Máquina virtual (VM): por que e quando você precisa de uma?

Máquinas virtuais permitem que você execute um sistema operacional em uma janela de aplicativo em sua área de trabalho, operando como um dispositivo completo e independente. Você pode usá-los para experimentar vários sistemas operacionais, executar aplicativos que seu sistema operacional principal não consegue executar e testar aplicativos em um ambiente seguro e virtualizado.

Todo o conceito de uma máquina virtual é fornecer um dispositivo que distribua recursos do host real para o nosso ambiente virtual. A alocação de recursos é configurada de acordo com as necessidades do usuário, o que significa que podem ser definidas limitações específicas em termos de CPU, RAM ou capacidade de armazenamento alocada à nossa máquina virtual. Uso de máquinas virtuais tecnologia de virtualização.

O que é tecnologia de virtualização?

Virtualização é o método de execução de uma ou mais instâncias virtuais em outro computador. O conceito foi apresentado pela primeira vez na década de 1960, quando os desenvolvedores de sistemas procuravam maneiras de dividir logicamente os recursos do sistema dentro de um computador mainframe entre vários aplicativos. A “nuvem” é um exemplo de como a virtualização pode aumentar o uso de recursos e a capacidade computacional. Por distribuir recursos, é muito econômico.

Até a virtualização surgir, um operador que tentasse executar dois sistemas operacionais, como Windows e Linux, precisava administrar dois sistemas operacionais separados e alternar entre eles. A qualquer momento, apenas um poderia ser utilizado e ocuparia a capacidade máxima do hardware.

Os diferentes tipos de virtualização

A tecnologia de virtualização permite compartilhar um sistema com uma ampla variedade de configurações virtuais. As estruturas de virtualização usam software especial para construir com eficiência um ambiente virtual isolado no qual vários sistemas operacionais funcionam e recursos separados são alocados para cada instância virtual.

Hoje, todas as partes de um data center convencional ou infraestrutura de TI podem ser virtualizadas com estas diferentes formas de virtualização:

• servidor virtualização
  A virtualização de servidores permite que os recursos de computação sejam usados ​​de forma mais eficaz. Ele permite que um computador execute vários sistemas operacionais ao mesmo tempo. É aqui que as cópias virtuais de computadores e sistemas operacionais (máquinas virtuais) são geradas e consolidadas em um único servidor físico central.

• Virtualização do sistema operacional
  A virtualização de sistema operacional ou software produz um sistema de computação com hardware que permite que um ou mais sistemas operacionais convidados sejam executados em um computador host físico. Por exemplo, o sistema operacional Android será executado em uma máquina host que utiliza o sistema operacional Microsoft Windows nativamente e usará o mesmo hardware que a máquina host. Uma tecnologia comumente usada para virtualização de sistema operacional é um emulador. Para uma visão geral detalhada dos emuladores, você pode dar uma olhada em nosso artigo sobre Emuladores Android mais leves para PC.

• Virtualização de dados
  As tecnologias de virtualização de dados são posicionadas diante de múltiplas fontes de dados e permitem que sejam conduzidas como uma única fonte, fornecendo os dados necessários em um formato específico no momento certo para qualquer aplicação ou usuário. Os benefícios incluem maior eficiência e velocidade, balanceamento de carga e menor custo.
• Virtualização de funções de rede
  A virtualização de rede produz diversas sub-redes na mesma rede física. Ele também divide a largura de banda disponível em diversas redes separadas, cada uma das quais pode ser distribuída para servidores e computadores em tempo real. As vantagens incluem maior confiabilidade, velocidade da rede, estabilidade e monitoramento aprimorado do uso de dados.
• Virtualização de desktop
  A virtualização de desktops permite que o administrador central (ou software de administração automatizado) implante ambientes de desktop simulados em centenas de computadores físicos de uma só vez. Ao contrário dos ambientes de desktop típicos que são fisicamente instalados, configurados e modificados em cada computador, a virtualização de desktops permite que os administradores executem configurações, atualizações e testes de segurança massivos em todos os desktops virtuais.

Qual é a diferença entre VDI e RDP?

VDI e RDS são tecnologias alternativas de virtualização de desktop e desktop remoto. O RDS usa o protocolo de área de trabalho remota ou RDP como base. Ambos oferecem alto desempenho e segurança, além de versatilidade para trabalho remoto, cada um com suas diferenças e semelhanças, pontos fortes e limitações.

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Escolhendo sua tecnologia de área de trabalho remota: VDI vs. RDP vs. RDS explicado

Como funcionam as máquinas virtuais?

A máquina virtual está sendo executada como um processo, por exemplo, como uma janela de aplicativo, equivalente a qualquer outro aplicativo no computador físico. Os principais arquivos que compõem uma VM incluem um arquivo de registro, um Arquivo de configuração NVRAM, um arquivo de disco virtual, e um arquivo de configuração.

Você pode ter várias máquinas virtuais em execução em sua máquina host, e os sistemas operacionais em execução nela são chamados de convidados. Como o sistema operacional convidado é separado do sistema pai e de outro sistema operacional convidado, quaisquer modificações feitas nele não afetam a máquina pai ou outras VMs.

O que é um hipervisor?

Uma máquina virtual não pode se comunicar diretamente com uma máquina física. Um “hipervisor"é uma camada de software leve necessária para coordenar entre ela e o hardware físico subjacente. Um hipervisor é usado para separar uma VM real do ambiente de nuvem. Geralmente fornece aos sistemas operacionais convidados uma plataforma operacional virtual e controla a implementação dos sistemas operacionais convidados.

Além de possuir uma fronteira virtual impermeável entre vários sistemas operacionais, o hipervisor pode simular os componentes de hardware das máquinas convencionais. Cópias virtualizadas de recursos de hardware como processador, entrada/saída, memória e outros estarão acessíveis em seu hipervisor. Como o hipervisor pode separar cada dispositivo simulado dos outros, o ambiente virtual pode conter vários hipervisores com um número cada vez maior de máquinas virtuais.

2 tipos de hipervisores

Existem dois tipos principais de hipervisores que podem ser usados ​​para virtualização:

• Tipo 1: hipervisores Bare Metal (máquinas virtuais de processo)
  O hipervisor bare-metal opera diretamente no hardware host. Ele monitora e gerencia o sistema operacional convidado. Os hipervisores bare metal são comumente usados ​​em ambientes de negócios, pois facilitam a alocação excessiva de recursos físicos. Podemos atribuir recursos adicionais a um grupo de máquinas virtuais com este tipo de hipervisor.

• Tipo 2: hipervisores hospedados (máquinas virtuais do sistema)
  O hipervisor hospedado seria executado em um servidor host físico dentro do sistema operacional. É por isso que eles são chamados de “hipervisor hospedado”. A maior distinção entre hipervisores tipo 1 e tipo 2 é que o tipo 1 opera em hardware e o tipo 2 é executado no sistema operacional.

As máquinas digitais não precisam de hardware exclusivo e específico para hipervisor. A virtualização, entretanto, requer mais largura de banda, armazenamento e poder computacional do que um servidor ou computador convencional se o mesmo dispositivo hospedar diversas máquinas virtuais.

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Quais são as vantagens de usar uma máquina virtual?

Nos últimos dez anos, as máquinas virtuais têm sido um componente-chave da computação em nuvem, permitindo que milhares de vários tipos de software e cargas de trabalho operem e sejam dimensionados com eficiência.

1- Um ambiente separado do resto do sistema

Uma máquina virtual oferece um ambiente segregado do resto do sistema, de modo que qualquer coisa executada em uma VM não entraria em conflito com qualquer outra execução no hardware host. Como as VMs são independentes, elas são uma forma conveniente de testar novos aplicativos ou configurar um ambiente de produção. Você também pode executar uma VM de finalidade única para dar suporte a uma operação específica.

2- Você pode testar um novo desktop

Uma máquina virtual ajuda você a testar um novo sistema operacional em sua área de trabalho sem alterar seu sistema operacional principal. Os computadores digitais também são úteis para pesquisadores de malware que costumam usar novas máquinas para testar software malicioso. Além disso, o uso de uma máquina de navegação virtual ajuda você a acessar sites sem se preocupar com infecções.

3- Uma boa escolha para desenvolvedores de negócios

Uma máquina virtual é uma maneira perfeita de ajudar os desenvolvedores de negócios que podem configurar modelos de VM com configurações adequadas para desenvolvimento de software e processos de teste. Eles construirão VMs para tarefas específicas, como testes estáticos de software.

4- A flexibilidade da Máquina Virtual

Em termos de flexibilidade, a virtualização permitiria a rápida implementação de vários tipos de máquinas virtuais. Todos eles podem ser personalizados em termos de sistema operacional, gerenciamento de recursos e outros fatores. A maioria dos provedores de hipervisores também permitiria criar modelos exclusivos que podem ser implementados simplesmente clicando em um botão.

5- Facilidade de transferência e migração em rede

As máquinas virtuais podem ser migradas entre computadores físicos na rede conforme necessário. Isto permite a redistribuição de cargas de trabalho para servidores com recursos extras de processamento. As VMs também podem alternar entre ambientes locais e em nuvem, tornando-as ideais para serviços híbridos baseados em nuvem, nos quais você compartilha recursos de processamento entre o data center e um provedor de serviços em nuvem.

6- Máquinas Virtuais são econômicas

O custo constante das atualizações de hardware pode ser caro em qualquer empresa. Embora as máquinas virtuais ainda possam precisar de licenças de equipamentos e software, elas são uma alternativa econômica. Isso ocorre porque o uso de recursos pelas VMs pode ser mais regulamentado e estruturado do que os sistemas baseados em vários hardwares.

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Quais são as desvantagens de usar uma máquina virtual?

Por outro lado, máquinas virtuais podem ser menos eficientes que servidores dedicados, porque eles podem não acessar diretamente o hardware. Em outras palavras, eles não possuem hardware próprio, então precisam interagir com um sistema operacional pai, o que pode retardar a resposta do hardware.

1- VMs consomem os recursos do sistema

As máquinas virtuais consumirão uma quantidade considerável de recursos do sistema do host, principalmente se você executar várias VMs. Além disso, se a alocação de recursos não for configurada corretamente, o host e todas as outras VMs poderão travar.

2- Não é uma boa escolha para jogadores de videogame

Jogos exigentes ou outros aplicativos que precisam de gráficos e poder de processamento significativos não funcionam muito bem em máquinas virtuais, portanto, as VMs não são a melhor maneira de jogar jogos de PC com Windows no Linux ou macOS, a menos que o jogo seja antigo ou não seja graficamente exigente.

3- Pode ser necessário um grande espaço de armazenamento

A configuração de várias máquinas virtuais pode exigir uma grande quantidade de espaço de armazenamento do seu servidor físico. Especialmente quando o seu ambiente virtual começa a coletar várias VMs, você deve ter cuidado com as métricas de esgotamento de recursos. É importante reconhecer que a gestão de recursos é a forma mais importante de garantir um ambiente virtual seguro e sem riscos. Assim que conseguir minimizar os problemas relacionados ao uso de recursos da VM, você estará no caminho para um sistema de máquina virtual sustentável.

Máquina Virtual vs. Contêiner

Os contêineres são outra parte do mundo virtual, mas não são baseados em software hipervisor. Essencialmente, um contêiner é um sistema operacional virtual sem os componentes de hardware virtual de uma máquina virtual completa.

Os contêineres podem operar em suas máquinas virtuais e existem em um hipervisor, mas são apenas uma parte de uma VM. Os contêineres podem ser úteis quando você precisa executar vários programas no mesmo sistema operacional sem usar vários sistemas operacionais.

O principal vantagem dos contêineres é que eles têm menos tempo de inatividade que as VMs. Os contêineres incluem apenas binários, bibliotecas e outros componentes necessários, bem como o aplicativo. Os contêineres no mesmo host executam o mesmo kernel do sistema operacional, tornando-os leves e, portanto, rápidos e portáteis.

Como resultado, os contêineres podem inicializar mais rapidamente, otimizar a capacidade do servidor e facilitar a entrega de aplicativos. Os contêineres têm sido populares para uso em casos como servidores web, testes de DevOps, microsserviços e otimização do número de aplicativos que podem ser instalados por nó.

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Máquina Virtual vs. VPS

O Virtual Private Server (VPS) usa tecnologia de virtualização para dividir um servidor físico em contêineres virtuais, cada um dos quais atua como um servidor fisicamente separado. Cada VPS dá ao usuário acesso root e controle total, incluindo o poder de iniciar e encerrar qualquer operação, bem como de parar e reiniciar o próprio VPS.

A Máquina Virtual no serviço de nuvem também usa virtualização para atribuir o servidor a contêineres virtuais. Neste nível não existe distinção entre o VPS e o VM, tendo em conta que utilizam a mesma tecnologia de virtualização.

A principal distinção entre hospedagem VPS e hospedagem VM é como os dados são mantidos e como os servidores físicos e contêineres virtuais são tratados. Para hospedagem VPS, os contêineres VPS ficam em um servidor independente com sua própria coleção de unidades de disco, geralmente em uma matriz RAID para maior eficiência.

Aplicativos de máquinas virtuais

Existem vários aplicativos VM populares para você escolher. Aqui está uma rápida olhada no melhores opções de software de máquina virtual, mas não deixe de conferir nosso guia detalhado para uma análise comparativa especializada.

• Caixa Virtual
• KVM com Qemu
• Estação de trabalho VMware
• Xen
• Hipervisor Citrix

Conclusão

Embora tanto os containers quanto as VMs tenham vantagens e desvantagens, a opção certa para sua empresa depende dos requisitos atuais do projeto. No entanto, ambos podem ser opções ideais para uma computação mais econômica.

Simplificando, as VMs são uma solução mais econômica que ajuda a gerenciar melhor e de maneira mais econômica todo o fluxo de trabalho do sistema e a distribuir recursos de maneira mais eficiente entre máquinas individuais.

É um excelente ambiente para avaliar outros sistemas operacionais, incluindo versões beta, expor dados infectados por vírus, gerar backups para sistemas operacionais e executar software ou aplicativos em sistemas operacionais para os quais não foram originalmente planejados.

Observação: Você pode baixar a versão PDF deste artigo clicando no botão:

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