Что такое виртуальная машина и почему они так полезны?

Многие современные передовые технологии, такие как облачные вычисления, периферийные вычисления и микросервисы, обязаны своим началом концепции виртуальной машины — отделения операционных систем и экземпляров программного обеспечения от физического компьютера.

Что такое виртуальная машина?

На базовом уровне виртуальная машина (ВМ) — это программное обеспечение, которое запускает программы или приложения без привязки к физической машине. В экземпляре виртуальной машины одна или несколько гостевых машин могут работать на физическом хост-компьютере.

Каждая виртуальная машина имеет свою собственную операционную систему и функционирует отдельно от других виртуальных машин, даже если они расположены на одной физический хост. Виртуальные машины обычно работают на компьютерных серверах, но они также могут работать на настольных системах или даже на встроенных платформах. Несколько виртуальных машин могут совместно использовать ресурсы физического хоста, включая циклы ЦП, пропускную способность сети и память.

Виртуальные машины возникли в первые дни вычислений в 1960-х годах, когда разделение времени для пользователей мэйнфреймов было средством отделения программного обеспечения от физической хост-системы. Виртуальная машина была определена в начале 1970-х годов как «эффективная изолированная копия реальной компьютерной машины».

Виртуальные машины в том виде, в каком мы их знаем сегодня, набрали обороты за последние 15 лет, когда компании начали применять виртуализацию серверов. чтобы более эффективно использовать вычислительную мощность своих физических серверов, уменьшая потребность в физических серверах и тем самым экономя место в центре обработки данных. Поскольку приложения с разными требованиями к ОС могли работать на одном физическом хосте, для каждого из них не требовалось разное серверное оборудование.

В общем, существует два типа виртуальных машин: виртуальные машины процессов, которые разделяют одну процесс и системные виртуальные машины, которые предлагают полное отделение операционной системы и приложений от физического компьютера. Примеры процессных виртуальных машин включают виртуальную машину Java, .NET Framework и виртуальную машину Parrot.

Системные виртуальные машины полагаются на гипервизоры как посредник, предоставляющий программному обеспечению доступ к аппаратным ресурсам. Крупные имена в области гипервизора включают VMware (ESX/ESXi), Intel/Linux Foundation (Xen), Oracle (MV Server для SPARC и Oracle VM Server для x86) и Microsoft (Hyper-V).

Настольные компьютерные системы также могут использовать виртуальные машины. Самым ярким примером здесь может быть пользователь Mac, запускающий виртуальный экземпляр Windows 10 на своем физическом оборудовании Mac.

Преимущества виртуальных машин

Поскольку программное обеспечение отделено от На физическом хост-компьютере пользователи могут запускать несколько экземпляров ОС на одном оборудовании, экономя время компании, расходы на управление и физическое пространство. Еще одно преимущество заключается в том, что виртуальные машины могут поддерживать устаревшие приложения, что снижает или устраняет необходимость и стоимость миграции старого приложения на обновленную или другую операционную систему.

Кроме того, разработчики используют виртуальные машины для тестирования приложений. в безопасной изолированной среде. Это также может помочь изолировать вредоносное ПО, которое может заразить данный экземпляр виртуальной машины.. Поскольку программное обеспечение внутри виртуальной машины не может вмешиваться в работу хост-компьютера, вредоносное программное обеспечение не может причинить такой большой ущерб.

Недостатки виртуальной машины

У виртуальных машин есть несколько недостатков. Запуск нескольких виртуальных машин на одном физическом хосте может привести к нестабильной производительности, особенно если требования к инфраструктуре для конкретного приложения не выполняются. Это также делает их во многих случаях менее эффективными по сравнению с физическим компьютером. В большинстве ИТ-операций используется баланс между физическими и виртуальными системами.

Другие формы виртуализации

Успех виртуальных машин в виртуализации серверов привел к применению виртуализации в других областях, включая хранилище , сети и настольные компьютеры. Скорее всего, если в центре обработки данных используется какое-либо оборудование, концепция его виртуализации изучается (в качестве примера можно рассмотреть контроллеры доставки приложений).

В области сетевой виртуализации компании исследовали сеть «как услуга» и виртуализация сетевых функций (NFV), при которой стандартные серверы используются вместо специализированных сетевых устройств для обеспечения более гибких и масштабируемых услуг. Это немного отличается от программно определяемых сетей, в которых плоскость управления сетью отделяется от плоскости пересылки, чтобы обеспечить более автоматизированное обеспечение и управление сетевыми ресурсами на основе политик. Третья технология, виртуальные сетевые функции, представляют собой программные службы, которые могут работать в среде NFV, включая такие процессы, как маршрутизация, межсетевой экран, балансировка нагрузки, ускорение глобальной сети и шифрование.

ВМ и контейнеры.

Рост количества виртуальных машин привел к дальнейшему развитию таких технологий, как контейнеры, которые делают еще один шаг в этой концепции и становятся все более привлекательными среди разработчиков веб-приложений. В настройках контейнера можно виртуализировать отдельное приложение и его зависимости. С гораздо меньшими накладными расходами, чем виртуальная машина, контейнер включает только двоичные файлы, библиотеки и приложения.

Хотя некоторые думают, что разработка контейнеров может убить виртуальную машину, у виртуальных машин достаточно возможностей и преимуществ, которые поддерживать развитие технологий. Например, виртуальные машины остаются полезными при одновременном запуске нескольких приложений или при запуске устаревших приложений в более старых операционных системах.

Кроме того, некоторые считают, что контейнеры менее безопасны, чем гипервизоры виртуальных машин, поскольку контейнеры имеют только одну ОС эти приложения разделяют, в то время как виртуальные машины могут изолировать приложение и ОС.

Гэри Чен, менеджер по исследованиям подразделения программно-определяемых вычислений IDC, сказал, что рынок программного обеспечения для виртуальных машин остается фундаментальной технологией, даже когда заказчики изучить облачные архитектуры и контейнеры. «Рынок программного обеспечения для виртуальных машин был в высшей степени устойчивым и продолжит положительный рост в течение следующих пяти лет, несмотря на то, что он очень зрелый и приближается к насыщению», — пишет Чен в отчете IDC Worldwide Virtual Machine Software Forecast, 2019-2022..

VMS, 5G и периферийные вычисления

ВМ рассматриваются как часть новых технологий, таких как 5G и периферийные вычисления. Например, поставщики инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI), такие как Microsoft, VMware и Citrix, ищут способы расширить свои системы VDI для сотрудников, которые теперь работают дома в результате пандемии COVID-19. «При использовании VDI вам нужна чрезвычайно низкая задержка, потому что вы отправляете нажатия клавиш и движения мыши в основном на удаленный рабочий стол», — говорит Махадев Сатьянараянан, профессор компьютерных наук в Университете Карнеги-Меллона. В 2009 году Сатьянараянан писал о том, как облачные хранилища на основе виртуальных машин могут быть использованы для улучшения возможностей обработки мобильных устройств на границе Интернета, что привело к развитию граничных вычислений.

Как и многие другие. другие технологии, используемые сегодня, они не были бы разработаны, если бы не оригинальные концепции виртуальных машин, представленные несколько десятилетий назад.

Кейт Шоу — внештатный цифровой журналист, который пишет об ИТ-мире более 20 лет.

Присоединяйтесь к сообществам Network World на Facebook и LinkedIn, чтобы комментировать самые важные темы.
Оцените статью
Botgadget.ru
Добавить комментарий