Si treballeu a la indústria del programari o al seu voltant, probablement heu sentit parlar de màquines virtuals. Si no, potser us preguntareu què són i per a què serveixen.

Com a enginyer de programari, faig servir màquines virtuals diàriament. Són eines potents en el desenvolupament de programari, però també tenen altres usos. També conegudes com a màquines virtuals, moltes empreses les utilitzen per la seva flexibilitat, fiabilitat i rendibilitat; també eviten els desastres de les proves de programari fugides.

Anem a veure què són les màquines virtuals i per què s'utilitzen.

Què és una màquina virtual?

Una màquina virtual és una instància d'un sistema operatiu (SO) com Windows, Mac OS o Linux que s'executa dins del sistema operatiu principal d'un ordinador.

Normalment, s'executa en una finestra d'aplicació a l'escriptori. Una màquina virtual té una funcionalitat completa i actua com un ordinador o màquina independent. En essència, una màquina virtual és un ordinador virtual que s'executa dins d'un altre ordinador conegut com a màquina host.

Imatge 1: màquina virtual que s'executa en un ordinador portàtil.

Una màquina virtual no ho fa. No disposa de maquinari (memòria, disc dur, teclat o monitor). Utilitza maquinari simulat de la màquina host. Per això, es poden executar diverses màquines virtuals, també anomenades "convidats", en una única màquina amfitrió.

Imatge 2: màquina amfitriona que executa diverses màquines virtuals.

L'amfitrió també pot executar diverses màquines virtuals amb diferents operacionssistemes, inclosos Linux, Mac OS i Windows. Aquesta capacitat depèn del programari anomenat hipervisor (vegeu la imatge 1 anterior). L'hipervisor s'executa a la màquina amfitrió i us permet crear, configurar, executar i gestionar màquines virtuals.

L'hipervisor assigna espai en disc, programa el temps de processament i gestiona l'ús de memòria per a cada màquina virtual. Això és el que fan aplicacions com Oracle VirtualBox, VMware, Parallels, Xen, Microsoft Hyper-V i moltes altres: són hipervisors.

Un hipervisor es pot executar en un ordinador portàtil, un ordinador o un servidor. Fa que les màquines virtuals estiguin disponibles per a l'ordinador local o els usuaris distribuïts per una xarxa.

Diferents tipus de màquines virtuals i entorns requereixen diferents tipus d'hipervisors. Fem una ullada a algunes d'elles.

Tipus de màquines virtuals

Màquines virtuals del sistema

Les màquines virtuals del sistema, de vegades anomenades virtualització completa, són executades per un hipervisor i proporcionen el funcionalitat d'un sistema informàtic real. Utilitzen el sistema operatiu natiu de l'amfitrió per gestionar i compartir els recursos del sistema.

Les màquines virtuals del sistema sovint requereixen un amfitrió potent amb CPU ràpides o múltiples, grans quantitats de memòria i tones d'espai en disc. Alguns, que funcionen en ordinadors personals o portàtils, poden no requerir la potència de càlcul que necessiten els servidors virtuals de les grans empreses; tanmateix, funcionaran lentament si el sistema amfitrió no és adequat.

Process VirtualMàquines

Les màquines virtuals de processament són força diferents de les SVM; és possible que les tinguis en execució a la teva màquina i ni tan sols ho saps. També es coneixen com a màquines virtuals d'aplicacions o entorns d'execució gestionats (MRE). Aquestes màquines virtuals s'executen dins d'un sistema operatiu amfitrió i admeten aplicacions o processos del sistema.

Per què utilitzar un PVM? Realitzen serveis sense dependre de sistemes operatius o maquinari específics. Tenen el seu petit sistema operatiu amb només els recursos que necessiten. L'MRE es troba en un entorn separat; no importa si s'executa a Windows, Mac OS, Linux o qualsevol altra màquina amfitrió.

Una de les màquines virtuals de processos més habituals és una de la qual probablement n'hagueu sentit a parlar i que heu vist s'executa en el teu ordinador. S'utilitza per executar aplicacions Java i s'anomena Java Virtual Machine o JVM per abreujar.

Tipus d'hipervisors

La majoria de les màquines virtuals que ens ocupen utilitzen un hipervisor perquè emulen tot un sistema informàtic. Hi ha dos tipus diferents d'hipervisors: els hipervisors de metall nu i els hipervisors allotjats. Fem una ullada ràpida a tots dos.

Bare Metal Hypervisor

Els BMH també es poden anomenar hipervisors natius i s'executen directament al maquinari de l'amfitrió en lloc d'executar-se dins del sistema operatiu de l'amfitrió. De fet, ocupen el lloc del sistema operatiu de l'amfitrió, la programació igestionar l'ús de maquinari de cada màquina virtual, eliminant així l'"home intermedi" (el sistema operatiu de l'amfitrió) en el procés.

Els hipervisors natius s'utilitzen normalment per a les màquines virtuals empresarials a gran escala, que les empreses utilitzen per oferir als empleats recursos del servidor. Microsoft Azure o Amazon Web Services són màquines virtuals allotjades en aquest tipus d'arquitectura. Altres exemples són KVM, Microsoft Hyper-V i VMware vSphere.

Hypervisor allotjat

Els hipervisors allotjats s'executen en sistemes operatius estàndard, com qualsevol altra aplicació que executem a les nostres màquines. Utilitzen el sistema operatiu de l'amfitrió per gestionar i distribuir recursos. Aquest tipus d'hipervisor és més adequat per a usuaris individuals que necessiten executar diversos sistemes operatius a les seves màquines.

Aquests inclouen aplicacions com Oracle VirtualBox, VMware Workstations, VMware Fusion, Parallels Desktop i moltes altres. Podeu trobar informació més detallada sobre els hipervisors allotjats al nostre article, Millor programari de màquines virtuals.

Per què utilitzar màquines virtuals?

Ara que tens una comprensió bàsica del que és una màquina virtual, probablement pots pensar en algunes aplicacions excel·lents. Aquests són alguns dels principals motius pels quals la gent utilitza màquines virtuals.

1. Rentable

Les màquines virtuals són rendibles en nombroses situacions. Una de les més destacades és en el món empresarial. L'ús de servidors físics per proporcionar recursos als empleats potser molt car. El maquinari no és barat, i mantenir-lo és encara més costós.

L'ús de màquines virtuals com a servidors empresarials s'ha convertit en la norma. Amb les màquines virtuals d'un proveïdor com MS Azure, no hi ha compres inicials de maquinari ni despeses de manteniment. Aquestes màquines virtuals es poden configurar, configurar i utilitzar per només cèntims per hora. També es poden tancar quan no s'utilitzen i no suposa cap cost.

Utilitzar una màquina virtual a la vostra màquina també pot suposar un gran estalvi de diners. Si necessiteu treballar en diversos sistemes operatius o en diferents configuracions de maquinari, podeu

utilitzar diverses màquines virtuals en un mateix amfitrió, sense necessitat de sortir i comprar un ordinador independent per a cada tasca.

2. Escalable i flexible

Ja siguin servidors empresarials o màquines virtuals que s'executen al vostre ordinador portàtil, les màquines virtuals són escalables. És fàcil ajustar els recursos segons les vostres necessitats. Si necessiteu més memòria o espai al disc dur, només cal que aneu a l'hipervisor i torneu a configurar la màquina virtual per tenir-ne més. No cal comprar maquinari nou i el procés es pot completar ràpidament.

3. Configuració ràpida

Es pot configurar ràpidament una màquina virtual nova. He tingut casos en què necessitava una nova configuració de VM, vaig trucar al meu company de feina que les gestionava i les tenia a punt per utilitzar-les en menys d'una hora.

4. Recuperació de desastres

Si intenteu evitar la pèrdua de dades i preparar-vos per a la recuperació de desastres, les VM poden ser uneina genial. Són fàcils de fer una còpia de seguretat i es poden distribuir en diferents ubicacions si cal. Si un tercer com Microsoft o Amazon allotja les màquines virtuals, estaran fora del lloc, la qual cosa significa que les vostres dades estan segures si la vostra oficina es crema.

5. Fàcil de reproduir

La majoria dels hipervisors us permeten fer una còpia, o imatge, d'una màquina virtual. Les imatges us permeten reproduir fàcilment reproduccions exactes de la mateixa màquina virtual base per a qualsevol situació.

En l'entorn en què treballo, oferim a cada desenvolupador una màquina virtual per utilitzar-la per al desenvolupament i les proves. Aquest procés ens permet tenir una imatge configurada amb totes les eines i programari necessaris. Quan tenim un desenvolupador nou incorporat, tot el que hem de fer és fer una còpia d'aquesta imatge i tenen el que necessiten per començar a treballar.

6. Perfecte per a Dev/Test

Un dels millors avantatges d'utilitzar màquines virtuals és que són una eina perfecta per al desenvolupament i proves de programari. Les màquines virtuals permeten als desenvolupadors desenvolupar-se en diverses plataformes i entorns en una màquina. Si aquesta màquina virtual es corromp o es destrueix, se'n pot crear una de nova ràpidament.

Permeten que un verificador tingui un entorn nou net per a cada cicle de prova. He treballat en projectes en què configurem scripts de prova automatitzats que creen una màquina virtual nova, instal·lem la darrera versió del programari, executem totes les proves necessàries i, després, suprimim la màquina virtual un cop finalitzades les proves.

Les VM funcionen de manera esplèndida per aproves de productes i ressenyes com les que fem aquí a SoftwareHow.com. Puc instal·lar aplicacions en una màquina virtual que s'executa a la meva màquina i provar-les sense desordenar el meu entorn principal.

Quan acabi les proves, sempre puc suprimir la màquina virtual i, a continuació, crear-ne una de nova quan la necessiti. Aquest procés també em permet fer proves en diverses plataformes tot i que només tinc una màquina Windows.

Final Words

Com podeu veure, les màquines virtuals són una eina rendible i versàtil que pot servir per a moltes aplicacions. Ja no necessitem comprar, configurar i mantenir un maquinari car per proporcionar accés al servidor per a provadors, desenvolupadors i altres. Les màquines virtuals ens donen la flexibilitat per crear fàcilment i ràpidament els sistemes operatius, el maquinari i els entorns que necessitem, en qualsevol moment.