El concepte de màquina virtual es va introduir cap al 1960. És l’evolució de la tècnica de temps compartit. En el mètode de temps compartit, cada programa té accés complet a tots els recursos informàtics, però alhora, només s’executarà un programa. El sistema canvia entre programes en seccions de temps mentre es desa i restaura els estats del programa cada vegada. Amb l'ús del mètode de temps compartit, diversos usuaris poden utilitzar el sistema informàtic simultàniament. Els centres de recerca IBM van desenvolupar el mètode de temps compartit com a màquines virtuals. El CP-67 va ser el primer disponible arquitectura de màquines virtuals . Es van desenvolupar sistemes amb diverses màquines virtuals en un sol host i una única màquina virtual en diversos hosts.
Abans de llançar qualsevol nou maquinari tecnologia , primer es prova a l’emulador per detectar, recrear i reparar els defectes en els passos necessaris de disseny i adherència. De la mateixa manera, abans d’introduir qualsevol programari nou, es simula per comprovar si hi ha errors i depurar-los. Per fer aquesta tasca, un sistema que pot actuar com a substitut de l’entorn principal per construir nova tecnologia. Aquí és on apareixen les màquines virtuals. Actua com a emulació del sistema informàtic proporcionant la plena funcionalitat del sistema físic.
Què és una màquina virtual?
Amb la introducció de noves tecnologies i nous models d’investigació, s’està llançant una gran quantitat de productes de maquinari i programari. Molts dels programes depenen de la plataforma, de manera que de vegades és difícil depurar-los o comprovar-los a causa dels recursos de maquinari limitats.
Una màquina virtual (màquina virtual) és una emulació d’un sistema informàtic, en què aquestes màquines utilitzen arquitectures d’ordinadors per proporcionar la funcionalitat d’un ordinador físic. El dispositiu físic en què funcionen les màquines virtuals es coneix com a Host, mentre que les màquines virtuals es coneixen com a Guest. Un sol amfitrió pot tenir diversos nombres de convidats.
Tipus de màquina virtual
La màquina virtual funciona com un ordinador i està emmagatzemada des de la resta del sistema amfitrió. El programari del convidat no pot fer canvis al programari del sistema amfitrió. Per tant, els fitxers de virus es poden provar mitjançant una màquina virtual sense afectar el sistema informàtic principal. El programari que crea i executa la màquina virtual es coneix com a hipervisor. En funció de les seves funcions, hi ha dos tipus diferents de màquines virtuals: les màquines virtuals del sistema i les màquines virtuals de procés.
1). Màquines virtuals del sistema
Aquest tipus de màquines virtuals proporcionen una virtualització completa. Com a substitut de la màquina real, proporcionaran funcionalitats per executar una totalitat sistema operatiu . Els recursos de maquinari es comparteixen i es gestionen, formant diversos entorns al sistema amfitrió. Aquests entorns estan aïllats els uns dels altres, però existeixen al mateix amfitrió físic. Per tant, aquests proporcionen temps compartit entre diversos sistemes operatius de tasca única.
Per permetre compartir memòria entre diferents màquines virtuals en un ordinador sistema operatiu , es poden aplicar sistemes de compromís excessiu de memòria. Les pàgines de memòria amb contingut idèntic es poden compartir entre diverses màquines virtuals presents al mateix host físic. Això és molt útil per a pàgines de només lectura.
2). Màquines virtuals de processos (màquina virtual)
Aquestes màquines virtuals també es coneixen com a màquines virtuals d'aplicacions, entorns d'execució gestionats. Aquest tipus de màquina virtual s’executa com una aplicació normal dins del sistema operatiu de l’amfitrió i admet un sol procés. Es crea amb l'inici del procés i es destrueix quan finalitza el procés. S'utilitza per proporcionar una plataforma independent programació entorn del procés, cosa que li permet executar-se de la mateixa manera en qualsevol de les altres plataformes.
Màquina virtual de processos
S’implementen mitjançant intèrprets i proporcionen abstraccions d’alt nivell. S’utilitzen popularment per a la programació Java que utilitza màquina virtual Java per a l’execució de programes. Hi ha un cas especial d’un procés de màquina virtual que s’abstreu sobre el mecanisme de comunicació d’un clúster d’ordinadors. Aquests contenen un procés per màquina física del clúster. Aquests ajuden al programador a centrar-se en l'algorisme en lloc del procés de comunicació proporcionat per la interconnexió i màquina virtual en SO . L'aplicació que s'executa en aquestes màquines virtuals té accés a tots els serveis del sistema operatiu. La màquina virtual paral·lela, la interfície de transmissió de missatges són exemples d’aquestes màquines virtuals (VM).
Arquitectura
El programari d'execució és el programari de virtualització que implementa la màquina virtual de processos. S'implementa a nivell d'API de l'arquitectura de l'ordinador per sobre de la capa combinada de SO i maquinari. Això emula les instruccions a nivell d'usuari, així com les trucades del sistema operatiu o de la biblioteca. Per a la màquina virtual del sistema, el programari de virtualització s’anomena Virtual Machine Monitor (VMM). Aquest programari està present entre la màquina de maquinari amfitrió i el programari convidat. VMM emula el maquinari ISA que permet al programari convidat executar un ISA diferent.
Avantatges
Alguns dels avantatges de les màquines virtuals són els següents:
- Les màquines virtuals proporcionen compatibilitat de programari amb el programari que s’executa en ella. Així, tot el programari escrit per a l'amfitrió virtualitzat també s'executarà a la màquina virtual.
- Proporciona aïllament entre diferents tipus de sistemes operatius i processos. Per tant, el sistema operatiu del processador que s'executa en una màquina virtual no pot modificar els processos de les altres màquines virtuals i del sistema d'amfitrió.
- Aquests proporcionen encapsulació i el programari present en una màquina virtual es pot modificar i controlar.
- Per a l’amfitrió del sistema operatiu múltiple, ofereixen diverses funcions, com ara l’arrencada dual, la transferència de fitxers entre màquines virtuals; l’error en un sistema operatiu no afecta l’altre sistema operatiu present a l’amfitrió; es pot afegir fàcilment el sistema operatiu inicial.
- Aquests proporcionen una bona gestió del programari, com ara que poden executar una pila completa de programari de la màquina amfitriona, executar sistemes operatius heretats, etc.
- Aquí és possible compartir recursos de maquinari amb piles de programari independents i per equilibrar la càrrega, les màquines virtuals es poden transferir als diferents ordinadors.
Per tant, els sistemes informàtics moderns són cada vegada més complexos, que contenen diversos components de maquinari i programari que interactuen estretament. Aquí, la virtualització actua com una tecnologia d’interconnexió. Les màquines virtuals fan subsistemes incompatibles per treballar junts. També proporciona un ús més flexible i eficaç dels recursos de maquinari entre diversos sistemes operatius. Aquests proporcionen interoperabilitat entre maquinari, programari del sistema i aplicacions. Quines diferències hi ha entre el Procés Màquina virtual i sistema de màquina virtual?
