Μια εικονική μηχανή (Virtual Machine) είναι η εικονικοποίηση ή η εξομοίωση ενός φυσικού συστήματος υπολογιστή. Παρέχει όλες τις λειτουργίες ενός πραγματικού, φυσικού υπολογιστή, αλλά δεν είναι ένα απτό φυσικό αντικείμενο, μόνο μια εξομοίωση ενός PC.  Ένα VM, που ονομάζεται επίσης «επισκέπτης, guest», είναι χτισμένο σε έναν φυσικό υπολογιστή που ονομάζεται «host», χρησιμοποιώντας πόρους όπως οι πυρήνες της CPU και η μνήμη ενός υπολογιστή (host).  Ένα VM έχει δύο οπτικές γωνίες προσέγγισης: το backend (το πώς λειτουργεί) και το frontend (η εμπειρία χρήστη ενός VM). 

Στο παρόν θα γίνει μια προσπάθεια επεξήγησης των VMs, του τρόπου λειτουργίας τους και γιατί πλέον η τάση, ειδικά στο cloud που απαιτεί διακομιστές υπηρεσιών software, είναι να δημιουργούνται VMs και να φιλοξενούν υπηρεσίες cloud. Σήμερα οι περισσότερες υπηρεσίας μας, που παρέχονται από λογισμικά της CITIBILL AE, μέσω cloud, φιλοξενούνται από VMs των green cloud & data Servers, της ΙΩΝΙΚΗ Cloud.

 

How to run the VMs;

A VM is created on a physical machine, a normal server with, of course, computer components such as CPU cores, the motherboard, RAM, storage drives, GPU, and many more. Depending on the type of a hypervisor solution (hypervisor), this server has either pre-installed operating system (OS) or run on a a hypervisor solution without ready operating system, but in an environment of creating VMs with different OSs.

A hypervisor enables virtualization. It is a software that helps in the creation, execution and management of virtual machines and the underlying common natural resources. It allows one physical machine to perform multiple virtual machines on this. 

Με έναν hypervisor, ένας διαχειριστής IT δημιουργεί νέες εικονικές μηχανές και τους εκχωρεί φυσικούς πόρους. Παρακολουθεί τη χρήση πόρων και απομονώνει VM. Κάθε VM έχει το δικό του λειτουργικό σύστημα (μπορεί επίσης να έχει διαφορετικά λειτουργικά συστήματα) και ο hypervisor διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ του λειτουργικού συστήματος του VM και του υποκείμενου φυσικού διακομιστή.

Η χρήση πόρων είναι ευέλικτη σε ένα εικονικό περιβάλλον, πράγμα που σημαίνει ότι ένας hypervisor μπορεί εύκολα να βοηθήσει στην αύξηση ή τη μείωση των πόρων που διατίθενται σε ένα VM. Με αυτόν τον τρόπο, οι hypervisors δημιουργούν πολλαπλές εικονικές μηχανές (ή εικονικούς διακομιστές) σε έναν φυσικό διακομιστή. Κάθε εικονική μηχανή είναι ένας αυτόνομος υπολογιστής με λειτουργικό σύστημα και πόρους (δανεισμένους από τους υποκείμενους φυσικούς πόρους).

Parallers Desktop

Το Parallels Desktop αποτελεί μια πρωτοποριακή λύση στον τομέα της εικονικοποίησης, καθιστώντας δυνατή την ταυτόχρονη λειτουργία διαφορετικών λειτουργικών συστημάτων σε περιβάλλον macOS. Μέσω της εκτέλεσης εικονικών μηχανών, χρήστες Mac μπορούν να τρέχουν Windows, Linux, και άλλα λειτουργικά, παρέχοντας ευελιξία σε εφαρμογές και παιχνίδια που παραδοσιακά δεν ήταν διαθέσιμα στο macOS. Αυτή η δυνατότητα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για επαγγελματίες στον τομέα της ανάπτυξης λογισμικού, του σχεδιασμού, καθώς και για χρήστες που χρειάζονται εφαρμογές ειδικού σκοπού ή παιχνίδια που είναι διαθέσιμα μόνο για Windows.

Η ευκολία χρήσης του Parallels Desktop είναι άλλο ένα σημαντικό πλεονέκτημα, με την εγκατάσταση και διαχείριση των εικονικών μηχανών να γίνεται με απλό και άμεσο τρόπο. Το λογισμικό προσφέρει υψηλή απόδοση, επιτρέποντας στους χρήστες να εκτελούν απαιτητικές εφαρμογές και παιχνίδια χωρίς σημαντικές επιδόσεις. Παράλληλα, η στενή ενσωμάτωση με το λειτουργικό σύστημα macOS διασφαλίζει ότι η εμπειρία χρήσης παραμένει άρτια, με δυνατότητες όπως η κοινή χρήση αρχείων και φακέλων, καθώς και η συνέργεια εφαρμογών ανάμεσα στα εικονικά και φυσικά περιβάλλοντα. Η υιοθέτηση του Parallels Desktop από επαγγελματίες και ενθουσιώδεις χρήστες επιβεβαιώνει την αξία του στο να γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ διαφορετικών λειτουργικών συστημάτων, αποκτώντας μια κεντρική θέση στο οικοσύστημα της εικονικοποίησης για Mac.

How they perceive the end-users of the virtual machine?
Από την οπτική γωνία ενός χρήστη, ένα VM λειτουργεί ακριβώς όπως ένα ενιαίο φυσικό μηχάνημα.Οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση σε μεμονωμένα VMs όπως ακριβώς σε ένα κανονικό περιβάλλον ενός υπολογιστή. Οι χρήστες συνδέονται για να δουν την αρχική οθόνη και να έχουν πρόσβαση, να φορτώνουν, να αποθηκεύουν, να ενημερώνουν και να χειριστούν αρχεία, εφαρμογές και δεδομένα όπως θα έκαναν σε έναν μόνο φυσικό υπολογιστή. Κατά συνέπεια ο τελικός χρήστης δεν μπορεί εύκολα να αντιληφθεί αν στο περιβάλλον που συνδέθηκε υπάρχει φυσική υποδομή ή VM.
Πλεονεκτήματα του server virtualization
Why virtual machines?
A virtual machine you don't need new data, just sharing what is available. This enables operators to provide multiple machines without occupying huge natural space with servers, to buy a lot of natural components and are responsible for maintenance of all this physical infrastructure.

Efficient use of resources

Most applications use only small amounts of natural resources each time. Creating a VM, you can divide the natural resources and to ensure that many of the applications that are running in a different VM will use them in the best way. An example would be the websites that their application is for information purposes only. These pages as volume and have to display require minimal resources from a computer, along with the Web Server i.e. 2 cores 4-8Gb of memory and minimum disc 5-6Gbyte the more. Such a computer today, do you consider old technology. The other Web Server management 60% of websites that exist today, is satisfactory. It is reasonable, therefore, to be hosted in a VM.

Security

A virtual machine is isolated from the host server, the operating system and other VM. This means that it works as a friendly sandbox, an isolated system that does not affect other VMS or hosts during a security breach. Any malicious activity is isolated to the individual VM and provides better organizational security. This has the benefit that a remote malicious act will affect one of the virtual machines of the actual computer and not all of them, or the machine itself.

Businesses can also use virtual machines to test software, apps, and updates before you deploy to the production environment. 

The reproduction of virtual machines helps in creating data backup and recovery to disasters, adding another level of data security. The VM output can be easily and quickly copied. These duplicates are migrated to different physical servers and are stored as a backup recovery disaster.

Portability

The virtual machines can easily be moved from one physical server to another with the following ways:

  • Cold migration (Cold migration): Disable and relocation 
  • Warm immigration (Hot migration): Happened relocation while still be performed to ensure the uninterrupted operation 

This makes it very easy for companies to move servers and data centers, or to transfer operating systems of internal installation in the cloud.

Cloud IaaS

Το μοντέλο cloud υποδομής ως υπηρεσία (IaaS) περιλαμβάνει παροχή υπολογιστικών πόρων κατ’ απαίτηση και τα εικονικά μηχανήματα μάς επιτρέπουν να κάνετε ακριβώς αυτό. Μπορεί να μην θέλετε να γίνετε πάροχος cloud IaaS, αλλά η ομάδα IT σας μπορεί να διαθέσει υπολογιστικούς πόρους σε ομάδες όταν τους χρειάζονται. Αυτό κάνουμε ουσιαστικά στην ΙΩΝΙΚΗ Cloud.

Cost-effective

Η χρήση εικονικών μηχανών είναι μια οικονομικά αποδοτική διαδικασία όσον αφορά την εσωτερική (όπως αποθήκευση και μνήμη RAM) και εξωτερική (χώρος δωματίου διακομιστή και βοηθητικά προγράμματα) χρήσης πόρων. Τα εικονικά μηχανήματα σας επιτρέπουν να φιλοξενείτε πολλούς διακομιστές και εφαρμογές σε έναν φυσικό διακομιστή αντί για ξεχωριστούς διακομιστές και έτσι μειώνουν τη χρήση χώρου και βοηθητικών προγραμμάτων και βελτιστοποιούν τη χρήση πόρων. Από δική μας εμπειρία, σε μια πρώτη εγκατάσταση, εξοικονομήσαμε τους μισούς υπολογιστές όταν εγκαταστήσαμε από 2VMs σε κάθε πρώην φυσικό διακομιστή.

Scalability

They can create a new VM and the existing VM to be cloned easily, giving you the ability to quickly create new servers based on the needs of the business. This makes scaling more efficient and faster than the use of physical servers.

The distribution of natural resources can also be increased or decreased quickly depending on usage and needs, allowing you to scale individual servers VM faster.

Advantages of using VM

Virtual machines offer a lot of great advantages, and allow companies to optimize their resources and operate seamlessly. Some of the well-known advantages are:

 

Ένας μεμονωμένος διακομιστής με 16 πυρήνες και 64 GB RAM είναι περίπου 60 x 8 x 80 εκατοστά και μπορεί εύκολα να υποστηρίξει 4-6 VMs. Οι οργανισμοί μπορούν να μειώσουν σημαντικά το φυσικό υλικό και τον χώρο διακομιστών με τα VMs, όπως αναφέραμε παραπάνω.

Όλα τα VMs και οι κεντρικοί υπολογιστές σε ένα σύμπλεγμα μπορούν να διαχειρίζονται από μια κεντρική τοποθεσία χρησιμοποιώντας λύσεις όπως το Virtual Machine Manager της Microsoft. Αυτό σας δίνει υψηλή ορατότητα και πρόσβαση σε ολόκληρη την αρχιτεκτονική. Ένας διαχειριστής εικονικής πραγματικότητας ενοποιεί τη λειτουργικότητα ενός “υπερεπόπτη” και επιτρέπει τη διαχείριση όλων των εικονικών μηχανών από μία μόνο τοποθεσία.

Η εκτέλεση πολλών εικονικών μηχανών σε έναν φυσικό διακομιστή σάς βοηθά να βελτιστοποιήσετε τους πόρους και απαιτεί λιγότερους φυσικούς διακομιστές. Τέλος, το μειωμένο μέγεθος του συμπλέγματος διακομιστών μειώνει τη χρησιμότητα και την κατανάλωση ενέργειας. Εμείς στο τεχνολογικό πάρκο της Διομήδειας, έχουμε πράσινη ενέργεια από φωτοβολταϊκά για την παροχή ρεύματος σε όλο το cloud center

Ο χρόνος που απαιτείται για την ενεργοποίηση των VMs, τη μετεγκατάστασή τους μεταξύ διακομιστών και τη μετεγκατάσταση εφαρμογών μεταξύ εικονικών μηχανών είναι πολύ μικρότερος από τους φυσικούς διακομιστές. Σε περίπτωση αποκατάστασης από βλάβη, υπάρχει η δυνατότητα να τεθούν  σε λειτουργία οι υπηρεσίες πολύ πιο γρήγορα σε ένα εφεδρικό VM και να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος  διακοπής λειτουργίας

Μόλις ρυθμίσετε την υποδομή πληροφορικής ΙΤ σας, με φυσικούς διακομιστές, η κλιμάκωση της αρχιτεκτονικής είναι πολύ πιο εύκολη και γρήγορη με τα VM. Όταν η επιχείρησή σας χρειάζεται περισσότερα μηχανήματα, πρέπει να δημιουργήσετε νέα VM μέσα σε δευτερόλεπτα. Και όταν τα VM χρειάζονται περισσότερη επεξεργαστική ισχύ, μπορείτε εύκολα και γρήγορα να αυξήσετε την κατανομή πόρων χωρίς διακοπές λειτουργίας.

Η εκτέλεση ενημερώσεων συστήματος και ενημερώσεων κώδικα λογισμικού σε ένα σύμπλεγμα φυσικών διακομιστών είναι χρονοβόρα και εντατική. Ωστόσο, με τα VM, μπορείτε να διαθέσετε ενημερώσεις και ενημερώσεις κώδικα ταυτόχρονα από μια τοποθεσία είναι εφικρό να πραγματοποιούνται.

You don't need to worry about compatibility when you make hardware updates, as well as the functions virtual machine (apart from performance) is not affected, and all of your applications depend only on the main virtual system.

Disadvantages of using VMs

The VMs have their own disadvantages that may make their application somewhat complicated and tedious. Some of these disadvantages are:

Το κόστος απόκτησης μπορεί να είναι υψηλό: Ενώ τα εικονικά μηχανήματα εξοικονομούν χρήματα μακροπρόθεσμα, η αρχική επένδυση μπορεί να είναι υψηλότερη, καθώς πρέπει να αγοράσετε διακομιστές υψηλής απόδοσης για να φιλοξενήσετε πολλά εικονικά μηχανήματα και να αγοράσετε διάφορες άδειες χρήσης.

Η ρύθμιση μπορεί να είναι πολύπλοκη: Η εγκατάσταση μιας πλήρους εικονικής αρχιτεκτονικής με μηχανήματα, δίκτυα και δρομολόγηση μπορεί να είναι λίγο περίπλοκη.

Ομαδοποίηση υλικού: Η χρήση λιγότερων φυσικών διακομιστών σημαίνει ότι οι περισσότεροι πόροι σας βρίσκονται σε μια τοποθεσία, κάτι που σε περίπτωση βλάβης του πραγματικού μηχανήματος, θα έχει συνέπειες σε όλα τα VM που φιλοξενούνται.

Η απόδοση μπορεί να επηρεαστεί: Εάν δεν παρέχετε πόρους με έξυπνο τρόπο, θα μπορούσατε να υπερχρονίσετε τον φυσικό διακομιστή, κάτι που θα μπορούσε να προκαλέσει προβλήματα απόδοσης για όλα τα εικονικά μηχανήματα που φιλοξενούνται.

Εικονικές μηχανές εν έτη 2024.

Here are the five most common choices for installation of a VM.

  • Microsoft Windows Server

The brand the Microsoft Windows operating system allows users to create and deploy virtual machines. Accompanied by installation files for Hyper-V (a hypervisor solution from Microsoft) to create a Hyper-V virtual machine in Windows.

  • Microsoft Azure

Το Azure είναι η υπηρεσία cloud computing της Microsoft. H πρόσβαση σε όλες τις υπηρεσίες cloud πραγματοποιείται μέσω της διαδικτυακής πύλης Azure.

  • VMware

The VMware is probably the most well-known technology company cloud computing and virtualization, and one of the first companies to εμπορευματοποίησαν successfully virtualize server. VMWare provides a cloud infrastructure with a hypervisor solution called VMware ESXi for the creation and development of VM on a workstation VMware.

  • AWS

Το Amazon Web Services (AWS) είναι η υπηρεσία cloud computing της Amazon. Λειτουργεί σε βάση πληρωμής ανά χρήση, όπου πληρώνετε μόνο για τους πόρους που χρησιμοποιείτε. Η ρύθμιση ενός VM σε AWS περιλαμβάνει πολλά βήματα και χρειάζεται έναν ολοκληρωμένο οδηγό για τη ρύθμιση των VM με AWS .

  • Google Cloud Platform

Η υπηρεσία υπολογιστικού νέφους της Google, η Google Cloud Platform, προσφέρει ένα σύνολο υπολογιστικών υπηρεσιών στις οποίες οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση μέσω ενός διαδικτυακού γραφικού περιβάλλοντος που ονομάζεται Google Cloud Console. Ο οδηγός του Google Cloud παρέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την ανάπτυξη και την εκκίνηση μιας παρουσία VM στο Google Cloud.

Ομαδοποίηση υλικού: Η χρήση λιγότερων φυσικών διακομιστών σημαίνει ότι οι περισσότεροι πόροι σας βρίσκονται σε μια τοποθεσία, κάτι που σε περίπτωση βλάβης του πραγματικού μηχανήματος, θα έχει συνέπειες σε όλα τα VM που φιλοξενούνται.

Η απόδοση μπορεί να επηρεαστεί: Εάν δεν παρέχετε πόρους με έξυπνο τρόπο, θα μπορούσατε να υπερχρονίσετε τον φυσικό διακομιστή, κάτι που θα μπορούσε να προκαλέσει προβλήματα απόδοσης για όλα τα εικονικά μηχανήματα που φιλοξενούνται.

Εναλλακτικές εικονικές μηχανές εν έτη 2024.

Red Hat has supported the development of software virtualization for big—time improvement of a hypervisor solution KVM and contribution to the KVM, and oVirt από τότε που ιδρύθηκαν και οι δύο εκδόσεις

Το KVM hypervisor είναι πλέον ο πυρήνας όλων των μεγάλων διανομών εικονικοποίησης OpenStack® και Linux και έχει πολύ υψηλή συνολική απόδοση και λειτουργία του μεγαλύτερου πλήθους των VMs με καλή απόδοση σε έναν μόνο διακομιστή. Το Red Hat® Virtualization είναι μια ανοιχτή, καθορισμένη από λογισμικό πλατφόρμα που εικονικοποιεί τους σταθμούς εργασίας Linux και Microsoft Windows. Χτισμένο σε Red Hat Enterprise Linux και KVM, διαθέτει εργαλεία διαχείρισης που εικονικοποιούν πόρους, διεργασίες και εφαρμογές, δίνοντάς σας, μια σταθερή βάση για ένα εγγενές μέλλον στο cloud και σε «containers».

Types of hypervisors

There are 2 different types of hypervisors which can be used for virtualization.

 1. Ένας hypervisor τύπου 1 είναι στο γυμνό «μέταλλο». Οι πόροι VM προγραμματίζονται απευθείας στο υλικό από τον hypervisor. Το KVM είναι ένα παράδειγμα υπερεπόπτη τύπου 1. Το KVM συγχωνεύτηκε στον Linux® in 2007, therefore if you are using a modern version of the Linux , you already have access to the KVM. 

 2. Φιλοξενείται ένας hypervisor τύπου 2. Οι πόροι VM προγραμματίζονται σε ένα λειτουργικό σύστημα κεντρικού υπολογιστή, το οποίο στη συνέχεια εκτελείται έναντι του υλικού. Το VMware Workstation και το Oracle VirtualBox είναι παραδείγματα hypervisors τύπου 2. 

Εκτός από τις εικονικές μηχανές, η τεχνολογία των containers έχει επίσης αναδειχθεί ως μια επαναστατική λύση στον τομέα του virtual και της ανάπτυξης λογισμικού. Οι containers προσφέρουν μια ελαφριά, αποδοτική και φορητή εναλλακτική για την εκτέλεση και διαχείριση εφαρμογών, παρέχοντας τη δυνατότητα να πακετάρεται η εφαρμογή μαζί με τις εξαρτήσεις της σε ένα αυτόνομο περιβάλλον. Αυτό διευκολύνει την ανάπτυξη, τη δοκιμή και την παράδοση εφαρμογών σε διαφορετικά περιβάλλοντα λειτουργικών συστημάτων και υποδομών χωρίς την ανάγκη για επανεγκατάσταση ή παραμετροποίηση. Με την άνοδο του cloud computing και της ανάγκης για πιο ευέλικτες και ευκολότερες μεθόδους ανάπτυξης, οι containers αναμένεται να παίξουν κεντρικό ρόλο στη μελλοντική αρχιτεκτονική των εφαρμογών. Σε συνέχεια του παρόντος κειμένου, θα ακολουθήσει ένα αναλυτικό άρθρο για τα containers, εξερευνώντας την αρχιτεκτονική τους, τις διαφορές τους από τις παραδοσιακές εικονικές μηχανές, τα πλεονεκτήματα και τις προκλήσεις της χρήσης τους.