قابلیت برای مدیریت پیکربندی‌ها و Logهای مستقل، می‌باشند. با این حال، یک شکست یا گام اشتباه نمی‌تواند روی هیچ Instance مجازی دیگری تاثیر بگذارد. Reboot کردن Instance، فرایندهای Runaway و پیکربندی‌های اشتباه، مجزا از تمام Instanceهای دیگر هستند.
همچنین یکپارچه‌سازی عمیق vCMP آن را قادر می‌سازد تا به صورت یکپارچه با عملکرد‌های موجود کار کند. برای مثال، CMP قابلیت افزودن منابع محاسبه‌ی جدید به صورت فزاینده و بلافاصله در دسترس قرار دادن آن‌ها برای ADC، را ایجاد می‌کند. زمانی که vCMP در عملیات است آن منابع جدید می‌توانند به طور خودکار بدون هیچ‌گونه قطعی، Reboot یا پیکربندی مجدد، به Instanceهای مجازی موجود تخصیص داده شوند. در سوی دیگرِ ، حین پیکربندی و ایجاد دسترسی vCMP Guest، Hypervisor می‌تواند مستقیما IP Addressها را برای مدیریت و VLAN Tagها را همراه با محدودیت‌های دسترسی به منابع، تخصیص دهد. ساختن یک Instance از ADC جدید می‌تواند ظرف چند دقیقه انجام شود و یک مدیر جدید می‌تواند Log in کرده و پیکربندی خود را آغاز نماید. راهکارهای ADC مجازی شرکت‌های ارائه دهنده (Vendors) دیگر قبل از این که منابع جدید در دسترس قرار گیرند، به Reboot کردن Instanceهای مجازی نیاز دارند و هر Instance، قبل از این که برای پیکربندی بعدی آماده شود، باید به‌طور دستی پیکربندی گردد. vCMP اجازه‌ی دسترسی کامل به رابط‌های شبکه‌ی جدید، VLANها و حتی Bladeهای منابع کاملا جدید را بلافاصله و بدون قطعی می‌دهد.
دسترسی منعطف به مدیرها اجازه می‌دهد تا منابع CPU (و Bladeهای روی مدل‌های Chassis) را پس از ساخت به Guestها اختصاص دهند. مقیاس‌پذیری دینامیک تخصیص مجدد منابع CPU، بدون قطعی را امکان‌پذیر می‌کند. این امر، این امکان را فراهم می‌آورد که بتوان منابع را جهت هم‌راستایی بهتر با نیاز برای چابکی کسب‌و‌کار در اداره‌ی رشد و مقیاس، و همچنین پشتیبانی از سرویس‌های ارائه‌ی برنامه کاربردی جدید یا اضافی که ممکن است منابع CPUی بیشتری لازم داشته باشد، مجددا توزیع کرد. مدیرها می‌توانند Guestها را طبق آنچه که برای هر پیاده‌سازی لازم است براورد کنند و زمانی که آن نیازمندی‌ها تغییر می‌کنند اصلاح نماید.
چون این Hypervisor هدفمند است می‌تواند همچنین در راهکارهای تنظیم مرکز داده‌ی موجود یکپارچه‌سازی شود. این امر به سازمان‌ها اجازه می‌دهد که به طور دینامیک Instanceهای ADC جدید را به عنوان بخشی از راهکارهای تنظیم موجودشان بسازند و آماده‌سازی کنند. با استفاده از iControl، که یک Control Plane API مدیریت F5 است، مدیرها می‌توانند Guestها را طبق یک برنامه با استفاده از چند نوع چارچوب و پلتفرم مدیریت Cloud، همانند راهکارهای سفارشی، Spin up و Spin down کنند. کنترلِ طبق برنامه‌ی Instanceهای ADC، سرویس‌های شبکه‌ی برنامه کاردی الاستیک را فعال می‌کند و سربار عملیاتی را کاهش می‌دهد. این یکپارچه‌سازی همانند یکپارچه‌سازی با دستگاه‌های ADC شخصی (ویرایش‌های مجازی فیزیکی یا Instanceهای vCMP) است و روش‌های یکسانی را به‌کار می‌گیرد. به علاوه، Hypervisorهای چندمنظوره قابلیت‌های شبکه‌ی خیلی محدودی دارند و نمی‌توانند از MAC Addressهای مجازی خواسته شده توسط (VRRP (RFC 3768 و گروه‌های (VLAN (Proxy ARP Bridge پشتیبانی نمایند. vCMP می‌تواند به عنوان هرگونه دستگاه شبکه‌ی استانداردی عمل کند؛ می‌تواند به عنوان یک Router، یک Bridge، یا یک دستگاه ARP پروکسی آن گونه که نیاز است عمل کند. این صرفا با استفاده از Hypervisor چندمنظوره میسر نیست.
نتیجه‌گیری
Data Centerها به انعطاف‌پذیری و چابکی نیاز دارند. CIOها و معمارها به دنبال راهکارهایی هستند که با وجود نیازهای تجاری و نیازمندی‌هایی که سریعا در حال تغییر هستند، بهترین بازده را در سرمایه گذاری ارائه کند. اما راهکارهای سنتی برای مجازی‌سازی و تجمیع دستگاه‌های سخت‌افزار این نیازمندی‌ها را براورده نمی‌کنند. راهکارهای Multi-Tenancy به خاطر مجزا نکردن Instanceها نمی‌توانند انعطاف‌پذیری کافی ارائه دهند و علی رغم این که غالبا CapEx را کاهش می‌دهند، در واقع OpEx بلند مدت را افزایش می‌دهند. Applianceهای مجازی انعطاف‌پذیری ارائه می‌نمایند ولی به قیمت عملکرد و مقیاس پایین‌تر.
چابکی واقعی تنها با انعطاف‌پذیری کامل در پیاده‌سازی منبع به دست می‌آید. توانایی تجمیع بدون از دست دادن قابلیت جداسازی منابع مجزا بسیار مهم می‌باشد. همچنین انعطاف‌پذیری برای به کارگیری مجازی‌سازی بدون از دست دادن عملکرد سخت‌افزار هدفمند اختصاصی، لازم است. vCMP ترکیب شده با CMP، سخت‌افزار هدفمند F5 Virtual Editionها یا به اختصار VEها و راهکارهای مبتنی بر TMOS برتر F5، کامل‌ترین مجموعه‌ی قابلیت‌ها را برای ارائه‌ی برنامه کاربردی با بزرگ‌ترین چابکی و انعطاف‌پذیری ارائه می‌نماید. این امر به مشتریان توانایی انتخاب راهکار درست برای نیازهای خاصشان را می‌دهد و در همین حال به آنان کمک می‌کند، حداکثر بازده را در سرمایه‌گذاری در تجمیع و مجازی‌سازی داشته باشند.
