الإفتراضية

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

في الحوسبة، المحاكاة الافتراضية (v12n) هي سلسلة من التقنيات التي تسمح بتقسيم موارد الحوسبة المادية إلى سلسلة من الآلات الافتراضية أو أنظمة التشغيل أو العمليات أو الحاويات. [1]

لقطة شاشة لبيئة المحاكاة الافتراضية

بدأت تقنية المحاكاة الافتراضية في ستينيات القرن العشرين مع برنامج IBM CP/CMS . [1] يوفر برنامج التحكم CP لكل مستخدم جهاز كمبيوتر System/360 مستقل محاكي.

في المحاكاة الافتراضية للأجهزة ، يكون الجهاز المضيف هو الجهاز الذي يستخدمه المحاكاة الافتراضية ويكون الجهاز الضيف هو الجهاز الظاهري. تُستخدم الكلمتان مضيف وضيف للتمييز بين البرنامج الذي يعمل على الجهاز المادي والبرنامج الذي يعمل على الجهاز الظاهري. يُطلق على البرنامج أو البرنامج الثابت الذي ينشئ جهازًا ظاهريًا على الجهاز المضيف اسم المشرف الافتراضي أو مراقب الجهاز الظاهري . [2] المحاكاة الافتراضية للأجهزة ليست مثل محاكاة الأجهزة . تسهل المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة بناء مراقب الجهاز الظاهري وتسمح بتشغيل أنظمة تشغيل الضيف بمعزل عن بعضها البعض.

تعتبر تقنية المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب هي مفهوم فصل سطح المكتب المنطقي عن الجهاز المادي.

تشير المحاكاة الافتراضية على مستوى نظام التشغيل، والمعروفة أيضًا باسم الحاويات ، إلى ميزة نظام التشغيل التي يسمح فيها النواة بوجود عدة حالات معزولة لمساحة المستخدم .

الهدف المعتاد من المحاكاة الافتراضية هو توحيد المهام الإدارية مع تحسين قابلية التوسع والاستخدام الشامل لموارد الأجهزة.

تاريخ

تم عرض شكل من أشكال المحاكاة الافتراضية لأول مرة باستخدام نظام البحث CP-40 من IBM في عام 1967، ثم تم توزيعه عبر المصدر المفتوح في CP/CMS في الفترة من 1967 إلى 1972، وأعيد تنفيذه في عائلة VM من IBM من عام 1972 حتى الوقت الحاضر. تم تزويد كل مستخدم CP/CMS بجهاز كمبيوتر مستقل محاكي. كان لكل آلة افتراضية من هذا القبيل القدرات الكاملة للجهاز الأساسي، و(بالنسبة لمستخدمها) لم يكن من الممكن تمييز الآلة الافتراضية عن نظام خاص. كانت هذه المحاكاة شاملة، واستندت إلى دليل مبادئ التشغيل للأجهزة. وبالتالي فقد تضمنت عناصر مثل مجموعة التعليمات والذاكرة الرئيسية والمقاطعات والاستثناءات والوصول إلى الجهاز. وكانت النتيجة جهازًا واحدًا يمكن إرساله بين العديد من المستخدمين.

ظهرت تقنية المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة لأول مرة على نظام IBM System/370 في عام 1972، لاستخدامها مع VM/370 ، أول نظام تشغيل للآلات الافتراضية. أضافت IBM أجهزة ذاكرة افتراضية إلى سلسلة System/370 في عام 1972، وهي ليست مثل حلقات Intel VT-x التي توفر مستوى امتياز أعلى لبرنامج Hypervisor للتحكم بشكل صحيح في الآلات الافتراضية التي تتطلب الوصول الكامل إلى أوضاع المشرف والبرنامج أو المستخدم.

مع تزايد الطلب على رسومات الكمبيوتر عالية الدقة (على سبيل المثال CAD )، فقدت تقنية المحاكاة الافتراضية لأجهزة الكمبيوتر الكبيرة بعض الاهتمام في أواخر سبعينيات القرن العشرين، عندما عززت أجهزة الكمبيوتر الصغيرة القادمة تخصيص الموارد من خلال الحوسبة الموزعة ، بما في ذلك سلعة أجهزة الكمبيوتر الصغيرة .

لقد أدى ارتفاع سعة الحوسبة لكل خادم x86 (وبشكل خاص الزيادة الكبيرة في نطاقات تردد الشبكات الحديثة) إلى إحياء الاهتمام بالحوسبة القائمة على مراكز البيانات والتي تعتمد على تقنيات المحاكاة الافتراضية. وكان المحرك الأساسي هو إمكانية دمج الخوادم: حيث سمحت المحاكاة الافتراضية لخادم واحد بدمج قوة الحوسبة بشكل فعال من حيث التكلفة على خوادم مخصصة متعددة غير مستغلة بشكل كافٍ. إن السمة الأكثر وضوحًا للعودة إلى جذور الحوسبة هي الحوسبة السحابية ، وهي مرادف للحوسبة القائمة على مراكز البيانات (أو الحوسبة الشبيهة بالحواسيب المركزية) من خلال شبكات ذات نطاق ترددي عالٍ. وهي مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالمحاكاة الافتراضية.

لم يستوفِ تنفيذ بنية x86 الأولية متطلبات Popek وGoldberg في مجال المحاكاة الافتراضية لتحقيق "المحاكاة الافتراضية الكلاسيكية":

  • التكافؤ : يجب أن يظهر البرنامج الذي يتم تشغيله تحت مراقب الآلة الافتراضية (VMM) سلوكًا مطابقًا بشكل أساسي للسلوك الذي تم عرضه عند التشغيل على جهاز مكافئ مباشرةً
  • التحكم في الموارد (يُطلق عليه أيضًا الأمان ): يجب أن يكون لدى VMM سيطرة كاملة على الموارد الافتراضية
  • الكفاءة : يجب تنفيذ جزء مهيمن إحصائيًا من تعليمات الآلة دون تدخل VMM

هذا جعل من الصعب تنفيذ مراقبة الآلة الافتراضية لهذا النوع من المعالجات. تضمنت القيود المحددة عدم القدرة على اصطياد بعض التعليمات المميزة . [3] لذلك، للتعويض عن هذه القيود المعمارية، أنجز المصممون عملية المحاكاة الافتراضية لهندسة x86 من خلال طريقتين: المحاكاة الافتراضية الكاملة أو المحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية . [4] يخلق كلاهما وهم الأجهزة المادية لتحقيق هدف استقلال نظام التشغيل عن الأجهزة ولكنهما يقدمان بعض التنازلات في الأداء والتعقيد.

لم تكن المحاكاة الافتراضية الكاملة متاحة بالكامل على منصة x86 قبل عام 2005. اقتربت العديد من برامج التشغيل الافتراضية لمنصة x86 كثيرًا وزعمت المحاكاة الافتراضية الكاملة (مثل Adeos وMac-on-Linux و Parallels Desktop for Mac و Parallels Workstation و VMware Workstation و VMware Server (GSX Server سابقًا) و VirtualBox وWin4BSD و Win4Lin Pro ).

في عامي 2005 و2006، قامت كل من Intel و AMD (بعمل مستقل) بإنشاء امتدادات معالج جديدة لبنية x86 تسمى Intel VT-x وAMD-V على التوالي. في بنية Itanium ، تُعرف المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة باسم VT-i. تم إصدار الجيل الأول من معالجات x86 لدعم هذه الامتدادات في أواخر عام 2005 وأوائل عام 2006:

  • في 13 نوفمبر 2005، أصدرت شركة Intel نموذجين من Pentium 4 (النموذج 662 و672) كأول معالجات Intel لدعم VT-x.
  • في 23 مايو 2006، أصدرت AMD معالجات Athlon 64 ("Orleans") وAthlon 64 X2 ("Windsor") وAthlon 64 FX ("Windsor") كأول معالجات AMD تدعم هذه التقنية.

المحاكاة الافتراضية للأجهزة

تجمع المحاكاة الافتراضية للأجهزة (أو المحاكاة الافتراضية للمنصة) موارد الحوسبة عبر جهاز افتراضي واحد أو أكثر . تنفذ الآلة الافتراضية وظائف جهاز كمبيوتر (مادي) بنظام تشغيل. يُطلق على البرنامج أو البرنامج الثابت الذي ينشئ آلة افتراضية على الجهاز المضيف اسم المشرف الافتراضي أو مراقب الآلة الافتراضية . [2]

يتم فصل البرامج التي يتم تنفيذها على هذه الآلات الافتراضية عن موارد الأجهزة الأساسية. على سبيل المثال، قد يستضيف جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Arch Linux جهازًا افتراضيًا يشبه جهاز كمبيوتر يعمل بنظام التشغيل Microsoft Windows ؛ يمكن تشغيل البرامج المستندة إلى Windows على الجهاز الافتراضي. [5] [6]

تتضمن الأنواع المختلفة من المحاكاة الافتراضية للأجهزة ما يلي:

  • المحاكاة الافتراضية الكاملة – المحاكاة الافتراضية الكاملة تقريبًا للأجهزة الفعلية للسماح للبيئات البرمجية، بما في ذلك نظام التشغيل الضيف وتطبيقاته، بالعمل دون تعديل.
  • المحاكاة الافتراضية الجزئية – يتم تنفيذ تطبيقات الضيف في مجالاتها المعزولة الخاصة، كما لو كانت تعمل على نظام منفصل، ولكن لا يتم محاكاة بيئة الأجهزة. تحتاج برامج الضيف إلى تعديل خاص لتشغيلها في هذه البيئة.
  • المحاكاة الافتراضية الهجينة – هي في الغالب محاكاة افتراضية كاملة ولكنها تستخدم برامج تشغيل المحاكاة الافتراضية الموازية لزيادة أداء الآلة الافتراضية .

المحاكاة الافتراضية الكاملة

مخطط منطقي للمحاكاة الافتراضية الكاملة

تستخدم المحاكاة الافتراضية الكاملة تقنيات تجمع موارد الكمبيوتر المادية في مثيل واحد أو أكثر؛ حيث يقوم كل منها بتشغيل بيئة افتراضية حيث يمكن تشغيل أي برنامج أو نظام تشغيل قادر على التنفيذ على الأجهزة الخام في الآلة الافتراضية. تُستخدم عادةً تقنيتان شائعتان للمحاكاة الافتراضية الكاملة: (أ) الترجمة الثنائية و(ب) المحاكاة الافتراضية الكاملة بمساعدة الأجهزة. [1] تعمل الترجمة الثنائية على تعديل البرنامج تلقائيًا أثناء التشغيل لاستبدال التعليمات التي "تخترق الآلة الافتراضية" بتسلسل تعليمات مختلف وآمن للآلة الافتراضية. [7] تسمح المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة بتشغيل أنظمة التشغيل الضيفة بمعزل عن أي تعديل تقريبًا لنظام التشغيل (الضيف).

تتطلب المحاكاة الافتراضية الكاملة أن تنعكس كل ميزة بارزة في الأجهزة في واحدة من العديد من الآلات الافتراضية - بما في ذلك مجموعة التعليمات الكاملة، وعمليات الإدخال/الإخراج ، والمقاطعات، والوصول إلى الذاكرة، وأي عناصر أخرى يستخدمها البرنامج الذي يعمل على الجهاز الأصلي ، والمقصود تشغيله في آلة افتراضية.

تم إطلاق هذا النهج لأول مرة في عام 1966 مع IBM CP-40 و CP-67 ، أسلاف عائلة VM .

الترجمة الثنائية

في الترجمة الثنائية ، تُترجم التعليمات لتتوافق مع بنية الأجهزة المحاكية. [1] تحاكي قطعة من الأجهزة قطعة أخرى بينما في المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة، يحاكي المشرف الافتراضي (قطعة من البرامج) قطعة معينة من أجهزة الكمبيوتر أو الكمبيوتر بالكامل. علاوة على ذلك، لا يعد المشرف الافتراضي هو نفسه المحاكي ؛ فكلاهما عبارة عن برامج كمبيوتر تحاكي الأجهزة، لكن مجال استخدامهما في اللغة يختلف. [8]

بمساعدة الأجهزة

المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة (أو المحاكاة الافتراضية المتسارعة؛ تسميها Xen آلة افتراضية للأجهزة (HVM)، وتسميها Virtual Iron المحاكاة الافتراضية الأصلية) هي طريقة لتحسين الكفاءة الإجمالية للمحاكاة الافتراضية للأجهزة باستخدام المساعدة من معالجات المضيف. تُستخدم المحاكاة الافتراضية الكاملة لمحاكاة بيئة أجهزة كاملة، أو آلة افتراضية ، حيث يتم تنفيذ نظام تشغيل ضيف غير معدّل (باستخدام نفس مجموعة التعليمات مثل الجهاز المضيف) بشكل فعال في عزلة تامة.

تم تقديم المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة لأول مرة على معالجات IBM 308X في عام 1980، مع تعليمات بدء التنفيذ التفسيري (SIE). [9] تمت إضافتها إلى معالجات x86 ( Intel VT-x أو AMD-V أو VIA VT ) في عامي 2005 و2006 و2010 [10] على التوالي.

تقدم شركة IBM أجهزة افتراضية لأجهزة IBM Power Systems الخاصة بها لأنظمة AIX و Linux و IBM i ، ولأجهزة IBM Z الرئيسية . تشير شركة IBM إلى شكلها المحدد من أجهزة المحاكاة الافتراضية باسم "القسم المنطقي"، أو بشكل أكثر شيوعًا باسم LPAR .

تقلل المحاكاة الافتراضية بمساعدة الأجهزة من تكاليف الصيانة المترتبة على المحاكاة الافتراضية الموازية لأنها تقلل (أو تلغي بشكل مثالي) التغييرات اللازمة في نظام التشغيل الضيف. كما أنها تسهل إلى حد كبير الحصول على أداء أفضل.

شبه افتراضية

المحاكاة الافتراضية الجزئية هي تقنية محاكاة افتراضية تقدم واجهة برمجية للآلات الافتراضية تشبه، ولكنها ليست متطابقة، مع واجهة الأجهزة والبرامج الأساسية. تعمل المحاكاة الافتراضية الجزئية على تحسين الأداء والكفاءة، مقارنة بالمحاكاة الافتراضية الكاملة، من خلال جعل نظام التشغيل الضيف يتواصل مع المشرف الافتراضي. من خلال السماح لنظام التشغيل الضيف بالإشارة إلى نيته للمشرف الافتراضي، يمكن لكل منهما التعاون للحصول على أداء أفضل عند التشغيل في آلة افتراضية.

الغرض من الواجهة المعدلة هو تقليل جزء من وقت تنفيذ الضيف الذي يقضيه في تنفيذ العمليات التي يكون تنفيذها في بيئة افتراضية أكثر صعوبة بشكل كبير مقارنة بالبيئة غير الافتراضية. توفر المحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية "خطافات" محددة خصيصًا للسماح للضيف (الضيوف) والمضيف بطلب هذه المهام والإقرار بها، والتي لولا ذلك لكانت ستُنفذ في المجال الافتراضي (حيث يكون أداء التنفيذ أسوأ). قد تسمح منصة المحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية الناجحة بجعل مراقبة الآلة الافتراضية (VMM) أبسط (من خلال نقل تنفيذ المهام الحرجة من المجال الافتراضي إلى مجال المضيف)، و/أو تقليل التدهور العام في أداء تنفيذ الآلة داخل الضيف الافتراضي.

تتطلب عملية المحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية أن يتم نقل نظام التشغيل الضيف صراحةً إلى واجهة برمجة التطبيقات شبه الافتراضية - لا يمكن تشغيل توزيع نظام التشغيل التقليدي الذي لا يدرك المحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية على رأس آلة افتراضية شبه افتراضية. ومع ذلك، حتى في الحالات التي لا يمكن فيها تعديل نظام التشغيل، قد تكون المكونات متاحة لتمكين العديد من مزايا الأداء المهمة للمحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية. على سبيل المثال، يوفر مشروع Xen Windows GPLPV مجموعة من برامج تشغيل الأجهزة المدركة للمحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية، والمقصود تثبيتها في ضيف افتراضي يعمل بنظام Microsoft Windows على برنامج Xen hypervisor. [11] تميل مثل هذه التطبيقات إلى أن تكون في متناول اليد من خلال بيئة واجهة الآلة شبه الافتراضية. وهذا يضمن توافق وضع التشغيل عبر نماذج خوارزمية تشفير متعددة، مما يسمح بالتكامل السلس داخل إطار عمل المحاكاة الافتراضية شبه الافتراضية. [12]

تاريخ

تم استخدام مصطلح "المحاكاة الافتراضية الجزئية" لأول مرة في الأدبيات البحثية بالاشتراك مع Denali Virtual Machine Manager. [13] ويُستخدم المصطلح أيضًا لوصف المشرفين الافتراضيين Xen و L4 و TRANGO و VMware و Wind River و XtratuM . تستخدم كل هذه المشاريع أو يمكنها استخدام تقنيات المحاكاة الافتراضية الجزئية لدعم الآلات الافتراضية عالية الأداء على أجهزة x86 من خلال تنفيذ آلة افتراضية لا تنفذ الأجزاء التي يصعب إضفاء الطابع الافتراضي عليها من مجموعة تعليمات x86 الفعلية. [14]

في عام 2005، اقترحت VMware واجهة شبه افتراضية، وهي واجهة الآلة الافتراضية (VMI)، كآلية اتصال بين نظام التشغيل الضيف والمشرف الافتراضي. مكنت هذه الواجهة من شبه افتراضية شفافة حيث يمكن تشغيل إصدار ثنائي واحد من نظام التشغيل إما على أجهزة أصلية أو على مشرف افتراضي في وضع شبه افتراضي.

حدث أول ظهور لدعم المحاكاة الافتراضية في Linux مع دمج منفذ ppc64 في عام 2002، [15] والذي دعم تشغيل Linux كضيف محاكاة افتراضية على أجهزة IBM pSeries (RS/6000) وiSeries (AS/400).

في مؤتمر USENIX في عام 2006 في بوسطن، ماساتشوستس ، تعاون عدد من بائعي تطوير Linux (بما في ذلك IBM وVMware وXen وRed Hat) على شكل بديل من المحاكاة الافتراضية، تم تطويره في البداية بواسطة مجموعة Xen، يسمى "paravirt-ops". [16] تم تضمين كود paravirt-ops (غالبًا ما يتم اختصاره إلى pv-ops) في نواة Linux الرئيسية اعتبارًا من إصدار 2.6.23، ويوفر واجهة مستقلة عن المشرف الافتراضي بين المشرف الافتراضي ونواة الضيف. ظهر دعم التوزيع لنواة الضيف pv-ops بدءًا من Ubuntu 7.04 وRedHat 9. تدعم مشرفات Xen الافتراضية المستندة إلى أي نواة 2.6.24 أو أحدث ضيوف pv-ops، كما يفعل منتج Workstation من VMware بدءًا من الإصدار 6. [17]

المحاكاة الافتراضية الهجينة

يجمع المحاكاة الافتراضية الهجينة بين تقنيات المحاكاة الافتراضية الكاملة وبرامج التشغيل شبه الافتراضية للتغلب على القيود باستخدام المحاكاة الافتراضية الكاملة بمساعدة الأجهزة. [18]

يستخدم نهج المحاكاة الافتراضية الكامل بمساعدة الأجهزة نظام تشغيل ضيف غير معدّل يتضمن العديد من مصائد الآلة الافتراضية التي تنتج تكاليف وحدة معالجة مركزية عالية تحد من قابلية التوسع وكفاءة دمج الخادم. [19] يتغلب نهج المحاكاة الافتراضية الهجين على هذه المشكلة.

محاكاة سطح المكتب

تقوم تقنية المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب بفصل سطح المكتب المنطقي عن الجهاز المادي.

يمكن اعتبار أحد أشكال المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب، البنية الأساسية لسطح المكتب الافتراضي (VDI)، شكلاً أكثر تقدمًا من أشكال المحاكاة الافتراضية للأجهزة. فبدلاً من التفاعل مع جهاز كمبيوتر مضيف مباشرةً عبر لوحة مفاتيح وفأرة وشاشة، يتفاعل المستخدم مع الكمبيوتر المضيف باستخدام كمبيوتر سطح مكتب آخر أو جهاز محمول عن طريق اتصال شبكة، مثل شبكة LAN أو شبكة LAN لاسلكية أو حتى الإنترنت . بالإضافة إلى ذلك، يصبح الكمبيوتر المضيف في هذا السيناريو كمبيوتر خادم قادرًا على استضافة أجهزة افتراضية متعددة في نفس الوقت لمستخدمين متعددين. [20]

تقدم شركات مثل HP و IBM نموذج VDI هجينًا مع مجموعة من برامج المحاكاة الافتراضية ونماذج التسليم لتحسين قيود الحوسبة العميلية الموزعة . [21] تنقل بيئات العميل المحددة أحمال العمل من أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى إلى خوادم مركز البيانات، مما يؤدي إلى إنشاء عملاء افتراضيين مُدارين جيدًا، مع استضافة التطبيقات وبيئات تشغيل العميل على الخوادم والتخزين في مركز البيانات. بالنسبة للمستخدمين، هذا يعني أنه يمكنهم الوصول إلى سطح المكتب الخاص بهم من أي مكان، دون الارتباط بجهاز عميل واحد. نظرًا لأن الموارد مركزية، لا يزال بإمكان المستخدمين الذين يتنقلون بين مواقع العمل الوصول إلى نفس بيئة العميل بتطبيقاتهم وبياناتهم. [21] بالنسبة لمسؤولي تكنولوجيا المعلومات، هذا يعني بيئة عميل أكثر مركزية وكفاءة وأسهل في الصيانة وقادرة على الاستجابة بشكل أسرع للاحتياجات المتغيرة للمستخدم والأعمال. [22] يسمح شكل آخر، وهو المحاكاة الافتراضية للجلسات، لمستخدمين متعددين بالاتصال وتسجيل الدخول إلى جهاز كمبيوتر مشترك ولكنه قوي عبر الشبكة واستخدامه في وقت واحد. يتم منح كل منهم سطح مكتب ومجلد شخصي يخزنون فيه ملفاتهم. [20] باستخدام تكوين متعدد المقاعد ، يمكن إنجاز عملية محاكاة الجلسة باستخدام جهاز كمبيوتر واحد متصل بشاشات متعددة ولوحات مفاتيح وفئران.

إن أجهزة الكمبيوتر النحيفة ، والتي تُستخدم في أجهزة الكمبيوتر المكتبية الافتراضية، عبارة عن أجهزة كمبيوتر بسيطة و/أو رخيصة الثمن ومصممة في الأساس للاتصال بالشبكة. وقد تفتقر هذه الأجهزة إلى مساحة تخزين كبيرة على القرص الصلب أو ذاكرة الوصول العشوائي أو حتى قوة المعالجة ، ولكن العديد من المؤسسات بدأت تنظر إلى الفوائد من حيث التكلفة المترتبة على التخلص من أجهزة الكمبيوتر المكتبية "الثقيلة" المليئة بالبرامج (وتتطلب رسوم ترخيص البرامج) وإجراء استثمارات أكثر استراتيجية. [23]

تبسط تقنية المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب عملية إدارة إصدارات البرامج والتصحيحات، حيث يتم تحديث الصورة الجديدة ببساطة على الخادم، ويحصل سطح المكتب على الإصدار المحدث عند إعادة التشغيل. كما تتيح التحكم المركزي في التطبيقات التي يُسمح للمستخدم بالوصول إليها على محطة العمل.

يؤدي نقل أجهزة سطح المكتب الافتراضية إلى السحابة إلى إنشاء أجهزة سطح مكتب افتراضية مستضافة (HVDs)، حيث تتم إدارة صور سطح المكتب وصيانتها مركزيًا بواسطة شركة استضافة متخصصة. تتضمن الفوائد إمكانية التوسع وتقليل الإنفاق الرأسمالي، والذي يتم استبداله بتكلفة تشغيل شهرية. [24]

الحاويات

تشير المحاكاة الافتراضية على مستوى نظام التشغيل، والمعروفة أيضًا باسم الحاويات ، إلى ميزة نظام التشغيل التي تسمح فيها النواة بوجود حالات متعددة معزولة لمساحة المستخدم . قد تبدو مثل هذه الحالات، والتي تسمى الحاويات، [25] أو الأقسام أو البيئات الافتراضية (VEs) أو السجون ( سجن FreeBSD أو سجن chroot )، وكأنها أجهزة كمبيوتر حقيقية من وجهة نظر البرامج التي تعمل فيها. يمكن لبرنامج كمبيوتر يعمل على نظام تشغيل عادي رؤية جميع الموارد (الأجهزة المتصلة والملفات والمجلدات ومشاركات الشبكة وطاقة وحدة المعالجة المركزية وقدرات الأجهزة القابلة للقياس) لهذا الكمبيوتر. ومع ذلك، لا يمكن للبرامج التي تعمل داخل الحاوية رؤية محتويات الحاوية والأجهزة المخصصة للحاوية إلا.

يوفر هذا العديد من الفوائد التي تتمتع بها الآلات الافتراضية مثل التوحيد القياسي وقابلية التوسع، مع استخدام موارد أقل حيث تتم مشاركة النواة بين الحاويات. [26]

بدأت الحاويات تكتسب أهمية في عام 2014، مع تقديم Docker . [27] [28]

أنواع متنوعة

برمجة
ذاكرة
تخزين
بيانات
شبكة

الفوائد والعيوب

لقد أثبتت المحاكاة الافتراضية، وعلى وجه الخصوص المحاكاة الافتراضية الكاملة، أنها مفيدة في:

  • مشاركة نظام الكمبيوتر بين مستخدمين متعددين؛
  • عزل المستخدمين عن بعضهم البعض (وعن برنامج التحكم)؛
  • محاكاة الأجهزة الجديدة لتحقيق تحسينات في الموثوقية والأمان والإنتاجية.

الهدف المشترك من المحاكاة الافتراضية هو توحيد المهام الإدارية مع تحسين قابلية التوسع والاستخدام العام لموارد الأجهزة. باستخدام المحاكاة الافتراضية، يمكن تشغيل العديد من أنظمة التشغيل بالتوازي على وحدة معالجة مركزية واحدة . يميل هذا التوازي إلى تقليل التكاليف العامة ويختلف عن تعدد المهام، والذي يتضمن تشغيل العديد من البرامج على نفس نظام التشغيل. باستخدام المحاكاة الافتراضية، يمكن للمؤسسة إدارة التحديثات والتغييرات السريعة لنظام التشغيل والتطبيقات بشكل أفضل دون إزعاج المستخدم.

في نهاية المطاف، تعمل المحاكاة الافتراضية على تحسين كفاءة وتوافر الموارد والتطبيقات في المؤسسة بشكل كبير. فبدلاً من الاعتماد على النموذج القديم "خادم واحد، تطبيق واحد" الذي يؤدي إلى عدم استخدام الموارد بشكل كافٍ، يتم تطبيق الموارد الافتراضية بشكل ديناميكي لتلبية احتياجات العمل دون أي فائض". [30]

تتطلب الآلات الافتراضية التي تعمل بأنظمة تشغيل خاصة ترخيصًا، بغض النظر عن نظام التشغيل الخاص بالآلة المضيفة. على سبيل المثال، يتطلب تثبيت Microsoft Windows في ضيف آلة افتراضية استيفاء متطلبات الترخيص الخاصة به. [31] [32] [33]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ اي بي سي دي رودريغيز-هارو، فرناندو؛ فريتاج، فيليكس؛ نافارو، لياندرو؛ هيرنانشيز سانشيز، إفراين؛ فارياس ميندوزا، نيكاندرو؛ غيريرو إيبانيز، خوان أنطونيو؛ غونزاليس بوتس ، أبولينار (2012/01/01). “ملخص لتقنيات المحاكاة الافتراضية”. تقنية بروسيديا . المؤتمر الأيبيري الأمريكي لعام 2012 حول هندسة الإلكترونيات وعلوم الكمبيوتر. 3 : 267-272. دوى : 10.1016/j.protcy.2012.03.029 . ISSN  2212-0173.
  2. ^ ab Turban, E; King, D.; Lee, J.; Viehland, D. (2008). "19". التجارة الإلكترونية منظور إداري (PDF) (الطبعة الخامسة). برنتيس هول. ص 27.
  3. ^ آدامز، كيث. "مقارنة بين تقنيات البرمجيات والأجهزة لمحاكاة x86" (PDF) . تم الاسترجاع في 20 يناير 2013 .
  4. ^ كريس باركلي، نهج جديد لإضفاء الطابع الافتراضي على أجهزة x86 ، Network World ، 20 أكتوبر 2006
  5. ^ توربان، إي؛ كينج، دي؛ لي، جيه؛ فيلاند، دي (2008). "الفصل 19: بناء تطبيقات وبنية أساسية للتجارة الإلكترونية". التجارة الإلكترونية من منظور إداري . برنتيس هول. ص 27.
  6. ^ "الافتراضية في التعليم" (PDF) . IBM . أكتوبر 2007 . تم الاسترجاع في 6 يوليو 2010 . الحاسوب الافتراضي هو تمثيل منطقي للحاسوب في صورة برمجية. من خلال فصل الأجهزة المادية عن نظام التشغيل، توفر الافتراضات مرونة تشغيلية أكبر وتزيد من معدل استخدام الأجهزة المادية الأساسية.
  7. ^ VMware (11 سبتمبر 2007). "Understanding Full Virtualization, Paravirtualization, and Hardware Assist" (PDF) . VMware . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2008-05-11 . تم الاسترجاع في 2021-05-20 .
  8. ^ Creasy, RJ (1981). "The Origin of the VM/370 Time-sharing System" (PDF) . IBM . تم الاسترجاع في 26 فبراير 2013 .
  9. ^ IBM System/370 Extended Architecture Interpretive Execution (PDF) (الطبعة الأولى). IBM. يناير 1984. SA22-7095-0 . تم الاسترجاع في 27 أكتوبر 2022 .
  10. ^ "VIA تقدم معالجات VIA Nano 3000 Series الجديدة". www.via.com.tw (بيان صحفي). مؤرشف من الأصل في 22 يناير 2013. تم الاسترجاع في 10 أكتوبر 2022 .
  11. ^ "تثبيت برامج تشغيل GPLPV الموقعة في نسخ Windows Xen". Univention Wiki . تم الاسترجاع في 2013-04-10 . برنامج تشغيل GPLPV هو برنامج تشغيل لنظام Microsoft Windows، والذي يمكن أنظمة Windows DomU الافتراضية في Xen من الوصول إلى الشبكة وحظر برامج تشغيل Xen Dom0. يوفر هذا زيادة كبيرة في الأداء والموثوقية مقارنة بالأجهزة القياسية التي تحاكيها Xen/Qemu/Kvm.
  12. ^ أرمسترونج، د (2011). "مشكلات الأداء في السحابات: تقييم انتشار الصور الافتراضية وعمليات الإدخال/الإخراج شبه الافتراضية". مجلة الكمبيوتر . 54 (6): 836-849. doi :10.1093/comjnl/bxr011.
  13. ^ A. Whitaker; M. Shaw; SD Gribble (2002). "Denali: Lightweight Virtual Machines for Distributed and Networked Applications". تقرير فني لجامعة واشنطن. مؤرشف من الأصل في 2008-01-14 . تم الاسترجاع في 2006-12-09 .
  14. ^ Strobl, Marius (2013). Virtualization for Reliable Embedded Systems. ميونيخ: GRIN Publishing GmbH. ص 54، 63. ISBN 978-3-656-49071-5.
  15. ^ أنطون بلانشارد. "إضافة دعم ppc64". kernel.org . تم الاسترجاع في 2024-04-24 .
  16. ^ "XenParavirtOps – Xen". Wiki.xenproject.org . تم الاسترجاع في 2017-03-03 .
  17. ^ "VMware تقدم الدعم لـ Cross-Platform Paravirtualization – VMware". VMware. 16 مايو 2008. مؤرشف من الأصل في 13 أبريل 2011.
  18. ^ Jun Nakajima و Asit K. Mallick, "Hybrid-Virtualization—Enhanced Virtualization for Linux" Archived 2009-01-07 at the Wayback Machine , in Proceedings of the Linux Symposium , Ottawa, June 2007.
  19. ^ انظر "Hybrid Virtualization: The Next Generation of XenLinux". أرشيف 20 مارس 2009، على موقع Wayback Machine
  20. ^ "استراتيجيات تبني الاستهلاك" (PDF) . شركة مايكروسوفت. أبريل 2011. ص. 9. مؤرشف من الأصل (PDF) في 15 أغسطس 2011. تم الاسترجاع في 22 يوليو 2011 .
  21. ^ ab Chernicoff, David, "HP VDI Moves to Center Stage", ZDNet, 19 أغسطس 2011.
  22. ^ بابوراجان، راجاني، "فرصة سوق التخزين السحابي الصاعدة تعزز البائعين"، infoTECH، 24 أغسطس 2011. It.tmcnet.com. 2011-08-24.
  23. ^ "تحاول تقنية المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب إيجاد مكان لها في المؤسسات". Dell.com . تم الاسترجاع في 2012-06-19 .
  24. ^ "HVD: the cloud's silverlined" (PDF) . Intrinsic Technology. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2 أكتوبر 2012 . تم الاسترجاع في 30 أغسطس 2012 .
  25. ^ هوج، سكوت (2014-05-26). "حاويات البرامج: تُستخدم بشكل متكرر أكثر مما يدركه معظم الناس". Network World . Network World, Inc. تم الاسترجاع في 2015-07-09 .
  26. ^ غاندي، راجيف (2019-02-06). "فوائد الحاويات وما تعنيه بالنسبة لك". مدونة IBM . تم الاسترجاع في 2024-03-15 .
  27. ^ فوغان نيكولز، ستيفن جيه. (21 مارس 2018). "ما هو Docker ولماذا هو شائع جدًا؟". ZDNet . CBS Interactive .
  28. ^ بتلر، براندون (10 يونيو 2014). "Docker 101: ما هو ولماذا هو مهم". Network World . IDG .
  29. ^ "Enterprise Systems Group White paper, Page 5" (PDF) . Enterprise Strategy Group White Paper wrote and published on August 20, 2011 by Mark Peters. أرشيف من الأصل (PDF) في 30 مارس 2012 . تم الاسترجاع في 18 يوليو 2013 .
  30. ^ "الافتراضية في التعليم" (PDF) . آي بي إم . أكتوبر 2007. تم استرجاعه في 6 يوليو 2010 .
  31. ^ فولي، ماري جو (5 يوليو 2012). "مايكروسوفت تعلن عن إصدارات Windows Server 2012، الترخيص". ZDNet . CBS Interactive . أوضح فين أن Standard يغطي وحدتي معالجة مركزية في مضيف، وينتقل من VOSE (بيئة نظام تشغيل افتراضية - تثبيت قياسي مجاني واحد في جهاز افتراضي على هذا المضيف) إلى اثنتين، و"يحتوي الآن على جميع ميزات وقابلية التوسع لـ Datacenter". وأشار إلى أنه ستكون هناك زيادة صغيرة في السعر، لكنه قال إنه يعتقد أن هذا لن يهم، لأنه "يجب أن يكون افتراضيًا على أي حال وسوف يعوض مضاعفة حقوق VOSE. كان Windows Server Datacenter يحتوي على ترخيصين لوحدة معالجة مركزية واحدة على الأقل مع VOSEs غير محدودة. قال فين: "الآن أصبح رمزًا أبسط يغطي وحدتي معالجة مركزية في مضيف مع VOSEs غير محدودة".
  32. ^ "الأسئلة الشائعة حول ترخيص وتسعير Windows Server 2012" (PDF) . Microsoft . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2012 .
  33. ^ "ترخيص نظام تشغيل سطح المكتب Windows للاستخدام مع الآلات الافتراضية" (PDF) . microsoft.com . Microsoft . تم الاسترجاع في 22 ديسمبر 2018 .
ابحث عن كلمة virtualization في ويكاموس، القاموس الحر.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ المحاكاة الافتراضية .
  • مقدمة عن المحاكاة الافتراضية أرشيف 2020-10-22 على موقع Wayback Machine ، يناير 2004، بقلم أميت سينغ
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الافتراضية&oldid=1260930650#الأجهزة_المدعمة"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate