Virtuallashtirish - Iii bob. Bulutli texnologiyalarni ta’lim jarayonida qo‘llash

Virtuallashtirish – kompyuter resurslarini birgalikda ishlatili-shini
taʻminlaydigan usul.
127
Virtuallashtirish real (jismoniy) hisoblash muhitini bir nechta virtual hisoblash
muhitlarga bo‘linishini taʻminlaydi. Virtual hisoblash muhitlari bir-birlaridan
izolyatsiyalangan bo‘ladilar va yuqori hisoblash sathi bilan munosabatda bo‘ladilar.
Virtuallashtirilgan va virtuallashtirilmagan muhitlarning qiyosiy ko‘rinishi 3.6-
rasmda keltirilgan. Chapdagi rasmda traditsion hisoblash muhiti keltirilgan, bunda
ilovalar operatsion tizim yuqorisida bazaviy jismoniy vositalar yordamida bajariladi.
O‘ngdagi rasmda virtuallashtirilgan muhit ko‘rsatilgan, bunda virtuallashtirish sathi bir
nechta operatsion tizimni bir vaqtda ishga tushirilishini taʻminlaydi, ularning har biri
o‘zining shaxsiy ilovariga ega bo‘ladi va jismoniy vositaga kirish jarayonini nazorat
qiladi.
3.6 – rasm. Virtuallashtirilgan va virtuallashtirilmagan kompyuter muhitlarining
ko‘rinishi
Virtuallashtirish texnologiyasi server kompyuterlarining hisoblash quvvatlaridan
unumli foydalanishni taʻminlaydi. Boshqacha aytganda, virtuallashtirish texnologiyasi
server kompyuterlarining resurslarini ilovalar o‘rtasida ratsional taqsimlanishini
amalga oshiradi. Ilova faqat o‘zi uchun ajratilgan resurslarni ko‘radi va o‘zi uchun
alohida server ajratilgan, deb hisoblaydi. Bunda server ilovalarining unumdorligini,
xavfsizligini va ishlatishga qulaylik darajaini pasaytirmasdan “bitta server - bir nechta
ilovalar” holati tashkil etiladi. Bundan tashqari virtuallashtirish texnologiyasi bir
kompyuterda har xil operatsion tizimlarni ishga tushirish imkonini yaratadi.
Virtuallashtirish texnologiyasi bitta jismoniy kompyuter tarki-bida bir nechta
virtual kompyuterni ishga tushirilishiga imkon yaratadi.
I L O V A L A R (I)
Oeratsion tizim (ОТ)
Apparat qism
I
1
I
2
I
n
ОТ
1
ОТ
2
ОТ
n
Virtuallashtirish satxi
Apparat qism
..
..
128
Virtuallashtirish kompyuter resurslarini bir necha muhit doirasida
taqsimlanishiga imkon yaratadi, natijada bitta kompyuter bir necha kompyuterlarning
ishini bajarishi mumkin bo‘ladi. Virtual server yordamida bir necha operatsion tizim va
bir necha ilovalarni bitta kompyuter doirasida joylashishiga sharoit yaratiladi.
Virtuallashtirish – hisoblash jarayonlari va hisoblash resurslarini bir-biridan
izolyatsiyalash vazifasini bajaradi, yaʻni virtuallashtirish – kompyuter resurslarini
birgalikda ishlatilishini taʻminlaydigan usul.
Virtuallashtirish amaliyotda quyidagicha amalga oshiriladi:
1. Dastlab server kompyuteriga maxsus operatsion tizim o‘rnatiladi. Bunday
operatsion tizim “gipervizor”, deb nomlanadi (3.7 – rasm).
2. So‘ng gipervizor tarkibiga bir yoki bir nechta “mehmon” operatsion tizimlar
o‘rnatiladi. Ularning har birida o‘ziga mos ilovalar mustaqil ish yuritishi mumkin.
Virtual mashina o‘zining xususiy operatsion tizimi va ilovalariga hamda virtual
tezkor xotirasi, qattiq diski va tarmoq adapteriga ega bo‘lib, xuddi jismoniy kompyuter
kabi faoliyat yuritadi.
Virtual mashinalar texnik vositalarni o‘z tarkibiga qo‘shmaydi, ular faqat
dasturiy komponentalardan tarkib topadi.
Gipervizor mehmon operatsion tizimlarini kompyuterning apparat qismidan
izolyatsiyalaydi va uning resurslarini virtual mashinalar o‘rtasida taqsimlanishini
taʻminlaydi.
Gipervizor virtual mashinalarni kompyuter vositalari bilan muloqotda bo‘lishini
boshqaradi. Gipervizorlarning bir nechta turi mavjud.
129
Ilovalar
Ilovalar
Mehmon
operatsion
tizim
Mehmon
operatsion
tizim
. . . . . . .
Boshqaruv
tizimi
G i p e r v i z o r
Jismoniy kompyuter apparat qismi
3.7 – rasm. Jismoniy kompyuter negizida virtual mashinalar
tashkil etish sxemasi.
Bunday tuzilma ularga jismoniy vositalarga qaraganda quyidagi afzalliklarni
yaratadi:
1. Birga munosabatda bo‘laolishlik. Virtual mashinalar har qanday standart
kompyuterlar bilan munosabatda bo‘la oladilar. Virtual mashina xuddi jismoniy
kompyuterga o‘xshab o‘zining xususiy “mehmon” operatsion tizimi boshqaruvi asosida
ishlaydi va o‘zining shaxsiy ilovalarini (masalalarini) bajaradi. U jismoniy kompyuter
kabi o‘zining onalik platasiga, videokartasiga, tarmoq kontrolleriga va boshqa
komponentalarga ega. Shuning uchun jismoniy kompyuterlarda bajariladigan har
qanday dasturiy taʻminotlarni virtual mashinalarda bajarish mumkin.
2. Izolyatsiyalanganlik. Virtual mashinalar xuddi jismoniy kompyu-terlar kabi
bir-birlari bilan butunlay ajratilgan holda bo‘ladilar. Boshqa so‘z bilan, virtual
mashinalar bir-birlari bilan hech qanday bog‘lanishsiz bitta jismoniy kompyuter
resurslarini ishlatishlari mumkin. Bunda ular xuddi alohida jismoniy kompyuter
faoliyat ko‘rsatganidek ishlaydlar. Masalan, bir jismoniy server kompyuteri da to‘rtta
virtual mashini tashkil etilgan bo‘lsa, ulardan birining ishlamay qolishi boshqasiga hech
qanday taʻsir ko‘rsatmaydi.
Gipervizorning birinchi tipi (3.8-rasm) kompyuterning apparat tara-fida nazorat
qilish dasturi sifatida yaratiladi. Virtual mashinalarning operatsion tizimlari bir daraja
yuqorida o‘rnatiladi.
130
Ushbu turdagi gipervizor kompyuter operatsion tizimidan mustaqil ishlagani
tufayli, u yuqori unumdorlikni, ishonchlilikniva xavfsizlikni taʻminlaydi. Bu turdagi
gipervizorlarga quyidagi nomli gipervizorlar kiradi: Microsoft Hyper – V; VMware
ESX Server; Citrix XenServer.
3.8 – rasm. Birinchi turdagi gipervizor.
2 tipdagi gipervizor kompyuter operatsion tizimi doirasida o‘rnatiladi. Virtual
mashinalarning mehmon operatsion tizimlari bir daraja yuqorida o‘rnatiladi (3.9 -
rasm).
3.9– rasm. Ikkinchi turdagi gipervizor.
Keyingi tip - monolit sxemaga ega gipervizor (3.10-rasm). Uning tarkibiga
apparat vositalarining drayverlari qo‘shilgan va ular yordamida virtual mashinalarning
mehmon operatsion tizimlari kompyuter apparat qismi bilan bog‘lanadilar.
1- virtual
kompyuter
2- virtual
kompyuter
Jismoniy kompyuter apparat ta’minoti
3- virtual
kompyuter
G i p e r v i z o r
131
3.10- rasm. Monolit sxemaga ega gipervizor.
Quyida “Oracle VirtualBox” nomli gipervizor dasturi asosida jismoniy
kompyuter tarkibida virtual mashina yaratishda bajariladigan operatsiyalarning ketma
– ketligi keltiriladi. Birinchi navbatda Oracle VirtualBox dasturi jismoniykompyuterga
o‘rnatiladi va uning ning bosh oynasi ochmladi (3.11- rasm).
3.11- rasm. Oracle VirtualBox dasturining ish maydoni.
Yangi virtual mashina (VM)ni yaratish jarayoni “
Sozdat
” tugmachasini bosish
bilan boshlanadi (3.12- rasm).
1- virtual
kompyuter
2- virtual
kompyuter
Jismoniy kompyuter apparat ta’minoti
3- virtual
kompyuter
G i p e r v i z o r
D r a y v e r l a r
132
3.12- rasm. Oracle Virtual Box dasturini ishga tushirilishi.
Ochilgan oynada virtual mashinaga o‘rnatiladigan operatsion tizimning nomi
tanlanadi. Bu jarayon operatsion tizimlar ko‘rsatilgan ro‘yxatdan kerakli variantni
tanlash (Windows, Linux va b.) orqali bajariladi. Keyingi bosqichga o‘tish uchun
“Daleye” tugmachasi bosiladi.
Keyingi oynada VM tezkor xotirasi (RAM)ning o‘lchami aniqlanadi. Odatda
Windows tipidagi ishchi stansiya operatsion tizimi o‘rnatilishi rejalashtirilgan VM ning
tezkor xotira hajmi uchun 1 Gb ajratiladi. Ushbu qiymat oshirilishi mumkin. Jismoniy
kompyuterning tezkor xotira (TX) hajmi nisbatan katta bo‘lsa, VM ning TX hajmi 2-
3 Gb tanlanishi mumkin, ammo bu raqamlardan katta tanlanishi jismoniy kompyuter
tezkor xotirasini kamayishiga va jismoniy kompyuterning ishlash tezligini
sekinlashishiga sabab bo‘lishi mumkin. Tezkor xotira hajmi tanlangandan so‘ng
“Daleye” tugmachasi yordamida keyingi oynaga o‘tiladi.
Unda VM ning doimiy xotira hajmi o‘rnatiladi. Bunda belgilangan limitlarda
doimiy maydon yoki dinamik ravishda kengaytiriladigan hajmga ega bo‘lgan maydon
formatini tanlash mumkin. Joyni tejash maqsadida dinamik formatni tanlash tavsiya
etiladi.
Oxirgi oynada "Yangi" tugmasi bosilganidan so‘ng, yangi virtual mashinalar
ro‘yxati paydo bo‘ladi. Oynaning o‘ng tarafidagi ramkada VM ning parametrlari
ko‘rsatiladi.
VM parametrlari o‘rnatilganidan so‘ng, unga oldindan tanlangan Windows
operatsion tizimini o‘rnatish operatsiyasi amalga oshiriladi, buning uchun uchun "Ishga
tushirish" tugmasi bosiladi.
133
Oxir oqibatda yaratilgan virtual mashinaning ishchi stoli jismoniy monitorda
ko‘rinadi va u bilan xuddi jismoniy kompyuter monitorida ishlagandek ishlash mumkin
bo‘ladi.
Gipervizorlar har xil tilda yaratilgan bo‘lishi mumkin, lekin virtual mashina
yaratish ketma-ketligi nisbatan o‘zgarmaydi.
Virtuallashtirish texnologiyasi tarmoq muammolarini yechishda ham keng
qo‘llaniladi, u tarmoqning jismoniy resurslarini samarali ishlatilishini taʻminlaydi.
Tarmoq virtualizatsiyasi – bu maʻlumot uzatish tarmog‘ining real jismoniy
vositalarini mantiqiy tarmoq ko‘rinishida tasvirlash texnologiyasi. Tarmoq
virtualizatsiyasining ikki turi mavjud:
1. Tashqi virtualizatsiya (external) – bitta jismoniy tarmoqni bir nechta mantiqiy
tarmoqga bo‘lish yoki teskarisi – bir nechta jismoniy tarmoqni bitta mantiqiy tarmoqga
birlashtirish.
2. Ichki virtualizatsiya (internal) – jismoniy maʻlumot uzatish tarmog‘i
ishtirokisiz bitta jismoniy server kompyuteri ichidagi virtual mashinalar orasida
mantiqiy tarmoq yaratish.
Tarmoq virtualizatsiyasi odatda dislokatsiya qilingan, yaʻni har xil “nuqtalarda”
joylashgan bir nechta jismoniy lokal kompyuter tarmoq-larini yagona mantiqiy
tarmoqga birlashtirish maqsadlarida ishlatiladi.
Shu yo‘l bilan lokal tarmoqga masofadan turib kirish (VPN texno-logiyasi) yoki
jismoniy tarmoqni mantiqiy tarmoqlarga bo‘lish (VLAN texnologiyasi) taʻminlanadi.
1. VLAN (yaʻni, mantiqiy lokal tarmoq) texnologiyasi (LAN (local area
network) - lokal tarmoq) – jismoniy lokal tarmoqni mantiqiy tarmoqlarga bo‘lish
vositasi. VLAN lar bir-birlari bilan izolyatsiyalangan bo‘ladi. Ular orasidagi trafik
(oqim) faqat marshrutizator orqali amalga oshiriladi.
Mantiqiy tarmoqni umumiy tarmoqga aʻzo bo‘lishining bir necha usullari
mavjud.
134
A). Portga tegishliligi bo‘yicha identifikatsiyalash (port-based) usuli. Bunday
yondoshuv keng tarqalgan va ko‘p tarmoq vositalari tomonidan qo‘llab-quvvatlanadi.
Jismoniy tarmoqni bir nechta mantiqiy tarmoqga bo‘linishi jismoniy tarmoqda
ishlatiladigan tarmoq qurilmalariga bog‘liq.
Eng sodda holatda kommutator trafikni qaysi VLAN mantiqiy tarmoqga tegishli
ekanligini, qaysi portdan qabul qilinganligiga qarab aniqlaydi. Shu sababli, har bir
VLAN mantiqiy tarmog‘i kommutator bilan alohida bog‘lanishi kerak bo‘ladi.
Agar maʻlumotni har xil VLAN mantiqiy tarmoqlaridan bitta port orqali uzatish
talab etilgan holatda, bunday port magistral port yoki trank – kanal deyiladi. Trank –
kanal kommutator va boshqa tarmoq vositasi orasidagi nuqta-nuqta tipida bo‘lib, unda
har xil VLAN mantiqiy tarmoqlarining trafiklari uzatilishi mumkin.
Uzatilayotgan axborot qaysi VLAN mantiqiy tarmog‘iga tegishli ekanligini
aniqlash uchun IEEE tashkilotining 802.1Q protokoli ishlatiladi. Unga muvofiq
Ethernet kadr sarlavhasiga «teg» joylashtiriladi. “Teg” ning razmeri 4 baytdan iborat
bo‘lib, VLAN ID maydoniga joylashtiriladi va u qaysi VLAN mantiqiy tarmog‘iga
tegishli ekanligini aniqlaydi. VLAN ID maydoni asosidagi protokol bitta jismoniy
tarmoqda 4096 taga-cha mantiqiy tarmoq tashkil etilishini qo‘llab-quvvatlaydi.
Paket Trank kommutator orqali uzatilayotganida, u paketni qaysi VLAN
mantiqiy tarmog‘idan olinganiga qarab “teglaydi” . Hamma “Teglanmagan” trafik
uchun alohida VLAN mantiqiy tarmog‘i ajratiladi.
B). MAS adresga tegishliligi bo‘yicha identifikatsiyalash usuli (MAC-based).
Agar tarmoq vositalari ushbu texnologiyani qo‘llab-quvvatlasa (yaʻni, ushbu
texnologiya asosida ishlay olsa) lokal tarmoqga aʻzolik belgisi MAS adres bilan VLAN
ID maydoni o‘rtasidagi mutanosiblik jadvali (tablitsa sootvetstviya) yordamida
beriladi.
S). Protokolga tegishliligi bo‘yicha identifikatsiyalash usuli (proto-col-based).
Lokal tarmoqga tegishliligi maʻlumotlar OSI modeli 3-4 sathining qaysi protokoli
135
Ethernet kadrida (yaʻni, ikkinchi sath protokolida) mavjudligi bilan aniqlanadi.
Masalan, bitta VLAN mantiqiy tarmog‘i butun IP trafikni birlashtirishi mumkin.
Jismoniy tarmoq bazasida bir nechta virtual tarmoqlarni shakllantiish mumkin.
Bu jismoniy tarmoq negizida virtual domenlarni yaratish yo‘li bilan amalga oshiriladi.
Virtual tarmoqlarda marshrutizator resurslari protsessor, xotira, qattiq disk
navbatlar va aloqa kanallarining uzatish qobiliyatlari virtuallashtirish texnologiyasining
hisoblash muhiti sifatida qaraladi.
Jismoniy tarmoqda bir nechta virtual tamoq shakllantirilshi mumkin (3.13-rasm).
Virtual tarmoqlar kerak bo‘lganida yaratilishi, tuzilmasi o‘zgartirilishi va so‘ng
tugatilishi mumkin.
3.13- rasm. Jismoniy tarmoqda bir nechta virtual tamoq shakllantirilshi sxemasi.
2. VPN (Virtual Private Network - virtual xususiy tarmoq) - mantiqiy tarmoq
bo‘lib, o‘zidan yuqoridagi boshqa tarmoq, masalan, Internet asosida quriladi. Bu
tarmoqda kommunikatsiyalarda umumiy xavfsiz bo‘lmagan tarmoq protokollaridan
foydalanilishiga qaramay, shifrlashdan foyda-langan holda, axborot almashinishda
begonalarga berk bo‘lgan kanallar tashkil qilinadi. VPN tashkilotning bir nechta
ofislarini nazorat qilinmaydigan kanallardan foydalangan holda yagona tarmoqga
birlashtirish imkonini beradi.
Virtual xususiy tarmoq shaxsiy tarmoqni jamoat tarmog‘i orqali uzaytiradi va
foydalanuvchilarning shaxsiy tarmoqga bevosita ulangan bo‘lsa, foydalanuvchilarga
birgalikda yoki umumiy tarmoqlarda maʻlumotlarni qabul qilish va olish imkonini
136
beradi. VPN foydalanuvchi kompyuteri va VPN xizmat serverlari o‘rtasida
tunnellangan xavfsiz, shifrlangan aloqa yaratadi. VPN ilovalari tarmoqni boshqarish
imkonini beradi.
VPN geografik jihatdan integratsiyalanmagan tarmoqlarni birlash-tirishni
taʻminlash uchun ishlatiladi. Individual Internet foydala-nuvchilari o‘zlarining proksi-
serverlariga VPN bilan simsiz operatsiya-larni amalga oshirish, geografik cheklovlar
va senzurani to‘xtatish yoki shaxsiy identifikatsiyani va joylashuvni himoya qilish
uchun ulanishlari mumkin.
VPN alohida ulanishlar, virtual tunnel protokollari yoki shifrlash transporti bilan
virtual portni o‘rnatish orqali yaratiladi. U global Internet tarmog‘iga ega keng
maydonli (WAN) tarmoqning afzalliklarini taʻminlaydi. Foydalanuvchilar xususiy
tarmoq ichida masofadan turib, foydalaniladigan resurslarga kirishlari mumkin.
VPN alohida tarmoq xususiyatlarini qamrab olib, umumiy foydalanish tarmog‘i,
masalan, Internet orqali amalga oshiriladi (2.9-rasm). Tunnellashtirish metodi
yordamida maʻlumotlar paketi umumiy foydalanish tarmog‘i orqali xuddi oddiy ikki
nuqtali bog‘lanishdagi kabi uzatiladi. Har qaysi «maʻlumot jo‘natuvchi-qabul qiluvchi»
juftligi o‘rtasida maʻlumotlarni bir protokoldan ikkinchi protokolga inkapsulyatsiya
qilish imkonini beruvchi o‘ziga xos tunnel - xavfsiz mantiqiy bog‘lanish o‘rnatiladi.
Quyidagilar tunnelning asosiy komponentlari hisoblanadi: marshru-tizator; tunnel
kommutatori; bir yoki bir nechta tunnel terminatorlari.
VPN ning ishlash tamoyili asosiy tarmoq texnologiyalari va protokollaridan farq
qilmaydi. Misol uchun, mijoz masofadan turib, foydalanish uchun serverga
bog‘lanishda standart “PPP (Personal Post Protokol)” protokolini yuboradi. Virtual
ajratilgan liniyalarda lokal tarmoqlar o‘rtasida ham ularning marshrutizatorlari orqali
PPP paketi almashiladi.
137
3.14– rasm. Virtual xususiy tarmoq.
Tunnellashtirish mantiqiy muhitda bir protokolda shakllangan paketlarni
ikkinchi protokolga jo‘natishni tashkillash imkonini beradi. Natijada, bir necha turli
tarmoqlarni birgalikda ishlashida yuzaga keladigan muammolarni jo‘natilayotgan
maʻlumotlarni konfidensialligi va butunligini taʻminlash muhimligidan boshlab, tashqi
protokollar yoki adresatsiya sxemalari nomutanosibligini bartaraf etish bilan
tugaydigan muammolarni hal yetish imkoniyatini yaratadi.
Korporatsiyaning mavjud tarmoq infratuzilmasi VPN dan foydala-nishga
dasturiy taʻminot yoki qurilma taʻminoti yordamida tayyorlangan bo‘lishi mumkin.
Virtual xususiy tarmoqni tashkillashni aynan global tarmoq orqali kabel o‘tkazishga
qiyoslash mumkin. Ushbu tarmoqda masofadagi foydalanuvchi va tunnelning chekka
qurilmasi o‘rtasidagi aloqa bevosita PPP protokoli bo‘yicha o‘rnatiladi.
Foydalanuvchi nuqtai nazaridan, VPN ning mohiyati - «virtual himoyalangan
tunnel», yoki u orqali masofadan turib, Internetning ochiq kanallari orqali maʻlumotlar
ombori serveri, FTP va pochta server-laridan foydalana olish imkonini yaratish, desa
bo‘ladi. VPN har qanday internet va yekstranet-tizimlar, audio-videokonferensiyalar,
elektron tijorat tizimlarida va boshqa axborot tizimlarida axborot trafigini himoya qila
olish imkoniyatini o‘z ichiga oladi.
Shunday qilib, VPN - bu:
kriptografiyaga asoslangan trafik himoyasi;
dunyoning istalgan nuqtasidan ichki resurslardan foydalanish imkonini beruvchi
kafolatlangan himoyalovchi kommunikatsiya vositasi;
korporatsiyaning kommunikatsiya tizimini alohida ajratilgan liniya qurishga sarf
yetiladigan vositalarni ishlatmasdan rivojlanishidir.
Virtuallashtirish texnologiyasi 5-10 foiz yuklangan 5 yoki 10 ta server
kompyuterlari o‘rniga, resursidan 70 foizgacha foydalaniladigan bitta server
kompyuterini ishlatishga imkon yaratadi. Moliyaviy xara-jatlar kamayadi – besh yoki
o‘nta server xarid qilish o‘rniga bitta sifatli server xarid qilinadi va uning resursi 5–10
ta serverlarda bajariladigan masalalarni yechish maqsadida ishlatiladi. Virtuallashtirish
oqibatida bir-biri bilan qo‘shila olmaydigan ilovalar bitta jismoniy kompyuter
doirasida ishlay olishi mumkin bo‘ladi.
|