ابنِ الفكرة أولًا، ثم استخدم النشاط التالي للتحقق منها.
الأجهزة الافتراضية والحاويات وVRF
ثلاثة أنواع من "أشياء عديدة تتشارك شيئًا واحدًا"، وما الذي يعزله كل منها فعليًا.
ما ستكون قادرًا على فعله
- ميّز الجهاز الافتراضي عن الحاوية من حيث ما يتضمنه كل منهما
- اشرح ما يفعله المراقب (hypervisor) وأين يقع المحول الافتراضي
- صف ما الذي يفصله VRF وكيف يختلف عن VLAN
- اذكر الطبقة التي يعمل عندها كل شكل من أشكال العزل
قبل هذا: تحتاج إلى VLAN ونطاقات البث من "نطاقات البث وVLAN"، وجدول التوجيه من "كيف يختار جهاز التوجيه مسارًا".
لماذا يهم: يكاد كل خادم تقابله يكون افتراضيًا ويكاد كل جهاز شبكة يحمل مرورًا لأكثر من شبكة منطقية واحدة. يختبر كلا الامتحانين هذه المفردات، والسؤال التنظيمي المفيد - ما الذي يُبقى مفصولًا بالضبط - هو أيضًا ما يهم عندما يتسرب شيء ما.
المحاكاة الافتراضية (Virtualisation) فكرة واحدة تُطبَّق على عدة طبقات: اجعل شيئًا ماديًا واحدًا يتصرف كأشياء مستقلة عدة. ما يتغير بين الأشكال هو أين يُرسم الخط الفاصل، وبالتالي ما الذي يُفصل فعلًا وما الذي يُشارَك بصمت.
المحاكاة الافتراضية للخوادم
يقدّم مراقب الأجهزة الافتراضية (hypervisor) عتادًا افتراضيًا لكل ضيف، بحيث تعمل عدة أنظمة تشغيل كاملة على جهاز مادي واحد. يعتقد كل ضيف أن لديه معالجه وذاكرته وقرصه وبطاقة شبكته الخاصة به، ولا يدرك أي منها وجود الآخرين.
| النوع | يعمل على | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| النوع 1، على المعدن العاري (bare metal) | مباشرة على العتاد | الخوادم - لا شيء بين مراقب الأجهزة الافتراضية والجهاز |
| النوع 2، المستضاف | فوق نظام تشغيل عادي | أجهزة سطح المكتب والمختبرات - مريح لا فعّال |
بما أن لكل ضيف بطاقة شبكة افتراضية، يحتاج المضيف إلى شيء تتصل به تلك البطاقات. هذا هو المحول الافتراضي، ويتصرف كمحول مادي: يتعلم عناوين MAC، ويستطيع حمل VLAN، ويمكنه إجراء trunk إلى الشبكة المادية.
الحاويات (Containers)
تشارك الحاوية نواة نظام تشغيل المضيف بدلًا من محاكاة العتاد افتراضيًا. فهي تحزم تطبيقًا واعتمادياته، ويأتي العزل من ميزات النواة التي تمنحها رؤية خاصة بها لنظام الملفات وقائمة العمليات والشبكة - لا من عتاد محاكى.
| الخاصية | الآلة الافتراضية | الحاوية |
|---|---|---|
| تتضمن نواة نظام تشغيل | نعم، خاصتها | لا، تشارك نواة المضيف |
| وقت الإقلاع | ثوانٍ إلى دقائق | أقل من ثانية بكثير |
| الحجم | غيغابايتات | ميغابايتات |
| قوة العزل | أقوى - نواة منفصلة | أضعف - النواة المشتركة سطح هجوم مشترك |
| يمكنها تشغيل نواة نظام تشغيل مختلفة | نعم | لا |
ليس أحدهما أفضل بإطلاق. تبدأ الحاوية أسرع وتكلف أقل لأنها تستغني عن نظام التشغيل؛ وتعزل الآلة الافتراضية بشكل أشمل لنفس السبب بالضبط. أي مقايضة تريدها تعتمد على مدى ثقة الأشياء المتشاركة في المضيف ببعضها.
ما هذه المنصة
المختبرات التي كنت تشغّلها هي حاويات. كل عقدة عملية لها مساحة اسم شبكة خاصة بها، متصلة بالأخريات بأزواج واجهات افتراضية. لهذا يبدأ المختبر في ثوانٍ - ولهذا أيضًا لا توجد طبقة مادية تتعطل، ولا ازدواجية (duplex) يمكن أن تتعارض، ولا شبكة لاسلكية لتهيئتها، لأن شيئًا من ذلك غير محاكى.
VRF
تقسّم VLAN محولًا واحدًا إلى عدة نطاقات بث. ويقوم VRF - وهو نسخة توجيه وتمرير افتراضية (virtual routing and forwarding) - بما يعادل ذلك طبقة أعلى: فهو يقسّم جهاز توجيه واحدًا إلى عدة جداول توجيه مستقلة.
لكل VRF جدوله الخاص وواجهاته ومساراته الخاصة. لا تنتقل حركة البيانات بينها ما لم يُهيَّأ شيء صراحة لتسريب المسارات بينها، لذا يمكن لـ VRF اثنين حمل نطاقي عناوين متداخلين على جهاز واحد دون تعارض.
| الآلية | تقسّم | الطبقة | هل يمكن لاثنين منها مشاركة نطاق عناوين؟ |
|---|---|---|---|
| VLAN | محولًا واحدًا إلى عدة نطاقات بث | 2 | لا - إنها نطاقات منفصلة، لا جداول منفصلة |
| VRF | جهاز توجيه واحدًا إلى عدة جداول توجيه | 3 | نعم |
| آلة افتراضية | خادمًا ماديًا واحدًا إلى عدة أجهزة كاملة | أسفل كل ذلك | نعم |
ما الذي لا يزال مشتركًا
كل شكل من أشكال المحاكاة الافتراضية يشارك شيئًا، ومعرفة ماهيته هي المهارة العملية هنا.
- تشارك الآلات الافتراضية المضيف المادي - عرض نطاق ذاكرته، وبطاقات شبكته، وعطله.
- تشارك الحاويات النواة إضافة إلى ذلك، لذا لا يُحتوى اختراق على مستوى النواة بواسطتها.
- تشارك VRF جهاز التوجيه - معالجه، وأي خلل في الشفرة التي تُبقي الجداول منفصلة.
- تشارك جميعها الرابط المادي الخارجي، مهما بدت منفصلة في التهيئة.
ولهذا فإن عبارة «هذه منفصلة» تحتاج سؤالًا تاليًا عن مما يتكون ذلك الفصل. العزل المنطقي حقيقي ومفيد، وهو ليس مماثلًا لجهازين لا يوجد بينهما كابل.
المصطلحات
- مراقب الأجهزة الافتراضية (Hypervisor)
- برمجية تقدّم عتادًا افتراضيًا لأنظمة التشغيل الضيفة. النوع 1 يعمل على العتاد، والنوع 2 على نظام تشغيل مضيف.
- المحول الافتراضي
- محول برمجي داخل مضيف، يصل واجهات شبكة الضيوف ببعضها وبالشبكة المادية.
- الحاوية (Container)
- بيئة تطبيق معزولة تشارك نواة المضيف بدلًا من محاكاة العتاد افتراضيًا.
- VRF
- نسخة توجيه وتمرير افتراضية - جدول توجيه مستقل على جهاز توجيه مشترك، يتيح نطاقات عناوين متداخلة.
أهم النقاط
- الآلة الافتراضية تجلب نواتها الخاصة؛ والحاوية تشارك نواة المضيف.
- تبدأ الحاويات أسرع وتعزل أقل، لنفس السبب الكامن.
- قد لا تلمس حركة البيانات بين ضيفين على محول افتراضي واحد الشبكة المادية إطلاقًا.
- يقسّم VRF جهاز توجيه إلى جداول توجيه مستقلة، كما تقسّم VLAN محولًا إلى نطاقات بث.
- قد يحمل VRF اثنان نطاقي عناوين متداخلين؛ ولا يستطيع ذلك VLAN اثنان على محول واحد.
- كل شكل من أشكال المحاكاة الافتراضية يشارك شيئًا - اسأل عن ماهيته قبل وصفه بالمعزول.
مستعد للمتابعة؟
أنشئ حسابًا مجانيًا لحفظ تقدمك وأداء اختبار المعرفة.