ماشین مجازی چیست و مزایای ماشین مجازی

ماشین مجازی چیست؟

در سطح پایه، یک ماشین مجازی (VM) نرم افزاری است که برنامه ها را بدون اتصال به ماشین فیزیکی اجرا می کند. در یک نمونه VM ، یک یا چند ماشین مهمان می توانند بر روی رایانه میزبان فیزیکی کار کنند. هر VM سیستم عامل مخصوص به خود را دارد و عملکرد آن جدا از سایر ماشین های مجازی است ، حتی اگر در همان میزبان فیزیکی قرار بگیرند. ماشین های مجازی معمولاً روی سرورهای رایانه ای اجرا می شوند ، اما می توانند روی سیستم های دسک تاپ یا حتی سیستم عامل های جاسازی شده نیز اجرا شوند. چندین ماشین مجازی می توانند منابع را از میزبان فیزیکی به اشتراک بگذارند ، از جمله چرخه پردازنده ، پهنای باند شبکه و حافظه.

منشا ماشین های مجازی از اوایل محاسبه در دهه 1960 است ، زمانی که اشتراک زمان برای کاربران اصلی به معنای جداسازی نرم افزار از سیستم میزبان فیزیکی بود. . VM  در اوایل دهه 1970 به عنوان “یک کپی کارآمد و منزوی از یک ماشین رایانه واقعی” تعریف شد.

شرکتهای مجازی که ما آنها را می شناسیم طی 15 سال گذشته با استفاده از مجازی سازی سرور استفاده موثرتر از قدرت محاسبه سرورهای فیزیکی خود ، و کاهش نیاز به سرورهای فیزیکی و در نتیجه فضای بیشتر در دیتاسنتر داشته اند.

از آنجا که برنامه هایی با سیستم عامل مورد نیاز متفاوت می توانند در یک میزبان فیزیکی اجرا شوند ، سخت افزار سرورهای مختلفی برای هر یک لازم نبود.

 به طور کلی ، دو نوع ماشین مجازی وجود دارد:

VM های فرایند ، که یک پردازش واحد را جدا می کنند و VM های سیستم که جدایی کامل سیستم عامل و برنامه ها را از رایانه فیزیکی ارائه می دهند.

نمونه هایی از ماشین های مجازی فرایندی شامل VM جاوا ، دات نت فریم ورک و VM پرروت است.

VM های سیستم متکی به hypervisors هستند ، به عنوان گزینه ای بین دسترسی نرم افزار به منابع سخت افزاری.

نام های بزرگ در فضای hypervisor شامل VMware (ESX / ESXi) ، Intel / Linux Foundation (Xen) ، Oracle (MV Server برای SPARC و Oracle VM Server برای x86) و Microsoft (Hyper-V) است.

سیستم های دسکتاپ همچنین می توانند از ماشین های مجازی استفاده کنند. بزرگترین مثال در اینجا می تواند یک کاربر Mac باشد که یک نمونه مجازی ویندوز 10 را روی سخت افزار فیزیکی Mac خود اجرا می کند.

مزایای ماشین های مجازی

از آنجا که این نرم افزار از رایانه میزبان فیزیکی جدا است ، کاربران می توانند چندین مورد سیستم عامل را روی یک قطعه سخت افزاری اجرا کنند و باعث صرفه جویی در وقت شرکت ، هزینه های مدیریت و فضای فیزیکی شوند.

مزیت دیگر این است که ماشین های مجازی می توانند از برنامه های قدیمی پشتیبانی کنند ، این امر نیاز و هزینه انتقال از یک برنامه قدیمی را به یک سیستم عامل به روز یا متفاوت را کاهش می دهد. علاوه بر این ، توسعه دهندگان برای آزمایش برنامه ها در یک محیط امن و سندباکس ، از ماشین های مجازی استفاده می کنند. این موضوع همچنین می تواند به جداسازی بدافزارهایی که ممکن است یک نمونه خاص VM را آلوده کند کمک کند. از آنجا که نرم افزار داخل یک Virtual Machine نمی تواند در رایانه میزبان دستکاری کند ، بنابراین نرم افزار مخرب نمی تواند صدمه زیادی وارد کند.

معایب ماشین مجازی

ماشین های مجازی چند عیب دارند. . اجرای چندین ماشین مجازی در یک میزبان فیزیکی می تواند منجر به عملکرد ناپایدار شود ، به خصوص اگر شرایط زیرساختی برای یک برنامه خاص برآورده نشود. این امر همچنین باعث می شود در مقایسه با کامپیوتر فیزیکی ، در بسیاری از موارد کارآیی کمتری داشته باشند. بیشتر عملیات IT از تعادل بین سیستم های فیزیکی و مجازی استفاده می کنند.

اشکال دیگر مجازی سازی

موفقیت ماشین های مجازی در مجازی سازی سرور منجر به اعمال مجازی سازی در سایر مناطق از جمله فضای ذخیره سازی ، شبکه و دسک تاپ شد. اگر نوعی سخت افزار در مرکز داده مورد استفاده قرار گیرد احتمال وجود دارد که مفهوم مجازی سازی آن مورد بررسی قرار گیرد. در مجازی سازی شبکه شرکت ها گزینه های شبکه به عنوان سرویس و مجازی سازی توابع شبکه (NFV) را بررسی کرده اندکه از سرورهای کالایی برای جایگزینی لوازم شبکه تخصصی برای فعال کردن خدمات انعطاف پذیرتر و مقیاس پذیرتر استفاده می کند.

این کمی با شبکه تعریف شده توسط نرم افزار متفاوت است ، که صفحه کنترل شبکه را از صفحه فوروارد جدا می کند تا امکان تأمین خودکار و مدیریت مبتنی بر سیاست منابع شبکه را فراهم کند. فناوری سوم ، توابع شبکه مجازی ، سرویس های مبتنی بر نرم افزار هستند که می توانند در یک محیط NFV اجرا شوند ، از جمله فرایندهایی مانند مسیریابی ، فایروال ، تعادل بار ، شتاب WAN و رمزگذاری. ماشینهای مجازی و کانتینرها.

ماشین های مجازی و کانتینرها

رشد ماشین های مجازی منجر به توسعه بیشتر فناوری هایی مانند کانتینرها شده است که باعث می شود این  مفهوم قدم دیگری بردارد و در بین توسعه دهندگان برنامه های وب جذابیت بیشتری پیدا می کند. در یک تنظیم کانتینر ، می توان یک برنامه واحد را به همراه وابستگی های آن مجازی سازی کرد. اگرچه برخی فکر می کنند که تولید کانتینرها ممکن است VM را از بین ببرد ، اما توانایی ها و مزایای ماشین های مجازی به اندازه کافی است که باعث می شود این فناوری به جلو حرکت کند. به عنوان مثال ، ماشین های مجازی هنگام اجرای چندین برنامه با هم یا هنگام اجرای برنامه های قدیمی در سیستم عامل های قدیمی همچنان مفید هستند.

علاوه بر این ، برخی احساس می كنند كه ایمنی کانتینرها نسبت به hypervisors VM كمتر است زیرا کانتینرها فقط یك سیستم عامل دارند كه برنامه ها از آن استفاده می كنند ، در حالی كه VM ها می توانند برنامه و سیستم عامل را جدا كنند. گری چن ، مدیر تحقیق در بخش محاسبات تعریف شده توسط نرم افزار IDC ، گفت که بازار نرم افزار VM حتی اگر مشتریان معماری ابر و کانتینرها را کشف می کنند ، همچنان یک فناوری بنیادی است. چن در IDC’s Worldwide Virtual Machine پیش بینی نرم افزار ، 2019-2022 می نویسد: “بازار نرم افزار ماشین مجازی به طور قابل توجهی انعطاف پذیر بوده و طی 5 سال آینده به رشد مثبت خود ادامه خواهد داد ، علی رغم اینکه بسیار بالغ و نزدیک به اشباع است”