أسهل طريقة للتفكير في جهاز ظاهري (VM) ستكون بمثابة كمبيوتر داخل جهاز كمبيوتر. تتيح التكنولوجيا الحالية وقوة المعالجة الآن سهولة إنشاء بيئات الحوسبة الافتراضية داخل كمبيوتر “مضيف”. تابع القراءة لمعرفة ما يعنيه هذا وكيف يمكنك الاستفادة من هذه التقنية.

تعمل أنظمة التشغيل من النواة (برنامج يتحكم في الوظائف الضرورية والوصول إلى الأجهزة) وهيكل ملف مليء بالبرامج والبيانات الثنائية.

مع التكنولوجيا الحالية ، أصبح من الممكن الآن للكمبيوتر مشاركة موارده من أجل تشغيل نواة منفصلة ونظام تشغيل. في بعض شبكات المؤسسات ، يمكن أن توفر استضافة الجهاز الظاهري التكاليف عن طريق الاستفادة بشكل أفضل من الأجهزة.

أو على نطاق أصغر ، يمكن للكمبيوتر المضيف محاكاة البرامج البديلة لأغراض الاختبار أو التطوير أو البحث أو الترفيه.

ما هو جهاز VM وكيف يعمل؟

يطلق على الخادم الفعلي الذي ينشئ الأجهزة الظاهرية ويديرها اسم برنامج Hypervisor. يمكن لبرنامج Hypervisor أن يقطع (أو “يقسم”) جزءًا من مساحة محرك الأقراص ويخصص الذاكرة بحيث يمكن ، في جوهرها ، تشغيل جهاز كمبيوتر منفصل داخل جهاز كمبيوتر.

ولكن لماذا تستخدم أجهزة افتراضية متعددة بدلاً من استخدام جهاز كمبيوتر منفصل؟ يمكن أن يوفر برنامج المحاكاة الافتراضية التكاليف ، اعتمادًا على كيفية تخصيص موارد الخوادم.

على سبيل المثال ، تخيل أن لديك جهاز كمبيوتر ماديًا مخصصًا (أو معدنيًا) ولكنك تستخدم جزءًا صغيرًا فقط من الموارد لتطبيقاتك الرئيسية. باستخدام بنية VM ، يمكنك تقسيم خادم معدني واحد إلى خوادم متعددة وبالتالي توفير التكاليف على المدى الطويل.

هل الأجهزة الافتراضية أبطأ من الكمبيوتر الحقيقي؟ يعتمد تحسين السرعة على كيفية تخصيص المهندس أو مسؤول النظام للموارد. يعني الاستخدام السليم لبرنامج Hypervisor تخصيص جميع الموارد بشكل صحيح لضمان الأداء المناسب في جميع الأجهزة الافتراضية.

هناك العديد من الأنواع المختلفة من الأجهزة الافتراضية ولكن هناك نوعان رئيسيان من برامج Hypervisor. في هذه المقالة ، نشير إلى برامج Hypervisor من النوع الأول ، حيث يتم تقسيم الكمبيوتر المضيف لاستضافة عدة أجهزة افتراضية. بالنسبة لمعظم وظائف “الحوسبة السحابية” للمؤسسات ، مثل مشروع OpenStack ، هذا هو نوع برنامج Hypervisor المستخدم. قد تفوق تكاليف الأجهزة الحقيقية تكاليف الأجهزة الافتراضية المتعددة.

لكن هذا ليس هو الحال دائما. في بعض الأحيان ، يكون برنامج Hypervisor (الكمبيوتر المضيف) مجرد كمبيوتر سطح مكتب عادي يقوم بتشغيل برنامج افتراضي. لنأخذ مثالاً سهلاً ، غالبًا ما تستخدم محاكاة البرامج للألعاب ؛ باستخدام جهاز VM ، يمكن للاعب تثبيت وتشغيل الألعاب التي تمت كتابتها فقط للعمل على نظام أساسي مختلف. على سبيل المثال ، إذا كنت تقوم بتشغيل نظام تشغيل لينكس ولكنك تريد تشغيل ألعاب ويندوز، فيمكن أن تساعدك محاكاة البرامج عبر تطبيق VM أو VMware Workstation أو VirtualBox على سبيل المثال.

ما هو استخدام VM؟

تساعد الأجهزة الافتراضية مع مجموعة متنوعة من تطبيقات العالم الحقيقي.

غالبًا ما يتم استخدام الأجهزة الافتراضية لتطوير البرامج واستعادة البيانات والحوسبة السحابية.

تطوير البرمجيات

من خلال إنشاء وإدارة بيئة افتراضية ، يمكن للمطورين إعادة إنشاء ظروف دقيقة على محطات عمل متعددة. بهذه الطريقة ، يمكن اختبار جزء من البرنامج بسهولة والامتثال له في ظروف قابلة للتكرار.

بالمعنى الأساسي ، يمكن أن يساعد هذا النوع من الامتثال المطورين على تجنب سيناريو يعمل فيه البرنامج بشكل رائع على محطة عمل واحدة ولكن ليس على محطة عمل مختلفة.

في الأساس ، باستخدام VM ، يمكنك مطابقة منطقة التطوير الخاصة بك مع بيئة الإنتاج الخاصة بك تمامًا.

باستخدام أجهزة VM ، يمكن لأي نظام تشغيل مضيف تشغيل أي نظام تشغيل ضيف.

Docker و Ansible

تتيح لك برامج مثل Docker و Ansible إنشاء بيئات حاوية قابلة للتكرار تكون مفتوحة / مغلقة ومشتركة عبر شبكتك أو مع مستخدمين آخرين في محطات عمل منفصلة.

يوفر Ansible منصة لإنشاء وصيانة مواصفات الخادم أو الجهاز الظاهري. يتعامل Docker مع العديد من حاويات البرامج التي يمكن نشرها في بيئات مختلفة. عند استخدامها معًا ، يمكنك أتمتة توفير الأجهزة الظاهرية وحاويات البرامج.

في سيناريو مثال ، يستخدم Ansible “مخزونًا” لتتبع نوع مكدس الخادم الذي تريد نسخه. على سبيل المثال ، إذا كنت تريد مخزونًا يتكون من كل ما تحتاجه لخادم ويب أساسي (Linux و MySQL و PHP و Apache وربما Nginx) ، يمكنك استخدام مخزون Ansible لعكس هذه الحزم. يستخدم Ansible لغة برمجة YAML لبناء المخزون.

كل ما عليك القيام به هو إضافة هذه القطع من البرامج إلى مخزونك ويمكن لـ Ansible تدويرها في بيئة افتراضية. وبالمثل ، يمكن استخدام نفس المخزون داخل خادم فعلي واحد لتدوير عدة أجهزة افتراضية.

على نطاق أصغر ، يمكنك استخدام Docker محليًا لتدوير حاويات البرامج الافتراضية بسرعة. على سبيل المثال ، إذا أردت اختبار شيء ما في تثبيت لينكس جديد ، يمكنك استخدام Docker لإنشاء التبعيات الضرورية. هذا ، في جوهره ، مثيل افتراضي لأنه ليس نظام كمبيوتر مستقلًا ، ولكنه يتطلب الكمبيوتر المضيف من أجل التشغيل.

VMs واستعادة البيانات

يمكن استخدام الأجهزة الافتراضية لاستعادة البيانات من خلال العمل كحاويات تخزين افتراضية. يمكن استخدام تطبيقات مثل VMware و VirtualBox و Virtuozzo لتشغيل وإدارة البيئات الافتراضية عبر شبكة من الأجهزة المادية.

يمكن أن يوفر استخدام VM كقرص احتياطي طبقة إضافية من الأمان عن طريق فصل نظام استعادة البيانات عن بيئة الإنتاج الحية. ويقلل هذا أيضًا من تأثير أي برنامج مخترق أو عمليات استغلال للنظام.

الحوسبة السحابية على منصات VM

تلعب الأجهزة الافتراضية دورًا رئيسيًا فيما أصبح يُعرف باسم “الحوسبة السحابية”.

يمكن الآن لخدمات البيانات واسعة النطاق إدارة أسطول ضخم من أجهزة الكمبيوتر وبيع مساحة على بنيتها التحتية للكمبيوتر الافتراضي. (هذا ما قد تسمعه يشار إليه باسم “البنية التحتية كخدمة” أو “IAAS.”)

كم عدد أنواع الأجهزة الافتراضية الموجودة؟

نظرًا لأن الأجهزة الظاهرية عبارة عن حاويات على جهاز كمبيوتر يقوم بتشغيل البرامج ، فهناك عدد كبير جدًا من أنواع الأجهزة الافتراضية التي يمكن سردها.

في أغلب الأحيان ، سيقوم كمبيوتر hypervisor بتشغيل برامج مفتوحة المصدر مثل OpenStack لإدارة أجهزة VM.

بالنسبة لأجهزة VM نفسها ، فإن الاحتمالات لا حدود لها. كل هذا يتوقف على نظام التشغيل والتكوين المخصص الخاص بك.

على سبيل المثال ، يمكنك تثبيت جهاز افتراضي يعمل بنظام تشغيل Linux مشهور مثل Ubuntu. ثم قد تكون هناك اختلافات أبعد من ذلك.

وبالمثل ، يمكن أن يكون لديك تثبيت مخصص لـ Ubuntu مع قائمة كثيرة من حزم البرامج المفضلة المثبتة مسبقًا.

مستوى التخصيص غير محدود ، وبالتالي فإن الأجهزة الافتراضية تقتصر بشكل أساسي على الموارد المتاحة على الكمبيوتر المضيف.