ماشین مجازی و مزایای آن

ماشین مجازی و مزایای آن

ماشین‌های مجازی یا (Virtual Machines (Vms به شما این اجازه را می‌دهند که سیستم‌های عامل دیگری را روی سیستم عامل فعلی خود راه‌اندازی کنید. سیستم عامل مجازی مانند یک برنامه روی سیستم عامل اصلی کامپیوتر اجرا می‌شود.

این قابلیت برای آزمایش سایر سیستم‌های عامل نظیر ویندوز ۱۰ یا سیستم‌های عامل لینوکس مطلوب است. ماشین مجازی همچنین برای اجرای نرم‌افزارهایی که برای سیستم‌عامل اصلی کامپیوتر طراحی نشده‌اند، به‌کار می‌رود. به‌طور مثال می‌توان برنامه‌های ویندوز را روی مک با کمک ماشین مجازی اجرا کرد.

 Virtual Machine یا ماشین مجازی یا به اختصار VM در واقع یک سیستم عامل است که بر روی یک نرم افزار مجازی ساز که در اصطلاح Hypervisor نام دارد نصب میشود و به شما این امکان را میدهد تا مانند یک کامپیوتر واقعی یا همان ماشین فیزیکی با آن کار کنید. ماشین های مجازی که در نرم افزار Hypervisor نصب میشوند در واقع از سخت افزار های سیستم اصلی تان برای کارکردشان استفاده میکنند به این معنی که CPU ، حافظه RAM ، هارد دیسک ، کارت گرافیک ، کارت صدا ، کارت شبکه همه و همه بصورت اشتراکی از سیستم اصلی یا Host شما میتواند در اختیار ماشین های مجازی تان قرار بگیرد. شما در نرم افزار Hypervisor پلتفرم های مختلفی از قبیل سیستم عامل ویندوز ، سیستم عامل لینوکس ، MACOS و … را میتوانید نصب و اجرا کنید. کاملاََ روشن و آشکار است که تکنولوژی مجازی سازی در کاهش هزینه های استفاده همزمان از چندین کامپیوتر فیزیکی نقش بسزایی ایفا میکند زیرا شما به جای خرید چندین کامپیوتر و نصب سیستم عامل روی آنها براحتی میتوانید یک نرم افزار مجازی ساز مثل VMware Workstation را روی سیستم عاملی مانند ویندوز کنید و هر چند تا که دلتان میخواهد میتوانید سیستم عامل های مختلف نظیر ویندوز ، لینوکس و … را روی نرم افزار مجازی ساز یا همان Hypervisor  که در واقع VMware Workstation است؛نصب و به طور همزمان استفاده کنید. استفاده از ماشین های مجازی به دلیل عدم وابستگی مستقیم به سخت افزار میتواند علاوه بر صرفه جویی در هزینه های خرید سیستم فیزیکی همچنین میتواند در صرفه جویی در مصرف برق نیز نقش مهمی ایفا کند زیرا تمام ماشین هایتان در یک ماشین فیزیکی (Host) به صورت یکجا در اختیار شما قرار میگیرد.

در واقع ماشین مجازی (VM) سیستم عامل یا یک محیط نرم افزاری است که روی یک نرم افزار نصب می‌شود که دقیقا کار سخت افزارهای اختصاصی را تقلید می‌کند. حالا کاربر نهایی که در حال استفاده از آن سیستم عامل است، دقیقا همان تجربه‌ای را خواهد داشت که انگاری در حال کار کردن با یک سیستم اختصاصی است. به عبارت خیلی ساده اگر خواسته باشم پاسخی برای سوال ماشین مجازی چیست ارائه دهم، باید گفت؛ ماشین مجازی یک رایانۀ کامل با سیستم عامل مختص خودش، درون یک رایانۀ دیگر با سیستم عامل میزبان است.

حالا با این تعاریف، می‌توان گفت سرور مجازی یک ماشین مجازی است که روی یک سرور اختصاصی قرار دارد. منظور از سرور اختصاصی، رایانه‌ای است که سخت افزارهای آن به راحتی قابل تمایز است. یک سرور اختصاصی را می‌توان به چند سرور کوچکتر تبدیل کرد که به هر کدام از آنها یک سرور یا ماشین مجازی می‌گویند.

مزایای استفاده از ماشین مجازی

استفاده از ماشین های مجازی همچنین میتواند در آسان تر مدیریت کردن سیستم های مجازی تان به شما کمک کند زیرا ماشین های مجازی به دلیل عدم استفاده مستقیم از سخت افزار ، Fail یا خراب نمیشوند. محیط های مجازی در سادگی تهیه نسخه Backup از سیستم های مجازی ، disaster recovery یا بازیابی فاجعه ، توسعه ماشین های مجازی و انجام کار های مربوطه به مدیران شبکه کمک شایانی میکنند. استفاده از نرم افزار مجازی سازی برای نصب و اجرای ماشین های مجازی یا Virtual Machines نیاز به سخت افزار های خاصی ندارد اما خب در هر حال بایستی حتماََ CPU کامپیوتر شما از تکنولوژی مجازی سازی بهره مند باشد تا بتوانید از تکنولوژی مجازی سازی در سیستم تان استفاده کنید. این را نیز در نظر داشته باشید که استفاده از تکنولوژی مجازی سازی نیازمند حافظه RAM نسبتاََ زیادی ( حداقل 4 گیگابایت ) را می طلبد زیرا در غیر این صورت در اختصاص دادن حافظه به ماشین های مجازی تان به مشکل میخورید و این خود پارامتر بسیار مهمی بعد از در اختیار داشتن یک CPU نسبتاََ قدرتمند و پشتیبانی کننده از تکنولوژی مجازی سازی میباشد. یکی از قابلیت های خوب استفاده از ماشین های مجازی این است که ماشین های مجازی یا به اختصار VM ها براحتی میتوانند Move یا انتقال داده شوند و حتی کپی نیز بشوند. اختصاص دادن Resource ها ( پردازنده ، حافظه RAM ، کارت شبکه و … ) به ماشین های مجازی بایستی به صورت متوازن باشد تا حداقل فشار بر روی سیستم Host تان بیفتد پس متخصصان IT بایستی حتماََ این نکته را مد نظر داشته باشند.

ماشین های مجازی نیازی به سخت افزار خاصی ندارند. با این وجود هر ماشین مجازی بسته به نیاز سخت افزاری باید دسترسی آنرا به سخت افزار مهیا شود، از آنجا که VM ها در میزبان فیزیکی می توانند مقادیر منابع نابرابر را مصرف کنند، ممکن است بسته به نیاز خود منابع سخت افزاری مورد نیاز را از سرور درخواست کنند.

مجازی سازی سرور دارای محصولات متنوعی جهت بررسی، نگهداری، مانیتورینگ و مدیریت ماشین های مجازی می باشند که همگی این موارد به بقا و سلامت ماشین مجازی کمک شایان ذکری میکند.

چندین شرکت کار مجازی سازی را به طور بسیار جدی دنبال میکنند اما دو شرکت اصلی سهم قابل توجهی از بازار را به دست دارند:

 VMware و مایکروسافت. VMware دارای مجموعه ای از محصولات و سالها تجربه در صنعت مجازی سازی اطلاعات است. مایکروسافت در حالی که یک برنامه نویس دیرپا برای مجازی سازی به شمار میرود، پیشرفت چشمگیری دارد ولی به جرات میتوان گفت پیشرفت شرکت VMware باعث پیشرفت روز  افزون دنیای مجازی سازی شده است.

از ماشین های مجازی استفاده‌های گوناگونی می‌شود. یا می‌توان از آنها در محیط‌های عملیاتی مثل ارائۀ خدمات وب استفاده کرد. یا می‌توان برای آزمایش و آزمون و خطا با حداقل هزینه و خطر از یک ماشین مجازی که حتی روی رایانۀ شخصی نصب می‌گردد استفاده کرد. 

کاربردهای عملی برای ماشین مجازی

ماشین مجازی کاربردهای عمومی متنوعی دارد:

آزمایش ورژن جدید سیستم‌عامل

می‌توانید ویندوز ۱۰ را پیش از به‌روزرسانی ویندوز ۷، با کمک ماشین مجازی روی ویندوز ۷ اجرا و آن را امتحان کنید.

تجربه کردن فضای سایر سیستم‌های عامل

نصب ورژن‌های متعددی از لینوکس در یک ماشین مجازی، این امکان را فراهم می‌کند که کار با همه‌ی آن‌ها را تجربه کنید و طرز کارشان را بیاموزید.

به‌کارگیری نرم افزارهایی که احتیاج به سیستم عامل قدیمی دارند

اگر اپلیکیشنی داشته باشید که فقط روی ویندوز Xp اجرا می‌شود، مشکل با نصب ویندوز Xp روی ماشین مجازی و اجرای برنامه روی آن برطرف می‌شود. ماشین مجازی، محیطی را فراهم می‌کند تا بدون نصب ویندوز Xp روی کامپیوتر خود به‌صورت واقعی، بتوانید از نرم‌افزاری که فقط روی ویندوز Xp کار می‌کند، استفاده کنید. به‌ویژه از وقتی که ویندوز Xp دیگر ساپورتی از طرف مایکروسافت دریافت نمی‌کند، این موضوع اهمیت پیدا کرده است.

اجرای نرم‌افزاری طراحی‌شده برای سیستم‌عامل دیگر

کاربران مک و لینوکس می‌توانند ویندوز را در یک ماشین مجازی راه‌اندازی کنند تا بتوانند بدون دردسرهای سازگاری از نرم‌افزارهای ویندوز استفاده کنند. متاسفانه برای اجرای بازی‌ها به مشکل برمی‌خوریم. بازی‌های سه‌بعدی با حجم سنگین در ماشین مجازی به‌اندازه‌ی ویندوز واقعی روان و راحت اجرا نمی‌شوند.

آزمودن نرم‌افزارها روی پلتفرم‌های مختلف

برای آزمایش کارکرد یک نرم‌افزار خاص روی پلتفرم‌های مختلف، با کمک ماشین مجازی می‌توانید آن را روی چند پلتفرم نصب و امتحان کنید.

یکپارچه‌سازی سرور

برای تجارت‌هایی که از چند سرور استفاده می‌کنند، می‌توان چند سرور را روی یک کامپیوتر در چند ماشین مجازی اجرا کرد. هر ماشین مجازی یک سرور کاملا مجزاست؛ بنابراین مشکلی از نظر عدم امنیت که معمولا اجرای سرورهای مختلف روی یک سیستمعامل با آن درگیرند، پیدا نمی‌کند. ماشین‌های مجازی همچنین امکان جابه‌جایی بین سرورهای فیزیکی را دارند.

دو نمونه ماشین مجازی روی ویندوز

همانطور که گفته شد، برای ساخت یک یا چندین ماشین مجازی، باید از یک نرم افزار مجازی ساز بهره ببریم. نرم افزارهای مجازی ساز روی سیستم عامل میزبان یا اصلی نصب می‌شوند و با اجرا شدن می‌توانند ماشین های مجازی با سیستم عامل‌های مختلفی را درون خود اجرا کنند. این ماشین مجازی دقیقاً کاربردی مثل یک رایانۀ اصلی دارد و در برخی از شرایط که نیاز به هماهنگ سازی بیشتری می‌باشد، حتی سخت افزارهای مجازی به کمک خواهند آمد.

نرم افزارهای مجازی ساز که به ما اجازۀ ساخت ماشین مجازی را می‌دهند، دارای انواع پولی و رایگان هستند. نوع پولی آنها VMWare نام دارد که شناخته شده‌تر از بقیه است. شما این مجازی ساز را حتی می‌توانید روی سرور نصب کنید و از یک سرور اختصاصی چندین سرور مجازی در بیاورید. یا حتی روی رایانۀ شخصی خود نصب نمایید و محیط‌های آزمایشی و کاربردی را درست کنید.

اما از انواع دیگر مجازی ساز، می‌توان به Oracle VM VirtualBox اشاره کرد که رایگان است.البته باید دقت داشته باشید که سایت اصلی به نشانی virtualbox.org امکان دریافت مستقیم این نرم افزار توسط ایرانیان را مسدود کرده است. برای رفع این مشکل می‌توانید از سایت‌های دانلودی ایرانی نرم افزار را دریافت کنید. همه جا پیدا می‌شود!

ماشین مجازی در اصل سخت افزارها را به صورت نرم افزاری از نظر کمیتی از همدیگر جدا کرده و هر کدام را به یک ماشین اختصاص می‌دهد. مدیر سیستم قادر به تعیین مقدار منابع سخت افزاری هر ماشین مجازی می‌باشد. اینکه هر ماشین مجازی چه مقدار RAM، حافظۀ سخت، پهنای باند کارت شبکه، CPU و … داشته باشد.

مجازی سازی در صنعت شبکه یک حرفۀ مستقل و پیشرفته به حساب می‌آید که در محیط های عملیاتی داشتن دانش کار مجازی سازی برای بهره بردن از ماشین های مجازی امری لازم و ضروری است. با این حال استفادۀ شخصی از یک یا چند ماشین مجازی روی رایانۀ شخصی، امری بسیار ساده است که با صرف چند دقیقه می‌توان اولین ماشین مجازی را ساخت، سیستم عاملی را روی آن نصب نمود و آن را راه اندازی کرد.

یکی از ویژگی‌های بسیار عالیِ ماشین مجازی، امکان جابه‌جایی آن است. یعنی از روی یک سیستم میزان می‌توان آن را به روی یک سیستم میزبان دیگر (سرور اختصاصی دیگر) منتقل کرد. که این موضوع برای امر نگهداری و همچنین یکپارچه سازی ماشین‌های مجازی به شدت به کار خواهد آمد.

نرم‌افزارهای توصیه‌شده ماشین مجازی

VirtualBox، یک برنامه‌ی متن‌باز و عالی ماشین مجازی است که روی ویندوز، لینوکس و سیستم‌عامل مک اجرا می‌شود. یکی از بهترین ویژگی‌های آن، نداشتن ورژن تجاری است. این یعنی تمام قابلیت‌های پیشرفته نظیر گرفتن تصویر فوری (snapshot) نیز برای استفاده‌ی رایگان است. این قابلیت برای ذخیره‌ی یک موقعیت و حالت خاصی از ماشین مجازی و بازگشت به آن در آینده برای تست مناسب است.

Vmware player، برنامه‌ی خوش‌نام دیگر در زمینه‌ی ماشین مجازی در ویندوز و لینوکس است. Vmware player همتای رایگان نرم‌افزار تجاری Vmware workstation است. بنابراین ویژگی‌های پیشرفته‌ای را که VirtualBox در اختیار ما قرار می‌دهد، شامل نمی‌شود.

به‌هر حال، هر دو نرم‌افزار فوق برنامه‌هایی هستند که برخی ویژگی‌های پایه را به‌صورت رایگان ارائه می‌دهند. اگر با یکی از آنها راحت نبودید، دیگری را امتحان کنید.

اجرای یک سیستم‌عامل در ماشین مجازی

برای نصب یک سیستم‌عامل روی ماشین مجازی، نیاز به سی‌دی نصب سیستم‌عامل خواهید داشت. ایجاد سی‌دی برای نصب ویندوز ۱۰ کار را راحت می‌کند. همچنین می‌توان از یک فایل ایزو ISO استفاده کرد که غالبا برای نصب لینوکس به‌کار می‌رود. برنامه‌های ماشین مجازی wizardهای ساده و کاربردی را ارائه می‌دهند که شما را برای مراحل ایجاد ماشین مجازی و نصب سیستم عامل مهمان روی آن راهنمایی می‌کنند.

ماشین‌های مجازی محدود به سیستم عامل دسکتاپ نیستند، حتی روی اندروید هم می‌توانید با استفاده از ماشین مجازی ویدوز ۱۰ را اجرا کنید.