Wat is een virtuele machine – Typen en voordelen

Het concept van een virtuele machine werd rond 1960 geïntroduceerd. Het is de evolutie van de timesharing-techniek. Bij de timesharing-methode heeft elk programma volledige toegang tot alle computerbronnen, maar wordt er slechts één programma tegelijk uitgevoerd. Het systeem schakelt tussen programma's in tijdsegmenten terwijl het elke keer programmastatussen opslaat en herstelt. Met het gebruik van de timesharing-methode kunnen meerdere gebruikers het computersysteem tegelijkertijd gebruiken. IBM-onderzoekscentra ontwikkelden de timesharing-methode als virtuele machines. CP-67 was de eerste beschikbare virtuele machine-architectuur . Er zijn systemen ontwikkeld met meerdere virtuele machines op één host en één virtuele machine op meerdere hosts.

Voordat nieuwe hardwaretechnologie wordt gelanceerd, wordt deze eerst getest op de emulator om te detecteren, recreëer en repareer de gebreken in de noodzakelijke stappen voor ontwerp en tack. Evenzo wordt het, voordat nieuwe software wordt geïntroduceerd, gesimuleerd om te controleren op fouten en deze te debuggen. Om deze taak uit te voeren, een systeem dat kan dienen als vervanging voor de hoofdomgeving om nieuwe technologie te bouwen. Dit is waar virtuele machines in beeld komen. Het fungeert als emulatie van het computersysteem en biedt de volledige functionaliteit van het fysieke systeem.

Wat is een virtuele machine?

Met de introductie van nieuwe technologieën en nieuwere onderzoeksmodellen worden er een groot aantal hardware- en softwareproducten gelanceerd. Veel van de software is platformafhankelijk en daarom is het soms moeilijk om fouten op te sporen of te controleren vanwege de beperkte hardwarebronnen.

Een VM (virtuele machine) is een emulatie van een computersysteem, waarbij deze machines computerarchitecturen gebruiken om de functionaliteit van een fysieke computer te bieden. Het fysieke apparaat waarop virtuele machines werken, staat bekend als Host, terwijl de virtuele machines bekend staan ​​als Gast. Een enkele gastheer kan meerdere aantallen gasten hebben.

Soorten virtuele machines

De virtuele machine werkt als een computer, en wordt gesandboxed van de rest van het hostsysteem. De software binnen de gast kan geen wijzigingen aanbrengen in de software van het hostsysteem. De virusbestanden kunnen dus worden getest met behulp van een virtuele machine zonder het hoofdcomputersysteem te beïnvloeden. De computersoftware die de virtuele machine maakt en uitvoert, staat bekend als Hypervisor. Op basis van hun functies zijn er twee verschillende soorten virtuele machines:virtuele systeemmachines en virtuele procesmachines.

 1). Virtuele systeemmachines

Deze typen VM's bieden volledige virtualisatie. Deze fungeren als vervanging voor de echte machine en bieden functionaliteiten om een ​​volledig besturingssysteem uit te voeren. Hardwarebronnen worden gedeeld en beheerd, waardoor meerdere omgevingen op het hostsysteem worden gevormd. Deze omgevingen zijn van elkaar geïsoleerd, maar bestaan ​​op dezelfde fysieke host. Deze bieden dus time-sharing tussen verschillende single-tasking besturingssystemen.

Om het delen van geheugen tussen verschillende virtuele machines op één computerbesturingssysteem mogelijk te maken, kunnen geheugenoverbelaste systemen worden toegepast. Geheugenpagina's met identieke inhoud kunnen worden gedeeld tussen meerdere virtuele machines die op dezelfde fysieke host aanwezig zijn. Dit is erg handig voor alleen-lezen pagina's.

 2). Verwerk virtuele machines (VM)

Deze VM's worden ook wel virtuele applicatiemachines of beheerde runtime-omgevingen genoemd. Dit type VM draait als een normale applicatie binnen het besturingssysteem van de host en ondersteunt een enkel proces. Het wordt gemaakt bij het starten van het proces en wordt vernietigd wanneer het proces eindigt. Het wordt gebruikt om een ​​platformonafhankelijke programmeeromgeving voor het proces te bieden, waardoor het op dezelfde manier kan worden uitgevoerd op elk van de andere platforms.

Deze worden geïmplementeerd met behulp van tolken en bieden abstracties op hoog niveau. Deze worden in de volksmond gebruikt voor Java-programmering die Java virtuele machine gebruikt voor het uitvoeren van programma's. Er is een speciaal geval van een proces-VM die abstraheert over het communicatiemechanisme van een computercluster. Deze bevatten één proces per fysieke machine in het cluster. Deze helpen de programmeur om zich te concentreren op het algoritme in plaats van het communicatieproces dat wordt geboden door de interconnect en virtuele machine in OS . De applicatie die op deze VM draait, heeft toegang tot alle besturingssysteemservices. Parallelle virtuele machine, interface voor het doorgeven van berichten zijn voorbeelden van deze virtuele machines (VM).

Architectuur

Runtime-software is de virtualisatiesoftware die de Process VM implementeert. Het wordt geïmplementeerd op het API-niveau van de computerarchitectuur boven de gecombineerde laag van besturingssysteem en hardware. Dit emuleert de instructies op gebruikersniveau, evenals OS- of bibliotheekaanroepen. Voor de virtuele systeemmachine wordt de virtualisatiesoftware Virtual Machine Monitor (VMM) genoemd. Deze software is aanwezig tussen de host-hardwaremachine en de gastsoftware. VMM emuleert de hardware-ISA waardoor de gastsoftware een andere ISA kan uitvoeren.

Voordelen

Enkele voordelen van de virtuele machines zijn als volgt-

• Virtuele machines bieden softwarecompatibiliteit voor de software die erop draait. Dus alle software die voor de gevirtualiseerde host is geschreven, zal ook op de virtuele machine draaien.
• Het biedt isolatie tussen verschillende soorten besturingssystemen en processen. Dus het processorbesturingssysteem dat op de ene virtuele machine draait, kan de processen van de andere virtuele machines en het hostsysteem niet wijzigen.
• Deze bieden inkapseling en software die aanwezig is op een virtuele machine kan worden gewijzigd en beheerd.
• Voor de host met meerdere besturingssystemen bieden deze verschillende functies, zoals geen dual-booting, overdracht van bestanden tussen virtuele machines, fouten in het ene besturingssysteem hebben geen invloed op het andere besturingssysteem op de host, freash-besturingssysteem kan eenvoudig worden toegevoegd.
• Deze bieden goed softwarebeheer, zoals deze kan een volledige softwarestack van de hostmachine uitvoeren, een verouderd besturingssysteem uitvoeren, enz.
• Hier is het mogelijk om hardwarebronnen te delen met onafhankelijke softwarestacks en om de belasting te verdelen, kunnen de virtuele machines worden overgedragen naar de verschillende computers.

Dus moderne computersystemen worden steeds complexer en bevatten verschillende nauw op elkaar inwerkende software- en hardwarecomponenten. Hier fungeert virtualisatie als een interconnectietechnologie. Virtuele machines zorgen ervoor dat incompatibele subsystemen samenwerken. Het biedt ook een flexibeler en effectiever gebruik van hardwarebronnen tussen meerdere besturingssystemen. Deze bieden interoperabiliteit tussen hardware, systeemsoftware en applicaties. Wat zijn de verschillen tussen de Process Virtual Machine en de virtuele systeemmachine?