Віртуальна машина (VM): навіщо і коли вона вам потрібна?

Віртуальні машини дозволяють запускати операційну систему у вікні програми на робочому столі, працюючи як повний і незалежний пристрій. Ви можете використовувати їх, щоб випробувати різні операційні системи, запускати програми, які не може запустити ваша основна операційна система, і випробувати програми в безпечному та віртуалізованому середовищі.

Вся концепція віртуальної машини полягає в тому, щоб забезпечити пристрій, який розподіляє ресурси від реального хоста до нашого віртуального середовища. Розподіл ресурсів встановлюється відповідно до потреб користувача, тобто можна встановити конкретні обмеження щодо ЦП, оперативної пам’яті або обсягу пам’яті, виділеного нашій віртуальній машині. Використання віртуальних машин технологія віртуалізації.

Що таке технологія віртуалізації?

Віртуалізація — це метод запуску одного або кількох віртуальних екземплярів на іншому комп’ютері. Концепція була вперше висунута в 1960-х роках, коли розробники систем шукали способи логічного розподілу системних ресурсів усередині мейнфрейму між різними програмами. «Хмара» є прикладом того, як віртуалізація може збільшити використання ресурсів і обчислювальну потужність. Оскільки він розподіляє ресурси, це дуже економічно ефективно.

До появи віртуалізації оператор, який намагався запустити дві операційні системи, такі як Windows і Linux, мав адмініструвати дві окремі ОС і перемикатися між ними. У будь-який час можна використовувати лише один, і він займе максимальну потужність обладнання.

Різні види віртуалізації

Технологія віртуалізації дозволяє спільно використовувати систему з широким набором віртуальних налаштувань. Фреймворки віртуалізації використовують спеціальне програмне забезпечення для ефективної побудови ізольованого віртуального середовища, в якому працюють різні ОС, а кожному віртуальному екземпляру виділяють окремі ресурси.

Сьогодні всі частини традиційного центру обробки даних або ІТ-інфраструктури можна віртуалізувати за допомогою цих різних форм віртуалізації:

• сервер віртуалізація
  Віртуалізація сервера дозволяє більш ефективно використовувати обчислювальні ресурси. Це дозволяє одному комп’ютеру запускати кілька операційних систем одночасно. Тут створюються віртуальні копії комп’ютерів і операційних систем (віртуальних машин), які об’єднуються в єдиний центральний фізичний сервер.

• Віртуалізація операційної системи
  Віртуалізація ОС або програмного забезпечення створює обчислювальну систему з апаратним забезпеченням, яке дозволяє одній або декільком гостьовим ОС працювати на фізичному хост-комп’ютері. Наприклад, ОС Android працюватиме на хост-комп’ютері, який нативно використовує ОС Microsoft Windows і використовуватиме те саме апаратне забезпечення, що й хост-машина. Однією з поширених технологій віртуалізації ОС є емулятор. Щоб отримати докладний огляд емуляторів, ви можете переглянути нашу статтю про Найлегші емулятори Android для ПК.

• Віртуалізація даних
  Технології віртуалізації даних розташовані перед кількома джерелами даних і дозволяють використовувати їх як єдине джерело, надаючи необхідні дані в певному форматі в потрібний час для будь-якої програми або користувача. Переваги включають покращену ефективність і швидкість, балансування навантаження та нижчу вартість.
• Віртуалізація мережевих функцій
  Віртуалізація мережі створює кілька підмереж в одній фізичній мережі. Він також розділяє доступну пропускну здатність на кілька окремих мереж, кожну з яких можна розподілити між серверами та комп’ютерами в режимі реального часу. Переваги включають підвищену надійність, швидкість мережі, стабільність і покращений моніторинг використання даних.
• Віртуалізація робочого столу
  Віртуалізація настільного комп’ютера дозволяє центральному адміністратору (або автоматизованому програмному забезпеченню адміністрування) розгортати змодельоване середовище робочого столу на сотнях фізичних комп’ютерів одночасно. На відміну від типових середовищ робочого столу, які фізично встановлюються, налаштовуються та змінюються на кожному комп’ютері, віртуалізація робочого столу дає змогу адміністраторам виконувати масштабні налаштування, оновлення та тестування безпеки на всіх віртуальних робочих столах.

Яка різниця між VDI та RDP?

VDI та RDS є альтернативними технологіями віртуалізації та віддаленого робочого столу. RDS використовує Remote Desktop Protocol або RDP як основу. Обидва вони забезпечують високу продуктивність і безпеку, а також універсальність для віддаленої роботи, кожен зі своїми відмінностями та схожістю, сильними сторонами та обмеженнями.

ПРОЧИТАЙТЕ

Вибір технології віддаленого робочого столу: пояснення VDI проти RDP та RDS

Як працюють віртуальні машини?

Віртуальна машина працює як процес, наприклад, як вікно програми, еквівалентно будь-якій іншій програмі на фізичному комп’ютері. Основні файли, які складають віртуальну машину, включають a файл журналу, ан Файл налаштувань NVRAM, а файл віртуального диска, і a конфігураційний файл.

У вас може бути кілька віртуальних машин, запущених на вашій головній машині, а операційні системи, що працюють під ним, називаються гостьовими. Оскільки гостьова ОС є окремою від батьківської та іншої гостьової ОС, будь-які внесені до неї зміни не впливають на батьківську машину чи інші віртуальні машини.

Що таке гіпервізор?

Віртуальна машина не може спілкуватися безпосередньо з фізичною машиною. A “гіпервізор"– це легкий програмний рівень, необхідний для координації між ним і основним фізичним обладнанням. Гіпервізор використовується для відділення фактичної віртуальної машини від хмарного середовища. Зазвичай він надає гостьовим операційним системам віртуальну операційну платформу та контролює впровадження гостьових операційних систем.

На додаток до наявності непроникного віртуального кордону між кількома ОС, гіпервізор може імітувати апаратні компоненти звичайних машин. Віртуалізовані копії апаратних ресурсів, таких як процесор, введення/виведення, пам’ять та інші, будуть доступні у вашому гіпервізорі. Оскільки гіпервізор може відокремлювати кожен імітований пристрій від інших, віртуальне середовище може містити кілька гіпервізорів із постійно зростаючою кількістю віртуальних машин.

2 типи гіпервізорів

Існує два основних типи гіпервізорів, які можна використовувати для віртуалізації:

• Тип 1: гіпервізори Bare Metal (віртуальні машини процесів)
  Голий гіпервізор працює безпосередньо на апаратному забезпеченні хоста. Він контролює та керує гостьовою ОС. Голі гіпервізори зазвичай використовуються в бізнес-середовищі, оскільки вони сприяють надмірному розподілу фізичних ресурсів. За допомогою цього типу гіпервізора ми можемо призначити додаткові ресурси групі віртуальних машин.

• Тип 2: розміщені гіпервізори (системні віртуальні машини)
  Розміщений гіпервізор працюватиме на фізичному хост-сервері в операційній системі. Ось чому вони отримали назву «розміщений гіпервізор». Найбільша відмінність між гіпервізорами типу 1 і типу 2 полягає в тому, що тип 1 працює на апаратному забезпеченні, а тип 2 працює всередині операційної системи.

Цифровим машинам не потрібне унікальне апаратне забезпечення, специфічне для гіпервізора. Однак віртуалізація потребує більшої пропускної здатності, пам’яті та обчислювальної потужності, ніж звичайний сервер або комп’ютер, якщо на одному пристрої розміщено декілька віртуальних машин.

ПРОЧИТАЙТЕ

Що таке Virtualizor? [Панель керування VPS]

Які переваги використання віртуальної машини?

Протягом останніх десяти років віртуальні машини були ключовим компонентом хмарні обчислення, що дозволяє тисячам різних типів програмного забезпечення та робочих навантажень працювати та ефективно масштабуватися.

1- Відокремлене середовище від решти системи

Віртуальна машина пропонує середовище, відокремлене від решти системи, тому все, що працює у віртуальній машині, не конфліктуватиме з будь-чим іншим, що працює на апаратному забезпеченні хоста. Оскільки віртуальні машини є незалежними, вони є зручним способом тестування нових програм або налаштування робочого середовища. Ви також можете запустити одноцільову віртуальну машину для підтримки певної операції.

2- Ви можете протестувати новий робочий стіл

Віртуальна машина допоможе вам протестувати нову ОС на робочому столі, не змінюючи основну ОС. Цифрові комп’ютери також корисні для дослідників зловмисного програмного забезпечення, які часто використовують нові машини для перевірки шкідливого програмного забезпечення. Крім того, використання віртуальної машини для перегляду веб-сторінок допомагає вам отримувати доступ до веб-сайтів, не турбуючись про зараження.

3- Хороший вибір для розробників бізнесу

Віртуальна машина — це ідеальний спосіб допомогти бізнес-розробникам, які можуть налаштувати шаблони віртуальних машин із належними налаштуваннями для процесів розробки та тестування програмного забезпечення. Вони створюватимуть віртуальні машини для конкретних завдань, таких як статичне тестування програмного забезпечення.

4- Гнучкість віртуальної машини

З точки зору гнучкості, віртуалізація дозволить швидко впроваджувати різні типи віртуальних машин. Усі вони можуть бути налаштовані з точки зору ОС, керування ресурсами та інших факторів. Більшість постачальників гіпервізорів також дозволять створювати унікальні шаблони, які можна реалізувати, просто натиснувши кнопку.

5- Простота передачі та міграції в мережі

За потреби віртуальні машини можна переносити між фізичними комп’ютерами в мережі. Це дозволяє перерозподіляти навантаження на сервери з додатковими ресурсами обробки. Віртуальні машини також можуть перемикатися між локальним і хмарним середовищами, що робить їх ідеальними для гібридних хмарних служб, у яких ви спільно використовуєте ресурси обробки між центром обробки даних і постачальником хмарних послуг.

6. Віртуальні машини є економічно ефективними

Постійні витрати на оновлення апаратного забезпечення можуть бути дорогими для будь-якої компанії. Незважаючи на те, що для віртуальних машин може знадобитися ліцензія на обладнання та програмне забезпечення, вони є економічно ефективною альтернативою. Це пояснюється тим, що використання ресурсів віртуальними машинами може бути більш регульованим і більш структурованим, ніж системи на базі кількох апаратних засобів.

ПРОЧИТАЙТЕ

Яка різниця між VDI та VM (посібник 2026)

Які недоліки використання віртуальної машини?

З іншого боку, віртуальні машини можуть бути менш ефективними, ніж виділені сервери, оскільки вони можуть не отримати прямий доступ до обладнання. Іншими словами, вони не мають власного апаратного забезпечення, тому їм потрібно взаємодіяти з батьківською ОС, що може уповільнити відповідь апаратного забезпечення.

1- Віртуальні машини споживають системні ресурси

Віртуальні машини забирають значну кількість системних ресурсів хоста, особливо якщо ви використовуєте кілька віртуальних машин. Крім того, якщо розподіл ресурсів не налаштовано належним чином, хост і всі інші віртуальні машини можуть вийти з ладу.

2- Це не дуже хороший вибір для гравців у відеоігри

Вимогливі ігри та інші додатки, які потребують значної графіки та процесорної потужності, насправді не так добре працюють на віртуальних машинах, тому віртуальні машини — не найкращий спосіб грати в комп’ютерні ігри Windows на Linux або macOS, якщо тільки гра стара або невибаглива до графіки.

3- Може знадобитися великий простір для зберігання

Налаштування кількох віртуальних машин може вимагати великого обсягу пам’яті від вашого фізичного сервера. Особливо, оскільки ваше віртуальне середовище починає збирати кілька віртуальних машин, ви повинні бути обережними з показниками виснаження ресурсів. Важливо визнати, що управління ресурсами є найважливішим способом забезпечення безпечного та безпечного віртуального середовища. Коли ви зможете мінімізувати проблеми, пов’язані з використанням ресурсів віртуальної машини, ви на шляху до стійкої системи віртуальної машини.

Віртуальна машина проти контейнера

Контейнери — ще одна частина віртуального світу, але вони не засновані на програмному забезпеченні гіпервізора. По суті, контейнер — це віртуальна ОС без віртуальних апаратних компонентів повної віртуальної машини.

Контейнери можуть працювати у ваших віртуальних машинах і існують у гіпервізорі, але вони є лише частиною віртуальної машини. Контейнери можуть бути корисними, коли вам потрібно запустити кілька програм на одній ОС без використання кількох ОС.

The Ключова перевага контейнерів полягає в тому, що вони мають менше часу простою, ніж віртуальні машини. Контейнери містять лише двійкові файли, бібліотеки та інші необхідні компоненти, а також додаток. Контейнери на одному хості працюють з одним і тим же ядром ОС, що робить їх легкими, а отже швидкими та портативними.

У результаті контейнери можуть завантажуватися швидше, оптимізувати потужність сервера та полегшити доставку програм. Контейнери популярні для використання в таких випадках, як веб-сервери, тестування DevOps, мікросервіси та оптимізація кількості додатків, які можна встановити на вузол.

ПРОЧИТАЙТЕ

Різні типи віртуальних машин: незрозумілі факти та особливості

Віртуальна машина проти VPS

Віртуальний приватний сервер (VPS) використовує технологію віртуалізації для поділу фізичного сервера на віртуальні контейнери, кожен з яких діє як фізично окремий сервер. Кожен VPS надає користувачеві кореневий доступ і повний контроль, включаючи повноваження ініціювати та завершувати будь-які операції, а також зупиняти та перезапускати сам VPS.

Віртуальна машина в хмарній службі також використовує віртуалізацію, щоб призначити сервер віртуальним контейнерам. На цьому рівні немає різниці між VPS і VM, враховуючи, що вони використовують однакову технологію віртуалізації.

Ключова відмінність між хостингом VPS і хостингом віртуальної машини полягає в тому, як обслуговуються дані та як обробляються фізичні сервери та віртуальні контейнери. Для хостингу VPS контейнери VPS знаходяться на автономному сервері з власною колекцією дисків, зазвичай у масиві RAID для більшої ефективності.

Програми віртуальної машини

Існує кілька популярних програм віртуальної машини на вибір. Ось короткий огляд найкращі варіанти програмного забезпечення віртуальної машини, але обов’язково ознайомтеся з нашим детальним посібником для експертного порівняльного аналізу.

• VirtualBox
• KVM з Qemu
• Робоча станція VMware
• Xen
• Гіпервізор Citrix

Висновок

Хоча і контейнери, і віртуальні машини мають свої переваги та недоліки, правильний варіант для вашої компанії залежить від поточних вимог проекту. Однак обидва можуть бути ідеальними варіантами для економічніших обчислень.

Простіше кажучи, віртуальні машини є більш економічно ефективним рішенням, яке допомагає краще та економічно ефективніше керувати всім робочим процесом системи, а також ефективніше розподіляти ресурси між окремими машинами.

Це чудове середовище для оцінки інших операційних систем, у тому числі бета-версій, виявлення заражених вірусами даних, створення резервних копій для ОС і запуску програмного забезпечення чи програм на ОС, для яких вони спочатку не були призначені.

Примітка: Ви можете завантажити PDF-версію цієї статті, натиснувши на кнопку:

[su_button url=”https://cloudzy.com/wp-content/uploads/Virtual-Machine-Why-and-When-Do-You-Need-One.pdf” target=”self” style=”default” background=”#fac802″ color=”#2f3856″ size=”3″ wide=”no” center=”no” radius=”auto” icon=”” icon_color=”#FFFFFF” text_shadow=”none” desc=”” download=”” onclick=”” rel=”” title=”” id=”” class=””]Завантажити[/su_button]