ماشین مجازی (VM) چیست؟ آشنایی با کاربردهای Virtual machine و انوع آن

ماشین مجازی یا VM (Virtual Machine)، یک محیط محاسباتی است که به صورت نرم افزاری شبیه‌سازی شده و روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا می‌شود. به عبارت ساده‌تر، VM یک کامپیوتر مجازی است که به شما اجازه می‌دهد چندین سیستم‌عامل مختلف را به طور همزمان روی یک دستگاه فیزیکی اجرا کنید.

این فناوری، با ایجاد چندین محیط مجزا، امکان مدیریت و ایزوله کردن برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌ها را فراهم می‌کند. ماشین‌های مجازی به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، قابلیت اطمینان و کارایی، به طور گسترده‌ای در مراکز داده، توسعه نرم‌افزار و محیط‌های ابری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، به بررسی مفاهیم پایه، کاربردها و مزایای ماشین‌های مجازی خواهیم پرداخت.

 

ماشین مجازی چیست؟

ماشین مجازی (VM) در واقع یک کامپیوتر شبیه‌سازی شده است که به صورت نرم‌افزاری روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا می‌شود. این محیط مجازی، به کاربران اجازه می‌دهد تا چندین سیستم‌عامل مختلف را به طور همزمان روی یک دستگاه اجرا کنند. هر ماشین مجازی، دارای سیستم‌عامل و برنامه‌های کاربردی مخصوص به خود بوده و از سایر ماشین‌های مجازی کاملا ایزوله است. این جداسازی، از تداخل و اختلال در عملکرد ماشین‌های مجازی جلوگیری کرده و امکان مدیریت مستقل هر یک را فراهم می‌کند.

برای ایجاد و مدیریت ماشین‌های مجازی، به نرم‌افزاری به نام هایپروایزر نیاز است. هایپروایزر به عنوان یک لایه واسط بین سخت‌افزار فیزیکی و ماشین‌های مجازی عمل می‌کند. این نرم‌افزار، منابع سخت‌افزاری مانند پردازنده، حافظه و ذخیره‌سازی را به صورت منطقی به ماشین‌های مجازی تخصیص می‌دهد.

 

ماشین مجازی چطور کار می‌کند؟

فرآیند کار ماشین مجازی به این صورت است که هایپروایزر منابع سخت‌افزاری میزبان را به قطعات کوچکتر تقسیم کرده و به هر ماشین مجازی یک سهم اختصاص می‌دهد. هر ماشین مجازی به این ترتیب فکر می‌کند که تمام منابع سخت‌افزاری برای خودش است. هایپروایزر با استفاده از تکنیک‌های مجازی‌سازی، این تصور را برای ماشین‌های مجازی ایجاد می‌کند. به این ترتیب، چندین سیستم‌عامل می‌توانند به طور همزمان و بدون تداخل با یکدیگر روی یک دستگاه فیزیکی اجرا شوند. این فرآیند نه تنها باعث افزایش کارایی و بهره‌وری از منابع سخت‌افزاری می‌شود؛ بلکه امکان مدیریت و نگهداری آسان‌تر از سیستم‌ها را نیز فراهم می‌کند.

 

کاربردهای ماشین مجازی

ماشین‌های مجازی (VM) به دلیل انعطاف‌پذیری، کارایی و مقرون‌به‌صرفه بودن، طیف وسیعی از کاربردها را در دنیای فناوری اطلاعات دارند. در زیر به برخی از مهم‌ترین کاربردهای ماشین‌های مجازی اشاره می‌کنیم.

اجرای همزمان چندین سیستم‌عامل

یکی از جذاب‌ترین کاربردهای ماشین‌های مجازی، امکان اجرای همزمان چندین سیستم‌عامل مختلف روی یک دستگاه است. این ویژگی به کاربران اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به چندین دستگاه فیزیکی، از مزایای هر یک از سیستم‌عامل‌ها بهره‌مند شوند.

برای مثال، یک توسعه‌دهنده وب که عمدتا از لینوکس استفاده می‌کند، می‌تواند به راحتی یک ماشین مجازی ویندوزی ایجاد کرده و نرم‌افزارهای تخصصی مانند اتوکد یا فتوشاپ را بر روی آن نصب کند. بدین ترتیب، کاربران می‌توانند بدون نیاز به تعویض دستگاه، به طور همزمان بین محیط‌های لینوکس و ویندوز جابجا شده و از هر دو سیستم‌عامل به طور کامل استفاده کنند.

اجرای نرم‌افزارهای قدیمی و ناسازگار

یکی از کاربردهای مهم ماشین‌های مجازی، امکان اجرای نرم‌افزارهای قدیمی است که ممکن است با نسخه‌های جدید سیستم‌عامل سازگار نباشند. به عنوان مثال، نرم‌افزارهایی که برای ویندوز XP طراحی شده‌اند ممکن است روی ویندوز 10 به درستی کار نکنند.

در چنین مواردی، می‌توان یک ماشین مجازی با سیستم‌عامل ویندوز XP ایجاد کرده و نرم‌افزار قدیمی را در آن نصب و اجرا کرد. این کار به شما اجازه می‌دهد تا همچنان از نرم‌افزارهای قدیمی که برای شما ضروری هستند استفاده کنید؛ بدون اینکه مجبور شوید سیستم‌عامل اصلی خود را تغییر دهید یا به دنبال جایگزین‌های جدید بگردید.

توسعه و آزمایش متقابل پلتفرم‌ها با استفاده از VM

یکی از کاربردهای حیاتی ماشین‌های مجازی در حوزه توسعه نرم‌افزار، امکان آزمایش نرم‌افزارها روی پلتفرم‌های مختلف است. فرض کنید یک توسعه‌دهنده نرم‌افزار هستید که از ویندوز برای کدنویسی استفاده می‌کنید؛ اما نرم‌افزار شما قرار است روی سیستم‌عامل مک اجرا شود.

با ایجاد یک ماشین مجازی مک روی سیستم ویندوزی خود، می‌توانید نرم‌افزارتان را به طور مستقیم در محیط مک آزمایش نمایید و از سازگاری کامل آن با این سیستم‌عامل اطمینان حاصل کنید. این قابلیت به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا نرم‌افزارهای خود را برای طیف گسترده‌ای از پلتفرم‌ها توسعه داده و مشکلات سازگاری را در مراحل اولیه شناسایی کنند.

استفاده از ماشین مجازی برای آزمایش ایمن بدافزارها

یکی از کاربردهای حیاتی ماشین‌های مجازی در حوزه امنیت سایبری، ایجاد محیط‌های ایزوله برای آزمایش بدافزارها است. متخصصان امنیت سایبری با استفاده از ماشین‌های مجازی می‌توانند بدافزارها را در یک محیط ایزوله اجرا کرده و رفتار آنها را بدون خطر آلوده شدن سیستم اصلی بررسی کنند. این امر به آنها امکان می‌دهد تا روش‌های مقابله با بدافزارها را توسعه داده و سیستم‌های دفاعی خود را تقویت کنند.

به عنوان مثال، یک محقق امنیت می‌تواند یک وب‌سایت مشکوک را در یک ماشین مجازی باز کند و رفتار آن را تحت نظر بگیرد. اگر این وب‌سایت حاوی بدافزاری باشد، تنها ماشین مجازی آلوده شده و سیستم اصلی آسیبی نخواهد دید. این روش به محققین کمک می‌کند تا درک عمیق‌تری از تهدیدات سایبری پیدا کرده و راهکارهای موثر برای مقابله با آنها ارائه دهند.

مزایای ماشین مجازی

ماشین‌های مجازی (Virtual Machines) به دلیل انعطاف‌پذیری و کارایی بالا، به یکی از ابزارهای ضروری در دنیای فناوری اطلاعات تبدیل شده‌اند. این فناوری مزایای بسیاری را برای کاربران و سازمان‌ها به همراه دارد. در زیر به برخی از مهم‌ترین مزایای ماشین‌های مجازی اشاره می‌کنیم

1.بهینه سازی منابع و افزایش بازگشت سرمایه

یکی از مزایای برجسته ماشین‌های مجازی، امکان استفاده بهینه از منابع سخت‌افزاری موجود است. با مجازی‌سازی، می‌توان چندین سیستم‌عامل را روی یک سرور فیزیکی اجرا کرد و از این طریق، حداکثر بهره‌وری را از سخت‌افزار موجود برد. این امر منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌های خرید سخت‌افزار جدید می‌شود.

علاوه بر این، با تخصیص دینامیک منابع به ماشین‌های مجازی، می‌توان از منابع موجود به صورت بهینه استفاده نمود و از هدر رفت آنها جلوگیری کرد. در نتیجه، با استفاده از ماشین‌های مجازی، سازمان‌ها می‌توانند با کمترین هزینه، به حداکثر بازدهی دست پیدا کنند.

2.مقیاس‌پذیری آسان و سریع

از دیگر مزایای برجسته ماشین‌های مجازی در کنار محاسبات ابری، امکان مقیاس‌پذیری آسان و سریع آن‌ها است. به عبارت دیگر، با استفاده از ماشین‌های مجازی، می‌توان به راحتی تعداد آن‌ها را افزایش یا کاهش داد تا با تغییرات در بار کاری سازگار شوند. این ویژگی به کسب‌وکارها اجازه می‌دهد تا در صورت افزایش تقاضا، به سرعت ظرفیت سیستم خود را افزایش داده و در صورت کاهش تقاضا، هزینه‌های خود را کاهش دهند.

به عنوان مثال، یک فروشگاه اینترنتی در زمان پیک فروش می‌تواند با ایجاد چندین نمونه از ماشین مجازی فروشگاه خود، ظرفیت سرویس‌دهی را افزایش داده و از کندی سیستم جلوگیری کند. این قابلیت مقیاس‌پذیری، ماشین‌های مجازی را به ابزاری ایده‌آل برای کسب‌وکارهایی تبدیل کرده است که به دنبال رشد و توسعه هستند.

3.قابلیت جابه‌جایی و تعادل بار کاری

قابلیت جابه‌جایی آسان ماشین های مجازی بین سرورهای فیزیکی مختلف در یک شبکه یکی دیگر از مزایای خوب آنها است. این ویژگی به شما امکان می‌دهد تا ماشین‌های مجازی را به سرورهایی منتقل کنید که ظرفیت محاسباتی بیشتری دارند یا در حال حاضر بار کاری کمتری را تحمل می‌کنند.

به عبارت دیگر، می‌توانید به صورت دینامیک بار کاری را بین سرورهای مختلف توزیع کرده و از منابع سخت‌افزاری به طور بهینه استفاده کنید. این قابلیت، به ویژه در محیط‌های ابری که منابع به صورت مشترک استفاده می‌شوند، بسیار ارزشمند است. با جابه‌جایی ماشین‌های مجازی، می‌توانید از بروز هرگونه اختلال در سرویس‌دهی جلوگیری کرده و عملکرد سیستم را بهبود بخشید.

4.انعطاف‌پذیری و سرعت در ایجاد محیط‌های کاری جدید

با استفاده از ماشین‌های مجازی، می‌توان به سرعت و سهولت یک محیط کاری کاملا جدید با سیستم‌عامل مورد نظر ایجاد کرد. این کار به جای نصب مجدد سیستم‌عامل روی یک سرور فیزیکی، با کپی‌برداری از یک ماشین مجازی موجود انجام می‌شود.

این ویژگی به ویژه برای توسعه‌دهندگان نرم‌افزار که به محیط‌های مختلف برای تست و توسعه نیاز دارند، بسیار مفید است. آن‌ها می‌توانند به سرعت محیط‌های جدیدی برای پروژه‌های مختلف ایجاد کرده و بدون نگرانی از تأثیر بر سایر محیط‌ها، آزمایش‌های خود را انجام دهند. این انعطاف‌پذیری بالا، سرعت توسعه و آزمایش نرم‌افزار را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

5.امنیت بهبود یافته در ماشین‌های مجازی

یکی از مزایای خوب دیگر ماشین‌های مجازی، بهبود سطح امنیت آن‌ها نسبت به سیستم‌های عامل نصب شده به صورت مستقیم روی سخت‌افزار است. این افزایش امنیت به دلیل قابلیت ایجاد نسخه‌های پشتیبان (snapshot) به صورت منظم و امکان اسکن کامل فایل‌های ماشین مجازی برای شناسایی بدافزارها است. در صورت آلوده شدن یک ماشین مجازی به بدافزار، می‌توان به راحتی به نسخه سالم قبلی آن بازگشت و از گسترش آلودگی به سایر سیستم‌ها جلوگیری کرد.

علاوه بر این، محیط ایزوله ماشین‌های مجازی باعث می‌شود که حتی در صورت نفوذ یک مهاجم به یک ماشین مجازی، دسترسی او به سایر سیستم‌ها بسیار محدود شود. این ویژگی، ماشین‌های مجازی را به ابزاری امن و قابل اعتماد برای اجرای برنامه‌ها و داده‌های حساس تبدیل کرده است.

 

معایب ماشین مجازی

با وجود تمام مزایای ماشین‌های مجازی، این فناوری نیز مانند هر فناوری دیگری، با برخی محدودیت‌ها و معایبی همراه است. در زیر به برخی از مهم‌ترین معایب ماشین‌های مجازی اشاره می‌کنیم.

تاثیر تعداد ماشین‌های مجازی بر پایداری سیستم

استفاده از چندین ماشین مجازی روی یک هاست، اگرچه مزایای بسیاری دارد؛ اما می‌تواند پایداری سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. زمانی که چندین سیستم‌عامل به صورت همزمان روی یک سخت‌افزار اجرا می‌شوند، رقابت بر سر منابع سخت‌افزاری مانند CPU، رم و دیسک افزایش می‌یابد.

این رقابت می‌تواند منجر به کاهش عملکرد، کندی سیستم و در موارد شدیدتر، ناپایداری ماشین‌های مجازی یا حتی خود هاست شود. بنابراین، پیش از نصب چندین ماشین مجازی روی یک هاست، لازم است اطمینان حاصل شود که سخت‌افزار مورد استفاده توانایی پشتیبانی از بار کاری مورد نظر را دارد. همچنین، مدیریت صحیح منابع و تنظیمات ماشین‌های مجازی، نقش مهمی در حفظ پایداری سیستم ایفا می‌کند.

ضعف منابع سخت‌افزاری در ماشین‌های مجازی

استفاده از ماشین‌های مجازی به شما امکان می‌دهد تا چندین سیستم‌عامل را روی یک سخت‌افزار واحد اجرا کنید. با این حال، به خاطر داشته باشید که منابع سخت‌افزاری هر ماشین مجازی، بخشی از منابع کل سیستم فیزیکی است. بنابراین، ضروری است پیش از راه‌اندازی ماشین‌های مجازی، به دقت نیازهای سخت‌افزاری هر یک را بررسی کنید و اطمینان حاصل نمایید که منابع کافی برای اجرای همزمان آن‌ها وجود دارد.

در صورتی که منابع سخت‌افزاری به درستی مدیریت نشود، ممکن است با کاهش عملکرد، کندی سیستم و حتی ناپایداری مواجه شوید. به همین دلیل، توصیه می‌شود که قبل از تصمیم‌گیری در مورد استفاده از ماشین‌های مجازی، به دقت به نیازهای سخت‌افزاری نرم‌افزارها و برنامه‌های خود توجه کرده و با توجه به آن، منابع سخت‌افزاری مناسب را اختصاص دهید.

ضرورت آموزش برای استفاده موثر از ماشین‌های مجازی

اگرچه استفاده از ماشین‌های مجازی به نظر ساده می‌رسد؛ اما برای بهره‌برداری بهینه از این فناوری در سازمان، آموزش کارکنان امری ضروری است. آموزش‌های تخصصی به کارکنان کمک می‌کند تا با مفاهیم پایه‌ای مجازی‌سازی، نحوه ایجاد، مدیریت و نگهداری ماشین‌های مجازی، تخصیص منابع بهینه و عیب‌یابی مشکلات احتمالی آشنا شوند.

بدون آموزش مناسب، ممکن است کارکنان در استفاده از این فناوری با چالش‌هایی مواجه شوند و از تمام پتانسیل ماشین‌های مجازی بهره نبرند. علاوه بر این، آموزش به کارکنان کمک می‌کند تا از بروز خطاهای انسانی که می‌تواند منجر به اختلال در عملکرد سیستم شود، جلوگیری کنند و به طور کلی، بهره‌وری سازمان را افزایش دهند.

نصب‌نشدن برخی برنامه‌ها روی ماشین مجازی

مشکلاتی که ممکن است در نصب نرم‌افزار روی ماشین‌های مجازی با آن‌ها مواجه شوید، یکی از چالش‌های رایج در استفاده از این فناوری است. در حالی که بسیاری از نرم‌افزارها به راحتی روی VM نصب می‌شوند، برخی دیگر به دلیل سازگاری نداشتن با محیط مجازی یا محدودیت‌های سخت‌افزاری، ممکن است قابلیت نصب یا اجرای صحیح را نداشته باشند.

این مسئله معمولا به دلیل تفاوت در سطح دسترسی به سخت‌افزار، درایورهای دستگاه و یا برخی ویژگی‌های خاص سیستم عامل میزبان رخ می‌دهد. بنابراین، قبل از نصب هر نرم‌افزاری روی ماشین مجازی، بهتر است سازگاری آن با محیط مجازی را بررسی کنید تا از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری شود.

 

انواع ماشین VM کدام است؟

ماشین‌های مجازی را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: ماشین‌های مجازی پردازشی و ماشین‌های مجازی سیستمی. تفاوت اصلی این دو در نحوه عملکرد و هدف آن‌ها است. ماشین‌های مجازی پردازشی محیطی ایزوله برای اجرای یک برنامه یا فرآیند خاص فراهم می‌کنند. آن‌ها جزئیات سخت‌افزاری و سیستم‌عامل را پنهان کرده و یک محیط انتزاعی برای اجرا ایجاد می‌کنند. ماشین مجازی جاوا نمونه‌ای از این نوع است که کدهای جاوا را به کد بایت تبدیل کرده و سپس آن‌ها را اجرا می‌کند. در این نوع ماشین مجازی، تمرکز بر اجرای کدهای یک زبان برنامه‌نویسی خاص است.

ماشین‌های مجازی سیستمی شبیه‌سازی کامل یک کامپیوتر فیزیکی هستند. آن‌ها به سیستم عامل اجازه می‌دهند تا به طور مستقیم با سخت‌افزار تعامل داشته باشد؛ اما این تعامل از طریق یک لایه واسط (هایپروایزر) انجام می‌شود. هایپروایزر منابع سخت‌افزاری را بین چندین ماشین مجازی تقسیم می‌کند و هر ماشین مجازی می‌تواند یک سیستم عامل کامل را اجرا کند. این نوع ماشین‌های مجازی برای اجرای چندین سیستم عامل به صورت همزمان روی یک سخت‌افزار فیزیکی بسیار مفید هستند.

دسته‌بندی ماشین‌های مجازی بر اساس سیستم عامل

علاوه بر تقسیم‌بندی کلی ماشین‌های مجازی به پردازشی و سیستمی، می‌توان آن‌ها را بر اساس سیستم عامل مورد استفاده نیز دسته‌بندی کرد. در ادامه شما را با انواع ماشین‌های مجازی بر اساس سیستم عامل آشنا خواهیم کرد.

ماشین‌های مجازی ویندوز

ماشین‌های مجازی ویندوز به کاربران امکان می‌دهند تا چندین محیط ویندوزی را به صورت همزمان روی یک دستگاه فیزیکی اجرا کنند. این امر به ویژه برای توسعه‌دهندگان و افرادی که به چندین نسخه از ویندوز نیاز دارند بسیار مفید است. هایپروایزر داخلی ویندوز، Hyper-V، به عنوان یک ابزار قدرتمند برای ایجاد و مدیریت این ماشین‌های مجازی عمل می‌کند.

ماشین مجازی اندروید

سیستم‌عامل اندروید که به طور گسترده‌ای در دستگاه‌های تلفن همراه و تبلت‌ها استفاده می‌شود، اکنون به لطف ماشین‌های مجازی، امکان اجرای آن روی کامپیوترهای شخصی نیز فراهم شده است. گیمرهای حرفه‌ای اندروید و توسعه‌دهندگان نرم‌افزار که به دنبال یک محیط توسعه قدرتمندتر یا تجربه بازی بهتر هستند، می‌توانند با استفاده از هایپروایزرهای خاص، یک ماشین مجازی اندروید روی سیستم خود ایجاد کنند.

ماشین‌های مجازی مک

macOS، سیستم‌عامل محبوب اپل، به دلیل انحصار آن روی سخت‌افزارهای اپل، دسترسی به آن برای بسیاری از کاربران محدود شده است؛ اما با پیشرفت تکنولوژی مجازی‌سازی، امکان اجرای mac OS روی دستگاه‌های دیگر فراهم شده است. هایپروایزرهای نوع دوم به کاربران اجازه می‌دهند تا یک ماشین مجازی مک را روی سیستم عامل میزبان خود (مانند ویندوز یا لینوکس) ایجاد کنند و از این طریق به تمامی قابلیت‌های macOS دسترسی پیدا کنند.

ماشین‌های مجازی iOS

سیستم عامل iOS، همانند macOS، از سوی اپل با کنترل شدیدی همراه است و نصب آن روی دستگاه‌های غیر اپل به طور رسمی پشتیبانی نمی‌شود. این محدودیت‌ها به دلایل امنیتی و کنترل اکوسیستم اپل اعمال می‌شوند. با این حال، با بهره‌گیری از تکنولوژی ماشین‌های مجازی (iOS VM)، می‌توان شبیه‌ساز آیفون را همراه با محیط توسعه یکپارچه Xcode روی رایانه‌های شخصی اجرا کرد.

ماشین مجازی جاوا

ماشین مجازی جاوا (JVM) قلب تپنده پلتفرم جاوا است. این محیط اجرایی به عنوان یک لایه انتزاعی بین کدهای جاوا و سخت‌افزار عمل می‌کند. JVM با ترجمه کدهای جاوا (که به صورت بایت‌کد کامپایل شده‌اند) به کدهای قابل فهم برای پردازنده، امکان اجرای یکسان برنامه‌های جاوا را روی سیستم‌های عامل و سخت‌افزارهای مختلف فراهم می‌کند.

ماشین مجازی پایتون

ماشین مجازی پایتون (Python VM) ابزاری است که به کدهای نوشته شده به زبان برنامه‌نویسی پایتون اجازه می‌دهد تا مستقل از سخت‌افزار زیرین اجرا شوند. این ابزار با تبدیل کدهای پایتون به یک زبان قابل فهم برای کامپیوتر عمل می‌کند.

ماشین‌های مجازی لینوکس

لینوکس به عنوان یک سیستم عامل متن باز و قدرتمند، نقش بسیار مهمی در دنیای ماشین‌های مجازی ایفا می‌کند. بسیاری از ماشین‌های مجازی از لینوکس به عنوان سیستم عامل میزبان استفاده می‌کنند؛ زیرا لینوکس به دلیل ساختار مدولار و انعطاف‌پذیری بالا، محیطی ایده‌آل برای اجرای چندین سیستم عامل به صورت همزمان فراهم می‌کند. علاوه بر این، لینوکس خود دارای هایپروایزری به نام KVM است که به صورت مستقیم در هسته سیستم عامل تعبیه شده است.

ماشین‌های مجازی VMware

VMware به عنوان یکی از پیشگامان صنعت مجازی‌سازی، نرم‌افزارهایی را ارائه می‌دهد که به کاربران امکان ایجاد و مدیریت ماشین‌های مجازی را می‌دهد. برخلاف تصور رایج، VMware خود یک ماشین مجازی نیست؛ بلکه یک شرکت نرم‌افزاری است که محصولات و راهکارهای مختلفی برای مجازی‌سازی ارائه می‌کند.

هایپروایزرهای VMware، چه از نوع اول (مستقیما روی سخت‌افزار اجرا می‌شوند) و چه از نوع دوم (روی یک سیستم عامل میزبان اجرا می‌شوند)، به کاربران امکان می‌دهند تا چندین سیستم عامل را به صورت همزمان بر روی یک سرور فیزیکی اجرا کنند. این امر منجر به افزایش کارایی، کاهش هزینه‌ها و انعطاف‌پذیری بیشتر در محیط‌های IT می‌شود. محصولات VMware به طور گسترده‌ای در سازمان‌های مختلف، از کسب‌وکارهای کوچک تا شرکت‌های بزرگ، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

Vmware چیست و چه کاربردی دارد ؟

ماشین‌های مجازی اوبونتو

اوبونتو، به عنوان یکی از محبوب‌ترین توزیع‌های لینوکس، انتخابی عالی برای ایجاد ماشین‌های مجازی است. چه نسخه دسکتاپ آن را برای کارهای روزمره انتخاب کنید و چه نسخه سرور آن را برای میزبانی وب‌سایت‌ها یا برنامه‌های کاربردی، اوبونتو به عنوان یک سیستم عامل مهمان در هایپروایزرهای مختلف از جمله Hyper-V مایکروسافت عملکرد بسیار خوبی دارد. ماشین‌های مجازی اوبونتو از ویژگی‌های مفیدی مانند یکپارچه‌سازی کلیپ‌بورد، تغییر اندازه دینامیک دسکتاپ و اشتراک‌گذاری پوشه‌ها پشتیبانی می‌کنند که کار با آن‌ها را بسیار آسان‌تر می‌کند.

 

منابع سخت‌افزاری موردنیاز برای راه‌اندازی VM

برای راه‌اندازی یک ماشین مجازی (VM) به منابع سخت‌افزاری مشخصی نیاز است. این منابع شامل پردازنده (CPU)، حافظه (RAM)، فضای ذخیره‌سازی (Storage) و کارت شبکه می‌شود. میزان دقیق هر یک از این منابع به عوامل مختلفی از جمله تعداد VMهایی که قصد دارید اجرا کنید، نوع سیستم عامل مهمان، و کاری که ماشین مجازی قرار است انجام دهد بستگی دارد. در جدول زیر، منابع سخت‌افزاری مورد نیاز برای راه‌اندازی یک ماشین مجازی به طور کلی آورده شده است.

 

نرم‌افزارهای هایپروایزر

هایپروایزرها را می‌توان به عنوان مدیران ماشین‌های مجازی تصور کرد. این نرم‌افزارها وظیفه ایجاد، اجرا و مدیریت ماشین‌های مجازی را بر عهده دارند. در واقع، هایپروایزر پل ارتباطی بین سخت‌افزار فیزیکی و ماشین‌های مجازی است و منابع سخت‌افزاری را به طور کارآمد بین آن‌ها تقسیم می‌کند. تاکنون با نرم‌افزار Oracle VM VirtualBox به عنوان یک مثال از هایپروایزر آشنا شده‌ایم؛ اما هایپروایزرها انواع مختلفی دارند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه به بررسی انواع مختلف هایپروایزرها خواهیم پرداخت.

انواع هایپروایزر

انواع هایپروایزر عبارت است از:

هایپروایزر نوع ۱ (Bare Metal Hypervisor)

هایپروایزرهای نوع یک به عنوان هسته اصلی مجازی‌سازی در محیط‌های سازمانی عمل می‌کنند. این نوع هایپروایزرها به طور مستقیم روی سخت‌افزار نصب می‌شوند و به ماشین‌های مجازی اجازه می‌دهند تا به صورت مستقیم با منابع سخت‌افزاری تعامل داشته باشند.

این ویژگی باعث می‌شود که ماشین‌های مجازی بتوانند به طور کارآمد و بدون نیاز به واسطه نرم‌افزاری، از منابعی مانند پردازنده، حافظه و ذخیره‌سازی استفاده کنند. به همین دلیل، هایپروایزرهای نوع یک معمولا در دیتاسنترهای بزرگ و سازمان‌هایی که به عملکرد بالا و قابلیت اطمینان نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله معروف‌ترین نمونه‌های این نوع هایپروایزرها می‌توان به Citrix Hypervisor و Microsoft Hyper-V اشاره کرد که به عنوان پایه و اساس بسیاری از زیرساخت‌های مجازی‌سازی در سراسر جهان عمل می‌کنند.

هایپروایزر نوع دو

هایپروایزر نوع دو یا هایپروایزر میزبانی شده، به عنوان یک برنامه نرم‌افزاری روی یک سیستم عامل میزبان نصب می‌شود و وظیفه مدیریت و اجرای ماشین‌های مجازی را بر عهده می‌گیرد. این نوع هایپروایزر درخواست‌های منابع ماشین‌های مجازی را به سیستم عامل میزبان منتقل می‌کند تا منابع فیزیکی مورد نیاز برای هر ماشین مجازی تخصیص داده شود.

اگرچه عملکرد هایپروایزرهای نوع دو به اندازه هایپروایزرهای نوع یک بهینه‌سازی شده نیست، اما به دلیل سادگی نصب و استفاده، برای کاربران خانگی و کسب‌وکارهای کوچک که به منابع محاسباتی بسیار بالا نیاز ندارند، گزینه مناسبی محسوب می‌شود. نرم‌افزارهای مجازی‌سازی مانند Oracle VM VirtualBox و VMware Workstation نمونه‌هایی از هایپروایزرهای نوع دو هستند که به کاربران امکان می‌دهند به راحتی چندین سیستم عامل را به صورت همزمان روی یک رایانه اجرا کنند.

بهترین نرم‌افزارهای ماشین مجازی

برای اجرای ماشین‌های مجازی، نرم‌افزارهای هایپروایزر متنوعی در بازار موجود است. انتخاب بهترین گزینه به نیازها و بودجه شما بستگی دارد. در ادامه، سه نمونه از محبوب‌ترین و پرکاربردترین نرم‌افزارهای هایپروایزر را معرفی خواهیم کرد.

1. VMware Workstation

2. VirtualBox

3. Parallels Desktop

Parallels Desktop

Parallels Desktop نرم‌افزاری قدرتمند و تخصصی برای کاربران سیستم‌عامل مک است که امکان ایجاد و اجرای ماشین‌های مجازی را روی این سیستم‌عامل فراهم می‌کند. با استفاده از Parallels Desktop، کاربران مک می‌توانند به راحتی سیستم‌عامل‌های دیگری مانند ویندوز، لینوکس یا حتی نسخه‌های قدیمی‌تر مک را روی سیستم خود اجرا کنند.

VirtualBox

VirtualBox یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین نرم‌افزارها برای ایجاد ماشین‌های مجازی محسوب می‌شود. این نرم‌افزار به دلیل رابط کاربری ساده و قابلیت‌های متنوع، به ویژه برای کاربران مبتدی و افرادی که به دنبال یک راه حل رایگان هستند، بسیار مناسب است.

VMware Workstation

VMware Workstation یکی دیگر از گزینه‌های محبوب برای ایجاد ماشین‌های مجازی است. این نرم‌افزار قدرتمند و شناخته شده، امکان اجرای همزمان چندین سیستم عامل را روی یک رایانه فراهم می‌کند. برخلاف تصور رایج، VMware Workstation نیز در نسخه‌های پایه خود به صورت رایگان قابل استفاده است.

 

تفاوت ماشین مجازی و سرور مجازی

ماشین مجازی و سرور مجازی هر دو مفهوم مجازی‌سازی را به کار می‌برند؛ اما تفاوت‌های اساسی بین آن‌ها وجود دارد. ماشین مجازی یک محیط نرم‌افزاری است که به شما اجازه می‌دهد چندین سیستم‌عامل را به صورت همزمان روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا کنید. این مانند داشتن چندین کامپیوتر در یک کامپیوتر است. سرور مجازی نیز روی یک سرور فیزیکی ایجاد می‌شود؛ اما تفاوت اصلی در این است که هر سرور مجازی به عنوان یک سرور مستقل عمل می‌کند و منابع سخت‌افزاری اختصاصی به آن تخصیص داده می‌شود.

به عبارت ساده‌تر، ماشین مجازی بیشتر برای استفاده شخصی و توسعه نرم‌افزار مناسب است، در حالی که سرور مجازی برای میزبانی وب‌سایت‌ها، پایگاه داده‌ها و برنامه‌های کاربردی مناسب‌تر است. ماشین مجازی انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و می‌توانید آن را برای اهداف مختلف شخصی‌سازی کنید. سرور مجازی نیز کنترل بیشتری به شما می‌دهد، اما هزینه آن معمولا بیشتر است. در نهایت، انتخاب بین ماشین مجازی و سرور مجازی به نیازهای خاص شما و بودجه‌ای که در نظر دارید بستگی دارد.

 

تفاوت ماشین مجازی با کانتینر

ماشین مجازی و کانتینر هر دو فناوری‌هایی هستند که برای ایزوله کردن اپلیکیشن‌ها از منابع زیرساخت استفاده می‌شوند و امکان اجرای همزمان چندین برنامه را روی یک سرور فراهم می‌کنند. اما تفاوت‌های اساسی بین این دو وجود دارد.ماشین مجازی در واقع یک کامپیوتر کامل مجازی است که شامل یک سیستم‌عامل کامل و تمام منابع سخت‌افزاری مورد نیاز برای اجرای آن است. این بدین معناست که هر ماشین مجازی، یک نسخه کامل از سیستم‌عامل را در خود جای می‌دهد و از منابع سخت‌افزاری میزبان به صورت مجزا استفاده می‌کند.

 به عبارت دیگر، ماشین مجازی یک لایه مجازی‌سازی کامل در سطح سخت‌افزار ایجاد می‌کند. از طرف دیگر، کانتینر یک بسته نرم‌افزاری است که شامل کد برنامه، کتابخانه‌ها و وابستگی‌های آن است و در یک محیط ایزوله اجرا می‌شود. کانتینر از هسته سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌کند و منابع را با سایر کانتینرهای موجود به اشتراک می‌گذارد. به عبارت ساده‌تر، کانتینر یک لایه مجازی‌سازی در سطح سیستم‌عامل ایجاد می‌کند.

 

نتیجه گیری

به طور کلی می‌توانیم بگوییم که ماشین مجازی (VM) یک فناوری قدرتمند است که به شما امکان می‌دهد چندین سیستم‌عامل را به صورت همزمان روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا کنید. این فناوری با ایجاد یک محیط مجازی، هر سیستم‌عامل را از سایرین ایزوله می‌کند و به آن منابع سخت‌افزاری اختصاصی می‌دهد. ماشین‌های مجازی کاربردهای بسیاری از جمله آزمایش نرم‌افزارها، آموزش، توسعه، میزبانی وب‌سایت‌ها و بسیاری موارد دیگر دارند.

با استفاده از ماشین‌های مجازی، می‌توانید به راحتی سیستم‌عامل‌ها و برنامه‌های مختلف را بدون تاثیرگذاری روی سیستم اصلی آزمایش ، محیط‌های توسعه ایزوله ایجاد و از منابع سخت‌افزاری به صورت بهینه استفاده کنید. به طور خلاصه، ماشین‌های مجازی ابزاری ارزشمند برای افزایش انعطاف‌پذیری، کارایی و امنیت سیستم‌های کامپیوتری هستند.