Virtuaalmasina kontseptsioon võeti kasutusele 1960. aasta paiku. See on aja jagamise tehnika areng. Aja jagamise meetodil on igal programmil täielik juurdepääs kõigile arvuti ressurssidele, kuid korraga käivitatakse ainult üks programm. Süsteem lülitub programmide vahel ajaviiludena, salvestades ja taastades iga kord programmi olekud. Aja jagamise meetodi kasutamisel saavad mitu kasutajat arvutisüsteemi samaaegselt kasutada. IBMi uurimiskeskused arendasid aja jagamise meetodit virtuaalsete masinatena. Esimesena oli saadaval CP-67 virtuaalmasina arhitektuur . Töötati välja süsteemid, millel on mitu virtuaalset masinat ühes hostis ja üks virtuaalne masin mitmel hostil.
Enne uue riistvara käivitamist tehnoloogia , seda testitakse esmalt emulaatoril, et avastada, uuesti luua ja parandada puudused projekteerimisel ja vajalike sammude kõrvaldamisel. Samamoodi simuleeritakse enne uue tarkvara kasutuselevõttu vigade kontrollimiseks ja nende silumiseks. Selle ülesande täitmiseks on süsteem, mis võib uue tehnoloogia ehitamiseks toimida põhikeskkonna asendajana. Siin tulevad pildile virtuaalsed masinad. See toimib arvutisüsteemi jäljendamisena, pakkudes füüsilise süsteemi täielikku funktsionaalsust.
Mis on virtuaalne masin?
Uute tehnoloogiate ja uuemate uurimismudelite kasutuselevõtuga on turule toodud palju riist- ja tarkvaratooteid. Paljud tarkvara sõltuvad platvormist, mistõttu on nende riistvararessursside piiratud tõttu mõnikord raske siluda või neid kontrollida.
VM (virtuaalne masin) on arvutisüsteemi jäljendamine, kus need masinad kasutavad arvutiarhitektuure füüsilise arvuti funktsionaalsuse pakkumiseks. Füüsiline seade, milles virtuaalsed masinad töötavad, on tuntud kui host, samas kui virtuaalsed masinad on tuntud kui külaline. Ühel hostil võib olla mitu külalist.
Virtuaalmasina tüübid
Virtuaalmasin töötab nagu arvuti ja see on ülejäänud hostisüsteemist liivakastis. Külalises olev tarkvara ei saa muuta hostisüsteemi tarkvara. Seega saab viirusfaile testida virtuaalmasina abil, ilma et see mõjutaks peamist arvutisüsteemi. Virtuaalmasina loomise ja käitamise arvutitarkvara on tuntud kui Hypervisor. Nende funktsioonide põhjal on kahte tüüpi virtuaalmasinaid - süsteemi virtuaalmasinad ja virtuaalsete masinate töötlemine.
1). Süsteemi virtuaalsed masinad
Seda tüüpi VM-id tagavad täieliku virtualiseerimise. Tegutsedes tegeliku masina asendajana, pakuvad need funktsioone terviku käivitamiseks operatsioonisüsteem . Riistvararessursse jagatakse ja hallatakse, moodustades hostisüsteemis mitu keskkonda. Need keskkonnad on üksteisest isoleeritud, kuid eksisteerivad samal füüsilisel hostil. Seega pakuvad need aja jagamist mitme ühe ülesandega operatsioonisüsteemi vahel.
Mälu ühiskasutamise võimaldamiseks erinevate virtuaalsete masinate vahel ühes arvutis operatsioonisüsteem , saab rakendada mälu ülekohustussüsteeme. Identse sisuga mälulehti saab jagada mitme virtuaalse masina vahel, mis asuvad samal füüsilisel hostil. See on kirjutuskaitstud lehtede jaoks väga kasulik.
2). Protsessi virtuaalsed masinad (VM)
Neid virtuaalmasinaid nimetatakse ka rakenduste virtuaalseteks masinateks, hallatavaks käituskeskkonnaks. Seda tüüpi VM töötab tavalise rakendusena hosti opsüsteemis, toetades ühte protsessi. See luuakse protsessi algusega ja hävitatakse protsessi lõppedes. Seda kasutatakse platvormist sõltumatu pakkumiseks programmeerimine keskkonda protsessile, võimaldades seda samal viisil teostada mis tahes muudel platvormidel.
Protsess-virtuaalne-masin
Need on rakendatud tõlkide abil ja pakuvad kõrgetasemelisi abstraktsioone. Neid kasutatakse populaarselt Java programmeerimisel, mis kasutab programmide käivitamiseks Java virtuaalset masinat. On üks erijuhtum protsessist VM, mis võtab kokku arvutiklastri kommunikatsioonimehhanismi. Need sisaldavad ühte protsessi klastris oleva füüsilise masina kohta. Need aitavad programmeerijal keskenduda algoritmile vastastikuse ühenduse ja pakutava suhtlusprotsessi asemel virtuaalne masin OS-is . Nendel virtuaalseadmetel töötaval rakendusel on juurdepääs kõigile operatsioonisüsteemi teenustele. Paralleelne virtuaalne masin, sõnumi edastamise liides on näited nendest virtuaalsetest masinatest (VM).
Arhitektuur
Runtime tarkvara on virtualiseerimise tarkvara, mis rakendab protsessi VM-i. Seda rakendatakse arvuti arhitektuuri API-tasemel operatsioonisüsteemi ja riistvara ühendatud kihi kohal. See jäljendab nii kasutaja taseme juhiseid kui ka OS-i või teegi kõnesid. Süsteemi virtuaalmasina jaoks nimetatakse virtualiseerimise tarkvara Virtual Machine Monitor (VMM). See tarkvara on olemas host-riistvara ja külalisetarkvara vahel. VMM jäljendab riistvara ISA-d, mis võimaldab külalistarkvaral käivitada teist ISA-d.
Eelised
Mõned virtuaalsete masinate eelised on järgmised:
- Virtuaalmasinad pakuvad tarkvara töötava tarkvara ühilduvust. Seega töötab kogu virtualiseeritud hostile kirjutatud tarkvara ka virtuaalmasinas.
- See tagab isolatsiooni erinevat tüüpi operatsioonisüsteemide ja protsesside vahel. Seega ei saa ühes virtuaalses masinas töötav protsessori operatsioonisüsteem muuta teiste virtuaalsete masinate ja hostisüsteemi protsesse.
- Need pakuvad kapseldamist ja virtuaalmasinas olevat tarkvara saab muuta ja juhtida.
- Mitme operatsioonisüsteemi hosti jaoks pakuvad need mitmesuguseid funktsioone, nagu topeltbuutimiseta toimimine, failide edastamine virtuaalsete masinate vahel, ühe operatsioonisüsteemi viga ei mõjuta hosti teist operatsioonisüsteemi, freash OS-i saab hõlpsalt lisada.
- Need pakuvad head tarkvarahaldust, näiteks saavad need käivitada kogu masina tarkvarakogumi, käivitada päritud operatsioonisüsteemi jne.
- Siin on võimalik riistvararessursse jagada sõltumatute tarkvarapakettidega ja koormuse tasakaalustamiseks saab virtuaalmasinaid erinevatesse arvutitesse üle kanda.
Seega on tänapäevased arvutisüsteemid muutumas keerukamaks, mis sisaldab erinevaid tihedalt interakteeruvaid tarkvara ja riistvara komponente. Siin toimib virtualiseerimine ühendustehnoloogiana. Virtuaalmasinad panevad ühilduvad alamsüsteemid koos töötama. See pakub ka riistvararessursside paindlikumat ja tõhusamat kasutamist mitme operatsioonisüsteemi vahel. Need tagavad riistvara, süsteemitarkvara ja rakenduste koostalitlusvõime. Mis on protsessi erinevused Virtuaalne masin ja süsteemi virtuaalne masin?
