التقسيم المنطقي

الموسوعة الحرة

القسم المنطقي ( LPAR ) هو مجموعة فرعية من موارد أجهزة الكمبيوتر، يتم محاكاتها كجهاز كمبيوتر منفصل. في الواقع، يمكن تقسيم جهاز فعلي إلى أقسام منطقية متعددة، يستضيف كل منها نسخة منفصلة من نظام التشغيل . [ 1 ]

تاريخ

طورت شركة IBM مفهوم المشرفين ( الآلات الافتراضية في CP-40 و CP-67 ) وقدمته في عام 1972 لنظام S/370 تحت اسم Virtual Machine Facility/370 . [ 2 ] قدمت IBM تعليمة بدء التنفيذ التفسيري (SIE) (المصممة خصيصًا لتنفيذ الآلات الافتراضية) في عام 1983 كجزء من بنية 370-XA على جهاز IBM 3081 ، بالإضافة إلى إصدارات VM/XA من VM للاستفادة منها.

تم طرح نظام إدارة النطاقات المتعددة (MDF) من شركة أمدال في عام 1982. [ 3 ] وفي عام 1988، طرحت شركة آي بي إم نظام PR/SM المشابه له وظيفيًا، والذي تم تنفيذه على بنية ESA/370 التي صدرت في ذلك العام مع معالجات IBM 3090. [ 4 ] يُعد PR/SM (مدير موارد المعالج/النظام) مُشرفًا من النوع الأول ( مراقبًا للآلة الافتراضية ) يسمح لأقسام منطقية متعددة بمشاركة الموارد المادية مثل وحدات المعالجة المركزية والذاكرة وقنوات الإدخال/الإخراج وواجهات الشبكة المحلية؛ ويمكن للأقسام المنطقية مشاركة أجهزة الإدخال/الإخراج مثل أجهزة التخزين ذات الوصول المباشر (DASD). في البداية، كان بإمكان المشغل اختيار الوضع الأساسي أو وضع القسم المنطقي. يتكامل PR/SM مع جميع أجهزة IBM System z . رسميًا، يشير LPAR إلى وضع التشغيل أو القسم المنطقي الفردي، بينما PR/SM هو التسمية التجارية للميزة. [ 1 ] : 83

استمر تطوير تقنية LPAR القائمة على MDF بشكل منفصل من قبل Amdahl و Hitachi Data Systems جزئيًا لتطبيقاتهم لبنية ESA/370 الجديدة، والتي تميزت بإدخال سجلات الوصول التي سمحت باستخدام مساحات بيانات متعددة يمكن الوصول إليها بواسطة مساحة عنوان واحدة .

واصلت شركة IBM لاحقًا تطوير نظام LPAR الخاص بها باستخدام بنية System z ذات 64 بت . يمكن إجراء عمليات إعادة تكوين LPAR وPR/SM دون إعادة تشغيل الكمبيوتر، أي أثناء بقاء بعض أقسام LPAR نشطة. قد تشمل عمليات إعادة التكوين تغيير تعريفات مسار القناة وتعريفات الأجهزة.

أضافت شركة IBM ميزة اختيارية مبسطة ذات صلة تُسمى مدير الأقسام الديناميكي (DPM) على أجهزة IBM z13 وأجهزة IBM LinuxONE من الجيل الأول. يوفر DPM واجهات مستخدم عبر الويب للعديد من مهام التكوين والمراقبة المتعلقة بالأقسام المنطقية (LPAR).

يدعم نظام z/VM وظيفة HiperSockets الخاصة بنظام z/Architecture للاتصال عالي السرعة عبر بروتوكول TCP/IP بين الأجهزة الافتراضية والأقسام المنطقية (LPARs) داخل خادم IBM zSeries نفسه. تستخدم هذه الوظيفة نسخة معدلة من بروتوكول الإدخال/الإخراج عالي السرعة QDIO.

أدخلت شركة IBM تقنية LPAR إلى خوادمها AS/400 (التي سُميت لاحقًا iSeries) و pSeries القائمة على معالجات PowerPC في عامي 1999 و2001 على التوالي، [ 5 ] وإن كان ذلك بمواصفات تقنية مختلفة. تستخدم هذه الأنظمة برنامج PHYP (برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية POWER) لتمكين وظائف LPAR منذ عام 2000 تقريبًا في أنظمة POWER4. ويستمر هذا الدعم في أنظمة IBM Power Systems .

تتوافق أنظمة تشغيل متعددة مع LPARs، بما في ذلك z/OS و z/VM و z/VSE و z/TPF على أجهزة الكمبيوتر المركزية، و AIX و IBM i على أنظمة IBM Power، و Linux على كليهما.

في أنظمة التخزين ، مثل IBM TotalStorage DS8000، تسمح LPARs بوجود نسخ افتراضية متعددة من مصفوفة التخزين داخل مصفوفة مادية واحدة.

في أوائل عام 2010، أعلنت شركة فوجيتسو عن توفر سلسلة خوادم PRIMEQUEST x86-64 ، [ 6 ] التي تدعم أقسام LPAR. وفي أواخر عام 2011، أعلنت شركة هيتاشي عن توفر أنظمة الشفرات CB2000 وCB320، [ 7 ] التي تدعم أقسام LPAR على أجهزة x86-64 .

تقسيم الأجهزة

يُقسّم التقسيم المنطقي موارد الأجهزة. يمكن لقسمين منطقيين (LPARs) الوصول إلى الذاكرة من شريحة ذاكرة مشتركة، شريطة ألا تتداخل نطاقات العناوين التي يمكن الوصول إليها مباشرةً لكل منهما. من الممكن أن يتحكم قسمٌ ما في الذاكرة التي يديرها قسمٌ آخر بشكل غير مباشر من خلال التواصل مع عملية على القسم ذي الوصول المباشر، والتي تعمل كوسيط. يمكن تخصيص وحدات المعالجة المركزية (CPUs) لقسم منطقي واحد أو مشاركتها. في حين كان من الممكن في نظام MDF (مرفق النطاقات المتعددة) الخاص بشركة Amdahl تهيئة قسم منطقي بوحدات معالجة مركزية مشتركة ومخصصة، إلا أن هذا لم يعد ممكنًا في أي من الحواسيب المركزية المتوفرة حاليًا في السوق.

في أجهزة IBM المركزية، تُدار الأقسام المنطقية (LPARs) بواسطة وحدة إدارة الأقسام (PR/SM ) أو وحدة اختيارية مبسطة تُسمى مدير الأقسام الديناميكي (DPM). تعمل جميع أجهزة IBM المركزية ذات 64 بت، باستثناء طرازات الجيل الأول ذات 64 بت (z900 وz800)، حصريًا في وضع LPAR، حتى عند وجود قسم واحد فقط على الجهاز. يمكن لعدة أقسام منطقية تعمل بنظام z/OS أن تُشكل نظام Sysplex أو Parallel Sysplex ، سواء على جهاز واحد أو موزعة على عدة أجهزة. [ 8 ]

في أجهزة IBM System P POWER ، تُدار الأقسام المنطقية (LPARs) بواسطة PHYP (برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية POWER Hypervisor ). [ 9 ] يعمل PHYP كمحول افتراضي بين الأقسام المنطقية، كما يتولى إدارة حركة بيانات SCSI الافتراضية بينها. يدعم التقسيم الجزئي (Micro-Partitioning) عشرة أضعاف عدد الأقسام المنطقية مقارنةً بالمعالجات ذات التخصيصات الجزئية. وقد طُرح هذا التقسيم مع معالج POWER5 . يمكن تقسيم جميع أنظمة IBM POWER5 و POWER6 والأنظمة اللاحقة. تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تعريف قسم نظام كامل حيث يستهلك قسم واحد جميع الموارد. تسمح خوادم System P المزودة بتقنية PowerVM للأقسام المنطقية ذات وحدات المعالجة المركزية المشتركة بتفويض دوراتها غير المستخدمة إلى المجمع المشترك. لا تتوفر المعالجات المخصصة للمشاركة. تصبح الدورات غير المستخدمة متاحة للأقسام الأخرى، وتخضع للمعايير المحددة عند تعريف القسم المنطقي. يمكن إجراء تغييرات على قسم قيد التشغيل ديناميكيًا حتى القيمة القصوى المحددة، وحتى القيمة الدنيا المحددة في الملف التعريفي النشط. يُطلق على تغيير تخصيصات الموارد دون إعادة تشغيل القسم المنطقي اسم التقسيم المنطقي الديناميكي . يُعدّ IBM PowerVM ميزة مرخصة/مُشتراة تُتيح ميزات المحاكاة الافتراضية على خوادم p4 و5 و6 و7 والسلاسل اللاحقة. [ 10 ]

وباستغلال تقنية Intel vPro (أي الوصول غير الموحد للذاكرة )، توجد أيضًا تطبيقات للتقسيم المنطقي تعتمد على معالجات Intel Xeon، على سبيل المثال من قبل شركة Hitachi Data Systems . [ 11 ]

تتيح وحدات LPAR (الحاصلة على الشهادات اللازمة) دمج أعمال الاختبار والتطوير وضمان الجودة والإنتاج المتعددة على نفس الخادم بأمان، مما يوفر مزايا مثل انخفاض التكاليف وسرعة النشر وسهولة الاستخدام. وحدات LPAR الخاصة بأجهزة IBM الرئيسية قابلة للحصول على شهادة Common Criteria EAL 5+ ، وهي تعادل الخوادم غير المتصلة فعليًا، لذا فهي تدعم أعلى متطلبات الأمان، بما في ذلك الاستخدام العسكري. تعمل جميع أجهزة IBM الرئيسية تقريبًا بوحدات LPAR متعددة، حيث يدعم نظاما IBM System z9 و IBM System z10 ما يصل إلى 60 وحدة LPAR، بينما تدعم الطرازات الأحدث ما يصل إلى 85 وحدة. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 سينغ، كاران؛ دايموك-برادشو، ليني؛ كاستيغليون، توماس؛ هانينن، بيكا؛ رانييري جونيور، فينسينتي؛ كابيلر، باتريك (أبريل 2010). الأمن على الحواسيب المركزية لشركة IBM (ملف PDF) (الطبعة الأولى  ). IBM. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 18 أبريل 2025. تم الاطلاع عليه في 26 أبريل 2026 .
  2. ↑ z/VM 7.4 - معلومات عامة (ملف PDF) . شركة IBM . 18 سبتمبر 2024. GC24-6286-74. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية في 26 أبريل 2026.
  3. ↑ دورن، ر. و. (أكتوبر 1988). "معمارية أمدال متعددة المجالات" (ملف PDF) . مجلة الحاسوب . 21 (10): 20-28 . doi : 10.1109/2.7054 . S2CID 1738798. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 29 أغسطس 2017. 
  4. ↑ فرانك باكهايزر؛ أوكتافيان لاسكو؛ بيل وايت (2018). "مصفوفة IBM Z الوظيفية" (ملف PDF) . IBM . ص 18. 
  5. ↑ غريفيث، نايجل (29 يونيو 2005). "محاكاة POWER5 الافتراضية: كيفية إعداد خادم الإدخال/الإخراج الافتراضي" . شركة IBM . مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 25 سبتمبر 2008 .
  6. ↑ شركة فوجيتسو تُحدّث تشكيلة خوادم PRIMEQUEST ذات الأهمية القصوى للمهام
  7. ↑ هيتوشي أوينو؛ شينيتشي ماتسومورا (2012)، "ميزة التقسيم المنطقي لخوادم Xeon من سلسلة CB مناسبة للحوسبة السحابية القوية والموثوقة" (ملف PDF) ، مجلة هيتاشي ريفيو ، 61 (2)، مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) في 14 سبتمبر 2012
  8. 1 2 سينغ، كاران (2 ديسمبر 2009). "الأمن على الحاسوب المركزي" . تم الاسترجاع في 14 يناير 2010 .
  9. ↑ "مركز معارف IBM - POWER6 - POWER Hypervisor" . www.ibm.com . 5 مارس 2021. مؤرشف من الأصل في 17 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه في 22 مايو 2022 .
  10. ↑ "IBM System p Virtualization — العرض الأكثر اكتمالاً للتقنية الافتراضية لأنظمة UNIX وLinux" . IBM . 6 نوفمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2010 .
  11. ↑ "تقنية المحاكاة الافتراضية المتداخلة عالية الأداء مع ميزة التقسيم المنطقي من هيتاشي" (ملف PDF) . 1 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 29 مايو 2016 .