Раньше на компьютере могла быть установлена только одна операционная система. По мере развития информационных технологий пользователи получили право инициализации нескольких ОС. А еще – их эмуляции при помощи специальных технологий.
Чтобы иметь под рукой сразу несколько полноценных операционных систем с отдельными рабочими пространствами и программным обеспечением, используются так называемые виртуальные машины. Далее предстоит изучить эту технологию более подробно. Необходимо выяснить ее особенности, предназначение, а также преимущества и недостатки. Представленная информация рассчитана на широкую публику. Она подойдет для изучения как IT-специалистами, так и обычными пользователями. Особо полезны сведения будут тестировщикам и разработчикам программного обеспечения.
Определение
Виртуальная операционная система (Virtual Machine) – это аппаратная и/или программная система, выступающая в качестве эмулятора аппаратного обеспечения компьютера. Обычно представлена приложением, имитирующим компьютер.
Виртуальная машина поддерживает собственную операционную систему и вычислительные мощности. Ресурсы для нее берутся у хоста – компьютера, на котором установлено и запущено соответствующее программное обеспечение.
Такое приложение может быть установлено любым человеком. Оно инициализируется на рабочий компьютер или ноутбук. Существуют различные виртуальные машины. Позже будут представлены наиболее распространенные приложения-эмуляторы ОС. Сначала необходимо получше изучить принципы работы и особенности рассматриваемой технологии.
Принцип работы
Виртуальная машина будет функционировать как отдельный компьютер внутри ноутбука или другого компьютера. Это – «система внутри системы». На самом деле эмулируемого устройства не существует, поэтому оно является виртуальным. А вот работать с таким «программным обеспечением» допустимо точно так же, как с настоящим ПК/ноутбуком при помощи хост-устройства.
Выглядит работа системы обычно так:
- Специальная программа для создания виртуальных машин запускается в отдельном окне.
- В соответствующем окне появляется интерфейс установленной ОС.
- Пользователь совершает на виртуальной машине необходимые манипуляции: скачивает, создает, удаляет файлы, инициализирует приложения и даже программирует. На хосте соответствующие документы не появляются. Они остаются внутри виртуальной машины.
- Когда работа с Virtual Machine (VM) будет завершена, необходимо закрыть окно соответствующего приложения.
Виртуальная машина будет работать точно так же, как и обычная ОС. На одном хосте допустима остановка нескольких разных систем. На компьютере с MacOS разрешено создавать VM с Windows 10, несмотря на то, что обычно продукты Windows и Apple несовместимы друг с другом.
Области применения
Виртуальные машины – программное обеспечение с широкой областью применения. Они могут использоваться как IT-специалистами, так и обычными пользователями. «Цифровые» машины могут использоваться для:
- проверки и изучения производительности программ или компьютерной архитектуры;
- оптимизации использования мейнфреймов;
- упрощения процедуры управления кластерами;
- эмуляции разнообразных архитектур;
- изучения интересующих пользователя операционных систем;
- информационной защиты;
- ограничения возможностей программ;
- тестирования и отладки программного обеспечения;
- моделирования информационных систем с клиент-серверной архитектурой;
- проверки программ на наличие вредоносного программного обеспечения (вирусов).
«Цифровые» машины необходимы для виртуализации. Некоторые пользователи устанавливают VM для того, чтобы запускать на них старые игры.
Отличие от контейнеров
Виртуализацию необходимо отличать от контейнеризации, а виртуальные машины – с контейнерами. Эти понятия сильно схожи между собой. С помощью контейнеров тоже можно изолировать разнообразные процессы и процедуры от основной ОС, а также настраивать среды, тестировать и запускать приложения.
Контейнеры функционируют на более высоком уровне абстракции, а «машины» – на низком. Это значит, что VM больше напоминает «железо» ПК, чем контейнер. В ней более глубокое разделение между хостом и гостевой ОС. Virtual Machines безопаснее контейнеров. Эта технология является наиболее надежной.
«Цифровые» машины имитируют ПК полностью с ОС и аппаратурой, а контейнеры – только необходимую для запуска программы часть. Для выполнения простых операций подойдет контейнеризация. А вот сложные и крупные проекты требуют запуска VM.
Еще одно отличие технологий заключается в потреблении ресурсов. Для VM их потребуется на порядок больше, чем для контейнеров. Связано это с тем, что виртуальные машины более сложные и «тяжелые». Несмотря на разницу технологий, в IT они обе встречаются одинаково часто.
Разновидности
Виртуальные компьютеры встречаются разных видов. Все зависит от того, какие технологии и устройства будут визуализироваться:
- Виртуализация систем и процессов. Виртуализация системы – процедура создания полноценной копии компьютера со своей собственной ОС. Такая концепция встречается при создании виртуальных серверов. Виртуализацией процессов называется запуск VM для строго определенной программы. В этом случае виртуальная машина на ПК выступает в качестве своеобразной прослойки между хостом и программном обеспечением.
- Аппаратная и программная виртуализация. В первом случае машина создается на уровне «железа» и комплектующих устройство еще до перехода в ОС. Во втором – подразумевается загрузка поверх системы хоста в качестве отдельного процесса.
- Визуализация сетей и накопителей. Данная категория немного отличается от ранее описанных. Объединять в процессе виртуализации допустимо не только серверы. Технология может применяться к накопителям. Два HDD разрешено объединить и рассматривать как один жесткий диск. Аналогичная операция допустима для сетей.
Виртуальные операционные системы – это верные помощники тестировщиков и разработчиков. Данным специалистам необходимо освоить соответствующее программное обеспечение в первую очередь.
Плюсы и минусы технологии
Виртуализация – процесс, который имеет свои преимущества и недостатки. Зная их, программисты и пользователи смогут понять, когда лучше использовать соответствующую технологию, а когда – контейнеры.
К преимуществам технологии относятся следующие моменты:
- Автономность. С помощью VM можно на одном устройстве запустить несколько ОС и компьютеров, изолированных друг от друга.
- Безопасность. ВМ используются для запуска потенциально опасного (вредоносного) программного обеспечения. Если код сломает виртуальный компьютер, хост останется в безопасности. Другие ОС (включая гостевые) не пострадают.
- Гибкость.
- Универсальность. ВМ запускаются на любых компьютерах. Гостевые системы также могут быть разнообразными – Windows и Linux, MacOS или малоизвестные ОС для узкоспециализированных задач.
- Разнообразие. Это относится как к приложениям для реализации технологии, так и ее непосредственного применения. Виртуализация используется в бизнесе, для личных нужд, тестирования и различных рабочих задач.
Недостатки у технологии тоже есть:
- Скорость работы хоста. Работа с виртуальными машинами создает определенную нагрузку для хоста. Чем больше на «главном» компьютере VM, тем медленнее он будет функционировать.
- Производительность. Эмуляция будет всегда работать медленнее, чем реальный «физический» компьютер или ОС.
- Стабильность. Из-за большого расхода ресурсов хоста ВМ могут работать нестабильно. Эта проблема актуальна для маломощных устройств, а также в случае установки множества VM на одно оборудование.
Несмотря на ряд недостатков, при грамотном подходе к виртуализации можно получить одни плюсы. Эта технология активно применяется в IT, особенно на мощных хост-устройствах.
Лучшие приложения для виртуализации
Рассматриваемая технология может быть реализована при помощи самых разных приложений. Вот наиболее распространенное ПО для создания виртуальных машин:
- Virtualbox. Приложение от компании Oracle. Наиболее известный продукт для «домашнего» использования. Программа русифицирована, бесплатна и поддерживает все основные ОС, включая Android OS. Virtualbox не требует сложной настройки, а установить ее сможет даже начинающий ПК-пользователь.
- Microsoft Hyper-V. Это встроенная виртуальная машина Windows. Ее не нужно скачивать. Технология встроена в Windows 10. Дает возможность создания VM при помощи системного интерфейса. Виртуализация здесь будет более нативной и адаптированной под особенности Виндовс как хоста.
- QEMU. Бесплатное приложение для эмуляции и виртуализации. Поддерживает открытый исходный код и быстрое функционирование. Новичкам разобраться в ее опциях и интерфейсе будет проблематично. QEMU – приложение для виртуализации, которое больше ориентировано на опытных программистов.
Особенности виртуальных машин для Windows и других ОС понятны. Области применения и недостатки соответствующей технологии – тоже. Освоить ее в кратчайшие сроки помогут дистанционные компьютерные курсы. Они рассчитаны на срок до 12 месяцев, сопровождаются богатой практикой. В конце курса каждый успешно его завершивший получит электронный сертификат, подтверждающий приобретенные навыки и знания в выбранном направлении.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
