מבוא לאירוח ענן

הקדמה

אירוח בענן הוא שיטה לשימוש בשרתים וירטואליים מקוונים שניתן ליצור, לשנות ולהשמיד לפי דרישה. השרתים בענן מקבלים משאבים כמו ליבות CPU וזיכרון על ידי הפיזיים שבהם הם מתארחים, וניתן להם להגדיר בכל מערכת הפעלה ותוכנה משנים. אירוח בענן ניתן לשימוש באירוח אתרי אינטרנט, בהפצת יישומי רשת באינטרנט או בשירותים אחרים.

במדריך זה, נביא תמצית על כמה מהמושגים הבסיסיים המעורבים באירוח בענן, כולל איך פועלת הווירטואליזציה, הרכיבים בסביבה וירטואלית, והשוואות עם שיטות אחרות נפוצות לאירוח.

מה זה "הענן"?

"הענן" הוא מונח נפוץ המתייחס לשרתים הנגישים באינטרנט שזמינים לשימוש ציבורי, באמצעות השכרה בתשלום או כחלק משירות או פלטפורמה תוכנה. שירות מבוסס ענן יכול להיות בצורות שונות, כולל אירוח אתרים, אירוח ושיתוף קבצים והפצת תוכנה. "הענן" יכול גם להתייחס לחישוב בענן, כלומר, להפעלת משימה באופן שקוף על מספר שרתים. במקום הרצת תהליך מורכב על מכונה חזקה בודדת, חישוב בענן מפזר את המשימה על מספר קטן של צמתים קטנים יותר.

איך עובדת הווירטואליזציה

סביבות אחסון עננים מחולקות לשני חלקים עיקריים: השרתים הווירטואליים שבהם יש אפליקציות ואתרים מתארחים, והשרתים הפיזיים שמנהלים את השרתים הווירטואליים. הווירטואליזציה הופכת את אחסון הענן לאפשרי: היחס בין המארח לשרת הווירטואלי מספק גמישות והתפשטות שאינם זמינים דרך שיטות אחסון אחרות.

שרתים ווירטואליים

הצורה הנפוצה ביותר של אחסון עננים היום היא שימוש בשרת פרטי ווירטואלי, או VPS. VPS הוא שרת ווירטואלי שפועל כמחשב אמיתי עם מערכת הפעלה עצמאית. בעוד ששרתים ווירטואליים משתפים משאבים שהוקצו להם על ידי המארח, הם מופרדים לחלוטין בפועל, כך שפעולות על שרת VPS אחד לא ישפיעו על השאר.

שרתים ווירטואליים מוצפנים ומנוהלים על ידי היפרוויזור של מארח פיזי. לכל שרת ווירטואלי יש מערכת הפעלה שהותקנה על ידי היפרוויזור, שזמינה למשתמש. לצורך השימוש המעשי, שרת ווירטואלי זהה בשימוש לשרת פיזי מוקדש, אך שרת ווירטואלי צריך לשתף משאבי החומרה הפיזיים עם שרתים אחרים על אותו מארח.

מארחים

משאבים מוקצים לשרת וירטואלי על ידי השרת הפיזי שהוא מאוחסן עליו. המארח הזה משתמש בשכבת תוכנה שנקראת היפרוויזור כדי לפרוס, לנהל ולהעניק משאבים לשרתים הוירטואליים שנמצאים תחת שלטונו. המונח "היפרוויזור" נהוג גם להתייחס למארחים הפיזיים שהיפרוויזורים (והשרתים הוירטואליים שלהם) מותקנים עליהם.

המארח אחראי על הקצאת זיכרון, ליבות מעבד וחיבור רשת לשרת וירטואלי כאשר הוא מופעל. משימה נצחית של היפרוויזור היא לקבוע לויית תהליכים בין ליבות ה-CPU הוירטואליות והפיזיות, מאחר ויכול להיות שמספר שרתים וירטואליים משתמשים באותם ליבות פיזיות. היפרוויזורים שונים אחד מהשני בפרטי הזמנת תהליכים ושיתוף משאבים.

היפרוויזורים

ישנם מספר ייצוגיים של היפרוויזורים הנפוצים לאחסון בענן היום. שיטות הווירטואליזציה השונות הללו יש ביניהם מספר הבדלים עיקריים, אך הם מספקים את הכלים שהמארח צריך כדי לפרוס, לתחזק, להעביר ולהשמיד שרתים וירטואליים כפי הצורך.

KVM , מקצרת של "Kernel-Based Virtual Machine", היא תשתיות וירטואליזציה שמובנית בליבת ה-Linux. כאשר מופעלת, מודול הליבה הזה משנה את מערכת ההפעלה של Linux להיות היפרווייזור, מאפשרת לה להתחיל לארח שרתים וירטואליים. שיטה זו מתנגשת עם דרך הפעולה של יפרווייזורים אחרים, מאחר ו-KVM לא דורשת ליצור או להדמות רכיבי ליבה שמשמשים לאירוח וירטואלי.

Xen הוא אחד מהיפרווייזורים הנפוצים ביותר. בניגוד ל-KVM, Xen משתמשת בליבה קטנה משלה, שמספקת את הכלים הנדרשים לתמיכה בשרתים וירטואליים מבלי לשנות את ליבת המארח. Xen תומך בשני שיטות מובלטות לווירטואליזציה: פרה-וירטואליזציה, שדורשת דילוג על צורך להדמות חומרה אך מחייבת שינויים מיוחדים במערכת ההפעלה של השרתים הוירטואליים, ווירטואליזציה נתמכת בחומר (או HVM), שמשתמשת בתכונות חומרה מיוחדות כדי להדמות שרת וירטואלי ביעילות כך שהם יכולים להשתמש במערכות ההפעלה שאינן משונות. HVM הפכה לפופולרית על מעבדים לצרכן מסביב לשנת 2006, מאפשרת לרוב המחשבים הנייחים והניידים להשיג ביצועים דומים בהרצת מכונות וירטואליות או מכונות קונטיינרים מבוססות מיקרוקרנל (לדוגמה, דרך Docker).

ESXi הוא היפרווייזור לרמה עסקית המוצע על ידי VMware. ESXi ייחודי בכך שאינו דורש מהמארח להכיל מערכת הפעלה תת יסודית. מדובר ביפרווייזור סוג 1 והוא יעיל במיוחד כתוצאה מחוסר ה- "אנשי המקצה" בין החומרה והשרתים הוירטואליים. עם יפרווייזורים מסוג 1 כמו ESXi, אין צורך בטעינת מערכת ההפעלה על המארח מאחר והיפרווייזור עצמו פועל כמערכת הפעלה.

Hyper-V הוא אחד משיטות הווירטואליזציה הפופולריות ביותר לשרתי Windows וזמין כשירות מערכת ב-Windows Server. זה עושה את Hyper-V לבחירה נפוצה בקרב מפתחים העובדים בסביבת תוכנה של Windows. Hyper-V כלול בגרסאות מודרניות של Windows וזמין גם כשרת עצמאי ללא התקנה קיימת של Windows Server. WSL2, התת-מערכת של Windows עבור Linux, מיושם דרך Hyper-V.

למה לשים את האתר בענן?

התכונות שמציעה הווירטואליזציה מתאימות בצורה טובה לסביבת אחסון בענן. ניתן להגדיר שרתים וירטואליים עם מגוון רחב של הקצאות משאבי חומרה, ולעיתים תוכל להוסיף או להסיר משאבים כפי שהצרכים משתנים לאורך הזמן. חלק ממארחי הענן יכולים להעביר שרת וירטואלי מהיפרוויזור אחד לאחר בלי או עם מעט זמן כפי שהצורך, או לשכפל את השרת למקרה של גישור במקרה של כשל נודה.

התאמה אישית

פְּתָחִים לעתים קרובות מעדיפים לעבוד ב-VPS בשל השליטה שיש להם על הסביבה הווירטואלית. רוב השרתים הווירטואליים הרצים על Linux מציעים גישה לחשבון השורש (מנהל המערכת) או להרשאות sudo כברירת מחדל, מעניקים לפותח את היכולת להתקין ולשנות את התוכנה שהם זקוקים אליה.

החופש הזה של בחירה מתחיל עם מערכת ההפעלה. רוב ההיפרוויזורים יכולים לארח כמעט כל מערכת הפעלה אורח, מתוכנה קוד פתוח כמו Linux ו-BSD ועד למערכות פטנטיות כמו Windows. משם, הפותחים יכולים להתחיל להתקין ולהגדיר את הלבנים הבנייניים הדרושים לעבודה שהם פועלים עליה. התצורות של שרת ענן עשויות לכלול שרת אינטרנט, מסד נתונים, או אפליקציה שפותחה ומוכנה להפצה.

גמישות בגודל

שרתי ענן גמישים מאוד ביכולתם להתגמש. שיטות התגמוש מתחלקות לשני קטגוריות רחבות: גמישות אופקית וגמישות אנכית. רוב שיטות האירוח יכולות להתגמש בדרך אחת או אחרת, אך האירוח בענן ייחודי ביכולתו להתגמש גם באופק וגם אנכית. זה בגלל הסביבה הווירטואלית שבה בנוי שרת ענן: משאביו הם חלק מגודל פיזי גדול יותר, ולכן ניתן להתאים את המשאבים או לשכפל אותם להיפרוויזורים אחרים.

התפריט האופקי, הידוע גם בשם "הרחבה החיצונית", הוא התהליך שבו מתווספים יותר צמתים למערכת מקוננת. זה עשוי להכלול הוספת שרתי אינטרנט נוספים כדי לנהל תעבורה בצורה יעילה יותר, הוספת שרתים חדשים לאזור כדי להפחית את האיחור, או הוספת עובדי מסד נתונים נוספים כדי להגדיל את מהירות ההעברה של הנתונים.

התפריט האנכי, או "הרחבה הפנימית", הוא כאשר שרת יחיד משודרג עם משאבים נוספים. זה עשוי להיות הרחבת זיכרון זמין, הקצאת יותר ליבות CPU, או שדרוג אחר המגביר את קיבולת השרת הזה. שדרוגים אלה בדרך כלל מסלקים את הדרך למקרים נוספים של תוכנה, כמו עובדי מסד נתונים, לפעול על השרת הזה. לפני שהתפריט האופקי הפך להיות כלכלית, התפריט האנכי היה הדרך הנפוצה להגיב לבקשת הגדלה.

עם אחסון בענן, מפתחי התוכנה יכולים להתפשר על פי צרכי היישום שלהם – הם יכולים להרחיב על ידי הפצת צמתי VPS נוספים, להרחיב על ידי שדרוג שרתים קיימים, או לעשות שניים כאשר צרכי השרת התרבו באופן מהותי.

סיכום

עכשיו עליכם להבין איך עובד האחסון בענן, כולל היחס בין היפרוויזורים והשרתים הווירטואליים שהם אחראים עליהם, וכיצד האחסון בענן משווה לשיטות אחסון רגילות אחרות. עם מידע זה בראשכם, תוכלו לבחור באופן הטוב ביותר לצרכים שלכם.

למבט רחב יותר על הנוף הכולל של טכנולוגיית העננים, ניתן לקרוא מבוא כללי לטכנולוגיית העננים.