ماشین مجازی چیست؟ همه چیز درباره مجازی سازی و نحوه عملکرد آن

اجرای هم‌زمان چند سیستم‌عامل یا تست نرم‌افزارهای مشکوک بدون به خطر انداختن کامپیوتر اصلی، چالشی است که راه‌حل‌های سنتی پاسخگوی آن نیستند. ماشین مجازی ابزاری قدرتمند است که این محدودیت‌ها را کنار زده و اجزای سخت‌افزاری را به صورت نرم‌افزاری شبیه‌سازی می‌کند. استفاده از ماشین مجازی باعث می‌شود تا بدون نیاز به خرید تجهیزات اضافی، چندین محیط ایزوله را روی یک سرور یا کامپیوتر شخصی مدیریت کنید. در این مقاله قصد داریم فراتر از تعاریف ساده، به عملکرد و ساختار این تکنولوژی بپردازیم.

ماشین مجازی چیست؟

ماشین مجازی یا Virtual Machine (VM) یک محیط نرم‌افزاری مستقل است که رفتار یک کامپیوتر واقعی را شبیه‌سازی می‌کند. این محیط می‌تواند سیستم‌عامل مخصوص به خود، هارد دیسک مجازی، پردازنده، حافظه RAM و کارت شبکه داشته باشد؛ درست مثل یک سرور فیزیکی، با این تفاوت که همه‌چیز روی یک زیرساخت مشترک اجرا می‌شود.

از دید کاربر یا مدیر سیستم، ماشین مجازی هیچ تفاوت عملی با یک سرور واقعی ندارد. شما می‌توانید روی آن لینوکس یا ویندوز نصب کنید، سرویس بالا بیاورید، نرم‌افزار اجرا کنید و حتی آن را ریبوت یا خاموش کنید. اما در لایه پایین‌تر، این «سخت‌افزار» واقعی نیست؛ بلکه توسط یک لایه نرم‌افزاری به نام هایپروایزر مدیریت و شبیه‌سازی می‌شود.

در سرورهای سنتی، یک سیستم‌عامل مستقیما روی سخت‌افزار نصب می‌شود و تمام منابع را در اختیار می‌گیرد. این مدل هم پرهزینه است و هم باعث هدررفت منابع می‌شود، چون اغلب سرورها هرگز از تمام توان CPU و RAM خود استفاده نمی‌کنند.

مجازی‌سازی این مشکل را حل می‌کند. هایپروایزر منابع سخت‌افزاری یک سرور فیزیکی (CPU، RAM، Disk، Network) را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کند و هر بخش را در اختیار یک ماشین مجازی قرار می‌دهد. هر VM تصور می‌کند تنها سیستم موجود روی آن سرور است، در حالی که در واقع چندین ماشین مجازی یا چندین سرور مجازی به‌صورت هم‌زمان روی یک سخت‌افزار مشترک سرور اختصاصی اجرا می‌شوند.

هر ماشین مجازی، مجموعه‌ای از منابع مشخص و ایزوله‌شده را در اختیار دارد:

• CPU مجازی (vCPU): سهم مشخصی از پردازنده سخت افزار فیزیکی اصلی

• RAM: حافظه اختصاصی که برای یک VM رزرو می‌شود

• فضای دیسک ذخیره سازی: فضای ذخیره‌سازی مجازی (معمولا روی هاردهای SSD یا NVMe)

• رابط شبکه: کارت شبکه مجازی با IP ثابت و اختصاصی

• BIOS / UEFI مجازی: برای بوت سیستم‌عامل

این ایزوله‌سازی باعث می‌شود اگر یک VM دچار مشکل شود، سایر ماشین‌ها تحت تأثیر قرار نگیرند؛ مشروط به اینکه زیرساخت درست طراحی شده باشد.

مجازی سازی چیست؟

ماشین‌های مجازی بر پایه مفهومی به نام Virtualization یا مجازی سازی کار می‌کنند. مجازی‌سازی فرایندی است که در آن نسخه‌های نرم‌افزاری یا مجازی از منابع مختلف مثل پردازش، ذخیره‌سازی، شبکه، سرورها یا حتی خود اپلیکیشن‌ها ایجاد می‌شود. هدف اصلی این کار، استفاده بهینه‌تر از سخت‌افزار فیزیکی و کاهش وابستگی مستقیم به آن است؛ مفهومی که امروزه هسته‌ی اصلی رایانش ابری را نیز تشکیل می‌دهد.

مجازی‌سازی این امکان را فراهم می‌کند که یک سرور فیزیکی به‌جای اجرای یک سیستم‌عامل یا سرویس، هم‌زمان چندین محیط مستقل را میزبانی کند. در این حالت، منابع سخت‌افزاری به‌صورت کنترل‌شده بین این محیط‌ها تقسیم می‌شوند و بهره‌وری کلی سیستم افزایش پیدا می‌کند، بدون اینکه نیاز به افزودن سخت‌افزار جدید باشد.

اجرای مجازی‌سازی توسط لایه‌ای به نام هایپروایزر انجام می‌شود که به آن Virtual Machine Monitor (VMM) هم گفته می‌شود. این نرم‌افزار سبک، بین سخت‌افزار فیزیکی و ماشین‌های مجازی قرار می‌گیرد و وظیفه مدیریت اجرای هم‌زمان ماشین‌های مجازی، تخصیص منابع و جلوگیری از تداخل میان آن‌ها را بر عهده دارد. هایپروایزر مشخص می‌کند هر ماشین مجازی چه مقدار پردازنده، رم یا دسترسی به دیسک و شبکه داشته باشد.

ماشین‌های مجازی معمولا در محیط‌هایی اجرا می‌شوند که لایه شبکه نیز به‌صورت مجازی یا انتزاعی پیاده‌سازی شده است. برای مثال، Software-Defined Networking (SDN) امکان تخصیص پویا و نرم‌افزاری منابع شبکه به ماشین‌های مجازی را فراهم می‌کند. با استفاده از SDN، هر VM می‌تواند پهنای باند، مسیر ارتباطی یا تنظیمات شبکه موردنیاز خود را دریافت کند، بدون اینکه نیازی به پیکربندی دستی تجهیزات فیزیکی شبکه باشد.

در مجموع، مجازی‌سازی باعث می‌شود مدیریت زیرساخت ساده‌تر، منعطف‌تر و مقیاس‌پذیرتر شود و همین ویژگی‌هاست که آن را به یکی از پایه‌های اصلی زیرساخت‌های IT و سرویس‌های ابری تبدیل کرده است.

Hypervisor چیست؟

هایپروایزر هسته اصلی مجازی‌سازی است. این لایه بین سخت‌افزار و ماشین‌های مجازی قرار می‌گیرد و وظیفه دارد تا منابع را به هر ماشین تخصیص دهد، از تداخل VMها جلوگیری کند، ایزوله‌سازی امنیتی ایجاد کند و عملکرد پایدار را تضمین کند.

به‌طور کلی دو نوع هایپروایزر وجود دارد:

هایپروایزر نوع اول (Bare Metal)

هایپروایزر نوع اول مستقیما روی سخت‌افزار فیزیکی نصب می‌شود و عملا جای سیستم‌عامل اصلی را می‌گیرد. در این مدل، هیچ سیستم‌عامل واسطی بین هایپروایزر و سخت‌افزار وجود ندارد و همین موضوع باعث کارایی بالاتر و پایداری بیشتر می‌شود. معمولا برای ساخت، مدیریت و کنترل ماشین‌های مجازی از ابزارهای مدیریتی جداگانه استفاده می‌شود که امکان انتخاب سیستم‌عامل مهمان، ساخت VM جدید یا کپی‌کردن VMها از روی یک قالب آماده را فراهم می‌کنند.

در محیط‌های حرفه‌ای، معمولا برای کاربردهای مختلف مثل تست نرم‌افزار، محیط عملیاتی یا توسعه، Templateهای جداگانه‌ای ساخته می‌شود تا راه‌اندازی VMهای جدید سریع‌تر و استانداردتر انجام شود. KVM (Kernel-based Virtual Machine) نمونه‌ای شناخته‌شده از هایپروایزر نوع اول است که در بسیاری از زیرساخت‌های ابری و دیتاسنتری استفاده می‌شود.

هایپروایزر نوع دوم (Hosted)

هایپروایزر نوع دوم به‌صورت یک نرم‌افزار عادی داخل یک سیستم‌عامل میزبان اجرا می‌شود. این مدل بیشتر برای استفاده‌های شخصی، آموزشی یا تست روی کامپیوترهای دسکتاپ و لپ‌تاپ طراحی شده است. در این حالت، کاربر به‌صورت دستی یک ماشین مجازی ایجاد می‌کند و سپس سیستم‌عامل مهمان را داخل آن نصب می‌کند.

در هایپروایزر نوع دوم، تخصیص منابع مثل تعداد هسته‌های پردازنده یا میزان رم معمولا به‌صورت دستی انجام می‌شود. بسته به قابلیت‌های نرم‌افزار، امکاناتی مثل بهینه سازی گرافیکی یا تنظیمات خاص شبکه نیز در دسترس است. VMware Workstation Pro و Oracle VirtualBox از نمونه‌های رایج هایپروایزر نوع دوم هستند که بیش‌تر برای تست، آموزش و اجرای چند سیستم‌عامل روی یک کامپیوتر شخصی استفاده می‌شوند.

کاربردهای ماشین مجازی

ماشین‌های مجازی (Virtual Machines یا VMها) کاربردهای متنوعی برای مدیران فناوری اطلاعات سازمان‌ها و سایر کاربران دارند که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

۱. اجرای هم‌زمان چند سیستم‌عامل روی یک سخت‌افزار

یکی از رایج‌ترین کاربردهای ماشین مجازی، اجرای هم‌زمان چند سیستم‌عامل متفاوت روی یک کامپیوتر یا سرور فیزیکی است. به کمک VM می‌توان بدون نیاز به نصب مستقیم، سیستم‌عامل‌هایی مانند ویندوز، لینوکس یا نسخه‌های مختلف یک سیستم‌عامل را اجرا کرد. این قابلیت به‌ویژه برای توسعه‌دهندگان نرم‌افزار و مدیران سیستم اهمیت دارد، زیرا می‌توانند محیط‌های کاری متنوعی را بدون تغییر در سیستم اصلی در اختیار داشته باشند.

۲. افزایش امنیت از طریق ایزوله‌سازی محیط‌ها

ماشین‌های مجازی به‌صورت کامل از سیستم میزبان و سایر VMها جدا هستند و همین موضوع باعث افزایش سطح امنیت می‌شود. در صورت بروز مشکل، آلودگی به بدافزار یا خرابی نرم‌افزاری در یک ماشین مجازی، تأثیری بر سایر محیط‌ها نخواهد داشت. به همین دلیل، VMها گزینه‌ای مناسب برای اجرای نرم‌افزارهای ناشناس، تست فایل‌های مشکوک و انجام فعالیت‌های پرریسک در یک محیط کنترل‌شده محسوب می‌شوند.

۳. تست، توسعه و دیباگ نرم‌افزار

در فرآیند توسعه نرم‌افزار، ماشین مجازی نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند نرم‌افزار خود را در شرایط مختلف، سیستم‌عامل‌های گوناگون و پیکربندی‌های متفاوت آزمایش کنند، بدون آن‌که نیازی به چند دستگاه فیزیکی داشته باشند. این موضوع باعث کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت توسعه و امکان شبیه‌سازی دقیق شرایط واقعی کاربران می‌شود.

۴. زیرساخت اصلی رایانش ابری

بخش عمده‌ای از سرویس‌های رایانش ابری بر پایه ماشین‌های مجازی ساخته شده‌اند. ارائه‌دهندگان خدمات ابری با استفاده از VMها می‌توانند منابعی مانند پردازنده، حافظه و فضای ذخیره‌سازی را به‌صورت انعطاف‌پذیر در اختیار کاربران قرار دهند. پلتفرم‌هایی مانند Amazon Web Services و Microsoft Azure از ماشین مجازی برای ایجاد سرورهای مقیاس‌پذیر و مدیریت‌شده استفاده می‌کنند که متناسب با نیاز کاربران قابل افزایش یا کاهش هستند.

۵. کاهش هزینه و بهینه‌سازی منابع سخت‌افزاری

استفاده از ماشین مجازی باعث می‌شود چندین سرور منطقی روی یک سرور فیزیکی اجرا شوند. این کار بهره‌وری سخت‌افزار را افزایش داده و نیاز به خرید تجهیزات جدید را کاهش می‌دهد. در دیتاسنترها، این موضوع به معنای مصرف انرژی کمتر، هزینه نگهداری پایین‌تر و مدیریت ساده‌تر زیرساخت است و از نظر اقتصادی تأثیر قابل توجهی دارد.

۶. پشتیبان‌گیری و بازیابی سریع سیستم‌ها

از آن‌جا که ماشین‌های مجازی معمولا به‌صورت فایل ذخیره می‌شوند، فرآیند بکاپ‌گیری و بازیابی آن‌ها بسیار ساده‌تر از سیستم‌های فیزیکی است. در صورت بروز خطا یا خرابی، می‌توان یک اسنپ شات قبلی را در مدت‌زمان کوتاهی بازیابی کرد و سیستم را به حالت پایدار بازگرداند. این قابلیت برای سازمان‌هایی که پایداری سرویس برایشان حیاتی است، اهمیت بالایی دارد.

۷. آموزش، شبیه‌سازی و یادگیری عملی

در محیط‌های آموزشی، ماشین مجازی امکان یادگیری عملی بدون ریسک را فراهم می‌کند. دانشجویان و کارآموزان می‌توانند سیستم‌عامل‌ها، شبکه‌ها و سناریوهای مختلف را شبیه‌سازی کرده و بدون نگرانی از آسیب به سیستم اصلی، تجربه عملی کسب کنند. به همین دلیل، VMها به یکی از ابزارهای اصلی آموزش فناوری اطلاعات تبدیل شده‌اند.

۸. استفاده در مدیریت و نگهداری سیستم‌ها

مدیران شبکه و سیستم از ماشین مجازی برای ساده‌سازی مدیریت سرورها استفاده می‌کنند. جابه‌جایی VMها بین سرورها، ارتقای سخت‌افزار بدون قطعی سرویس و مانیتورینگ ساده‌تر از جمله مزایایی است که باعث شده ابزارهایی مانند VMware و VirtualBox به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند.

انواع ماشین‌های مجازی

بازار ماشین‌های مجازی، چه متن‌باز و چه تجاری، مجموعه‌ی گسترده‌ای از ماشین‌ها و راهکارها را ارائه می‌دهد. این تنوع، سیستم‌عامل‌ها و محیط‌های توسعه‌ی مختلف را پوشش می‌دهد و امکان یکپارچگی آسان و عملکرد مناسب را فراهم می‌کند.

از جمله رایج‌ترین انواع ماشین‌های مجازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

ماشین‌های مجازی VMware

VMware نخستین شرکتی بود که مجازی‌سازی معماری ریزپردازنده‌های x86 را به‌صورت تجاری و موفق ارائه کرد و امروزه یکی از رهبران بازار مجازی‌سازی به‌شمار می‌رود. این شرکت نرم‌افزارهای ماشین مجازی و هایپروایزرهای نوع ۱ و نوع ۲ را برای استفاده در سازمان‌ها و محیط‌های حرفه‌ای ارائه می‌دهد.

ماشین‌های مجازی ویندوز

بیشتر هایپروایزرها از اجرای ماشین‌های مجازی با سیستم‌عامل ویندوز به‌عنوان سیستم‌عامل مهمان پشتیبانی می‌کنند.
هایپروایزر Hyper-V مایکروسافت به‌صورت پیش‌فرض همراه با سیستم‌عامل ویندوز ارائه می‌شود. پس از نصب، یک «پارتیشن والد» ایجاد می‌کند که شامل خود هایپروایزر و سیستم‌عامل اصلی ویندوز است. هر دوی این بخش‌ها دسترسی سطح بالا به سخت‌افزار مجازی‌شده دارند.

سایر سیستم‌عامل‌ها، از جمله نسخه‌های مهمان ویندوز، در «پارتیشن‌های فرزند» اجرا می‌شوند و از طریق پارتیشن والد با سخت‌افزار ارتباط برقرار می‌کنند.

ماشین‌های مجازی اندروید

سیستم‌عامل متن‌باز اندروید که توسط گوگل توسعه داده شده است، به‌طور گسترده روی گوشی‌های هوشمند و دستگاه‌های هوشمند خانگی استفاده می‌شود. اندروید در اصل برای اجرا روی معماری پردازنده ARM طراحی شده است، در حالی که بیش‌تر رایانه‌های شخصی از معماری x86 استفاده می‌کنند.

از آنجا که هایپروایزرهای سخت‌افزاری فقط دستورات را بین ماشین مجازی و پردازنده منتقل می‌کنند و قابلیت ترجمه بین معماری‌های متفاوت را ندارند، اجرای اندروید روی رایانه‌های شخصی با چالش‌هایی همراه است.

برای حل این مشکل، پروژه‌هایی مانند Shashlik و Genymotion از شبیه‌سازهایی استفاده می‌کنند که معماری ARM را به‌صورت نرم‌افزاری بازسازی می‌کنند. راهکار دیگر پروژه Android-x86 است که اندروید را برای معماری x86 بازطراحی کرده است. برای اجرای آن، باید اندروید-x86 را به‌عنوان یک ماشین مجازی با استفاده از هایپروایزر نوع ۲ مانند VirtualBox نصب کرد.

راهکار جایگزین دیگر Anbox است که سیستم‌عامل اندروید را مستقیما روی هسته‌ی لینوکس سیستم میزبان اجرا می‌کند.

این ماشین‌های مجازی و شبیه‌سازها به توسعه‌دهندگان اندروید اجازه می‌دهند برنامه‌های خود را روی نسخه‌ها و دستگاه‌های مختلف اندروید، بدون نیاز به سخت‌افزار واقعی، آزمایش و عیب یابی کنند.

ماشین‌های مجازی مک

شرکت اپل فقط اجازه می‌دهد سیستم‌عامل macOS روی سخت‌افزارهای خود اپل اجرا شود. بر اساس توافق‌نامه‌ی مجوز کاربری، اجرای macOS به‌صورت ماشین مجازی روی سخت‌افزارهای غیر اپلی مجاز نیست. با این حال، روی دستگاه‌های مک می‌توان با استفاده از هایپروایزرهای نوع ۲، ماشین‌های مجازی با سیستم‌عامل macOS ایجاد کرد.

ماشین‌های مجازی iOS

اجرای iOS به‌صورت ماشین مجازی امکان‌پذیر نیست، زیرا اپل کنترل بسیار سخت‌گیرانه‌ای روی این سیستم‌عامل دارد و فقط اجازه اجرای آن را روی سخت‌افزارهای اختصاصی خود می‌دهد. نزدیک‌ترین جایگزین برای ماشین مجازی iOS، شبیه‌ساز آیفون است که همراه با محیط توسعه Xcode ارائه می‌شود. این شبیه‌ساز، رفتار سیستم آیفون را به‌صورت نرم‌افزاری تقلید می‌کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌های iOS را آزمایش کنند.

ماشین‌های مجازی جاوا

ماشین مجازی جاوا (JVM) محیط اجرایی برنامه‌هایی است که با زبان جاوا نوشته شده‌اند. شعار معروف جاوا «یک‌بار بنویس، همه‌جا اجرا کن» به این معناست که هر برنامه جاوا می‌تواند روی هر پلتفرمی که از جاوا پشتیبانی می‌کند اجرا شود. به همین دلیل، JVM بخش اصلی و حیاتی پلتفرم جاوا است.

برنامه‌های جاوا ابتدا به کدی میانی به نام بایت‌کد کامپایل می‌شوند. سپس JVM این بایت‌کد را به کد ماشین تبدیل می‌کند؛ کدی که پردازنده‌ی سیستم میزبان قادر به اجرای آن است. هر JVM کد ماشین مخصوص معماری پردازنده‌ای را که روی آن اجرا می‌شود تولید می‌کند و به این ترتیب سازگاری بین سیستم‌های مختلف حفظ می‌شود.

برخلاف ماشین‌های مجازی سنتی، JVM کل یک سیستم‌عامل را شبیه‌سازی نمی‌کند و به هایپروایزر وابسته نیست، بلکه مستقیما دستورات برنامه را برای اجرا روی سخت‌افزار ترجمه می‌کند.

ماشین‌های مجازی پایتون

ماشین مجازی پایتون نیز مانند JVM، روی هایپروایزر اجرا نمی‌شود و شامل سیستم‌عامل مهمان نیست. این ماشین مجازی ابزاری است که اجرای برنامه‌های نوشته‌شده با زبان پایتون را روی پردازنده‌های مختلف ممکن می‌سازد.

پایتون نیز کدهای خود را به یک قالب میانی به نام بایت‌کد تبدیل می‌کند و آن‌ها را برای اجرا ذخیره می‌کند. هنگام اجرای برنامه، ماشین مجازی پایتون این بایت‌کد را به کد ماشین تبدیل می‌کند تا برنامه با سرعت مناسب اجرا شود.

ماشین‌های مجازی لینوکس

لینوکس یکی از پرکاربردترین سیستم‌عامل‌ها در حوزه ماشین‌های مجازی است و هم به‌عنوان سیستم‌عامل میزبان و هم به‌عنوان سیستم‌عامل مهمان استفاده می‌شود. لینوکس حتی هایپروایزر اختصاصی خود به نام KVM (Kernel-based Virtual Machine) را دارد. اگرچه KVM یک پروژه متن‌باز است، اما عمدتا توسط شرکت Red Hat توسعه و پشتیبانی می‌شود.

ماشین‌های مجازی اوبونتو

اوبونتو یک توزیع لینوکس است که توسط شرکت Canonical توسعه داده می‌شود و در نسخه‌های دسکتاپ و سرور در دسترس است. هر دو نسخه را می‌توان به‌عنوان ماشین مجازی نصب و استفاده کرد.

کاربران می‌توانند اوبونتو را به‌عنوان سیستم‌عامل مهمان روی Hyper-V مایکروسافت اجرا کنند. نسخه‌ی بهینه‌شده‌ی اوبونتو دسکتاپ در حالت Enhanced Session Mode عملکرد بسیار خوبی دارد و یکپارچگی بالایی بین سیستم میزبان ویندوز و ماشین مجازی اوبونتو ایجاد می‌کند.

این یکپارچگی شامل قابلیت‌هایی مانند اشتراک‌گذاری کلیپ‌بورد، تغییر پویا اندازه صفحه، پوشه‌های اشتراکی و جابه‌جایی ماوس بین محیط میزبان و مهمان است.

مزایا و معایب ماشین مجازی

تقریبا هر سازمان یا کاربری می‌تواند از مزایای مجازی سازی بهره‌مند شود، اما مانند هر تکنولوژی دیگری، این ابزار نیز نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارد.

مزایای ماشین مجازی

موارد زیر را می‌توان به عنوان مهم‌ترین مزیت‌های ماشین مجازی نام برد:

1. استفاده بهینه از منابع و افزایش بازگشت سرمایه (ROI)

از آنجا که چندین ماشین مجازی می‌توانند روی یک سیستم فیزیکی اجرا شوند، نیازی نیست برای اجرای هر سیستم‌عامل جدید یک سرور جداگانه خریداری شود. در نتیجه، سازمان‌ها می‌توانند بیشترین استفاده را از سخت‌افزارهای موجود خود ببرند و هزینه‌های مربوط به خرید تجهیزات و نگهداری آن‌ها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهند.

2. چابکی و سرعت

ماشین‌های مجازی مبتنی بر نرم‌افزار هستند و ایجاد آن‌ها بسیار سریع انجام می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود افزایش یا کاهش منابع برای پاسخ‌گویی به نیازهای جدید کاری، سریع‌تر از راه‌اندازی سخت‌افزار فیزیکی انجام شود و زمان ازکارافتادگی سیستم‌ها کاهش یابد.

همچنین با استفاده از متعادل‌سازی بار (Load Balancing)، بارهای کاری به‌طور یکنواخت بین ماشین‌های مجازی توزیع می‌شوند تا عملکرد سیستم حفظ شود و هیچ ماشین مجازی بیش‌ازحد تحت فشار قرار نگیرد.

3. قابلیت جابه‌جایی (Portability)

ماشین‌های مجازی را می‌توان به‌راحتی بین سیستم‌های فیزیکی مختلف در یک شبکه جابه‌جا کرد. این امکان به مدیران سیستم اجازه می‌دهد بارهای کاری را روی سرورهایی اجرا کنند که منابع آزاد بیشتری دارند.

علاوه بر این، ماشین‌های مجازی می‌توانند بین محیط‌های محلی (On-Premises) و محیط‌های ابری منتقل شوند. به همین دلیل، در سناریوهای ابر ترکیبی بسیار کاربردی هستند.

4. انعطاف‌پذیری

ایجاد یک ماشین مجازی بسیار ساده‌تر و سریع‌تر از نصب یک سیستم‌عامل روی سرور فیزیکی است.
می‌توان از یک ماشین مجازی آماده، نسخه‌برداری (Clone) کرد و در مدت کوتاهی یک محیط جدید ساخت.

این قابلیت برای توسعه‌دهندگان و تست‌کنندگان نرم‌افزار بسیار مهم است، زیرا می‌توانند هر زمان که نیاز باشد، محیط‌های جدیدی برای انجام کارهای مختلف ایجاد کنند.

5. امنیت

ماشین‌های مجازی در مقایسه با سیستم‌عامل‌هایی که مستقیما روی سخت‌افزار اجرا می‌شوند، امنیت بالاتری ارائه می‌دهند. می‌توان فایل ماشین مجازی را با ابزارهای امنیتی بررسی کرد و در صورت آلوده شدن به بدافزار، آن را به حالت قبلی بازگرداند.

همچنین با گرفتن اسنپ شات از ماشین مجازی، امکان بازگشت به یک وضعیت سالم در هر زمان وجود دارد. در صورت بروز مشکل جدی، می‌توان ماشین آلوده را به‌سرعت حذف و یک ماشین جدید جایگزین کرد.

6. پایداری و حفاظت از محیط زیست

با کاهش تعداد سرورهای فیزیکی موردنیاز برای اجرای برنامه‌ها و بارهای کاری، مصرف انرژی به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. این موضوع علاوه بر کاهش هزینه‌ها، تأثیر مثبتی بر محیط زیست نیز دارد.

تفاوت‌های ماشین مجازی و کانتینرها

در حوزه توسعه نرم‌افزار، مقایسه ماشین مجازی با کانتینرها بسیار رواج دارد. هر دو از مجازی‌سازی استفاده می‌کنند، اما روش کارشان متفاوت است.

• سطح مجازی‌سازی: یک ماشین مجازی، سخت‌افزار را مجازی می‌کند؛ یعنی شما یک سیستم‌عامل کامل با کرنل اختصاصی، درایورها و برنامه‌ها دارید. اما کانتینر، فقط محیط اجرا را مجازی می‌کند و هسته سیستم‌عامل میزبان را به اشتراک می‌گذارد.
• سرعت و حجم: چون کانتینرها سیستم‌عامل جداگانه ندارند، بسیار سبک‌تر هستند و در عرض چند ثانیه اجرا می‌شوند. در مقابل، نصب ماشین مجازی و بوت شدن آن، درست مثل روشن کردن یک کامپیوتر واقعی، زمان‌بر است و حجم بیشتری از دیسک را اشغال می‌کند.
• ایزوله‌سازی: ماشین‌های مجازی ایزوله‌سازی قوی‌تری ارائه می‌دهند. اگر امنیت کامل و جداسازی صد درصدی مد نظر باشد، ماشین مجازی گزینه بهتری است. اما برای اجرای سریع اپلیکیشن‌ها و میکروسرویس‌ها، کانتینرها محبوب‌ترند.

جمع‌بندی

ماشین مجازی ابزاری است که مرزهای سخت‌افزاری را جابجا کرده و به ما اجازه می‌دهد از منابع موجود، هوشمندانه‌تر استفاده کنیم. چه یک کاربر خانگی باشید که به دنبال اجرای ماشین مجازی ویندوز روی مک است و چه مدیر سروری که قصد دارد با ماشین مجازی vmware دیتاسنتر خود را مدیریت کند، این تکنولوژی راه‌حلی امن، منعطف و به‌صرفه ارائه می‌دهد. اگرچه کانتینرها در سال‌های اخیر برای اجرای نرم‌افزارها به عنوان یک رقیب جدی مطرح شده‌اند، اما ماشین مجازی همچنان به دلیل امنیت بالا و توانایی اجرای سیستم‌عامل‌های کامل، جایگاه خود را به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای زیرساخت‌های ابری و سرورهای جهانی حفظ کرده است.