Виртуальные машины: плюсы, минусы и подводные камни

Два способа виртуализации

Термин «виртуальная машина» видели многие. Мы часто сталкиваемся с ним, когда покупаем услуги хостинга или решаем выбрать какой-нибудь онлайн-сервис для работы. Но далеко не все знают, что такое ВМ и зачем они нужны. Рассказываем об этом в нашей статье, начиная с определения виртуальной машины и списка того, что можно делать с ее помощью, заканчивая преимуществами и недостатками технологии.

Что такое виртуальная машина

Виртуальная машина (ВМ) — это программное обеспечение, эмулирующее работу компьютера. Она создает изолированную среду, в которой можно запускать другую операционную систему (ОС) и приложения, независимо от ОС, установленной на основном компьютере (хост-системе). Каждая виртуальная машина создает для работы собственные виртуальные устройства, такие как процессор, память, жесткий диск, сетевая карта. Они могут «пробрасываться» из реального компьютера, то есть, средство виртуализации дает доступ ВМ к реальному оборудованию. Или устройства полностью эмулируются с помощью ПО, которое создает всю виртуальную машину.

В целом, виртуальные машины — это мощный инструмент, который может быть полезен как для домашних пользователей, так и для бизнеса. Они позволяют экономить ресурсы, повышать безопасность и гибкость, а также упрощать тестирование и разработку ПО. Но, как и у любого программного обеспечения, у ВМ есть свои ограничения. Например, вы вряд ли сможете запустить на домашней «виртуалке» процесс, требующий большого количества видеопамяти. Но при этом вы можете запустить несколько виртуальных машин на одном хост-компьютере, если он достаточно мощный.

Создание новой виртуальной машины на VM VurtualBox

Назначение виртуальных машин — для чего они нужны

Создание ВМ на основном устройстве может стать решением различных задач и для бизнеса, и для обычного пользователя. Перечислим, зачем нужны виртуальные машины и виртуализация, кратко раскрывая особенности решения каждой задачи с помощью ВМ.

Тестирование ПО и запуск незнакомых программ

Использование виртуальной машины для тестирования — стандартная задача. Если вы не уверены в безопасности софта и не хотите рисковать основной операционной системой, виртуализация защитит от угроз. Виртуальные машины активно применяются для тестирования ПО и запуска незнакомых программ, поскольку они обеспечивают изолированную среду. Незнакомая и небезопасная программа просто не сможет навредить вашей ОС, так как она ее не увидит.

Еще одно преимущество виртуализации — обеспечение совместимости. Вы можете тестировать ПО на различных операционных системах и конфигурациях, не переустанавливая свою ОС, или даже одновременно тестировать несколько версий ПО в разных ВМ, что ускоряет процесс разработки. Запуск своей программы на разных версиях операционных систем позволяет убедиться, что приложение работает корректно в различных условиях.

Создание облачных сервисов и инстансов

Создание и развертывание приложений в облаке стало популярным способом разработки и запуска приложений благодаря своей масштабируемости, гибкости и экономичности. Облачные приложения можно легко масштабировать вверх или вниз в зависимости от изменения нагрузки, что позволяет экономить на ресурсах и не требует инвестиций в аппаратное обеспечение. Кроме того, они доступны из любой точки мира, достаточно лишь подключиться к интернету. И именно создание таких облачных сервисов — одно из назначений виртуальных машин.

Существует несколько различных способов создания и развертывания приложений в облаке:

• IaaS (Infrastructure as a Service). В этом случае поставщик предоставляет вам виртуальные ресурсы (серверы, хранилища и сети), которые вы можете использовать для создания своих собственных приложений.
• PaaS (Platform as a Service). Согласной этой услуге поставщик предоставляет вам платформу для разработки и развертывания приложений, устраняя необходимость управлять инфраструктурой. То есть, вы можете получить доступ к ПО для разработки или рендера, но не к серверу.
• SaaS (Software as a Service). SaaS предоставляет вам доступ к приложениям, которые размещаются и управляются поставщиком облачных услуг. Похоже на PaaS, но приложение обычно имеет более узкую направленность и заточено под решение определенной проблемы.

Все эти решения часто базируются на виртуальных машинах, но пользователь их не видит. Он использует приложение как сервис, не задумываясь, каким образом организуется безопасность данных. А за них отвечает именно система виртуализации. Исключение — ситуация, когда компания арендует весь сервер как физический объект. Но и тогда на него могут установить системы виртуализации, чтобы, например, обеспечить разделение ресурсов между разными филиалами фирмы.

Повышение уровня безопасности данных

Виртуальные машины изолированы друг от друга и от хост-системы, что означает, что данные, хранящиеся в одной ВМ, недоступны для других или хост-системы. Это помогает защитить конфиденциальные данные от несанкционированного доступа и утечек в случае взлома одной из ВМ. Вы можете настроить строгий контроль доступа для каждой ВМ, ограничив доступ к ней только авторизованным пользователям. Это помогает предотвратить несанкционированный доступ к данным и снижает риск человеческой ошибки. Для повышения уровня безопасности можно зашифровать данные, хранящиеся в ВМ, чтобы защитить их от несанкционированного доступа, даже если злоумышленник получает доступ к виртуальной машине.

Существуют различные инструменты для мониторинга безопасности виртуальных машин, которые могут помочь вам отслеживать активность пользователей, сетевой трафик и другие важные показатели. Также при необходимости можно настроить регулярное резервное копирование всей машины. Иногда такие копии называют «снимками». При появлении ошибки можно загрузить копию виртуальной машины, полученную недавно. В итоге вы потеряете не все данные, а только те, которых еще не было в последней копии.

ОС Linux запущена с помощью VirtualBox на OC Windows

Автоматизация некоторых процессов

Для решения некоторых задач требуются автоматические процессы и скрипты, но запускать их на обычной операционной системе неудобно. Другие действия пользователей могут мешать скриптам работать. Запущенные же на виртуальной машине скрипты могут использоваться в фоне, не мешая другим процессам в операционной системе.

Как правило, автоматизация — это то, зачем нужны виртуальные машины в промышленных программных комплексах. С помощью ВМ может запускаться процесс поиска, каталогизации, сортировки. При больших объемах данных такие задачи занимают несколько часов, разворачивать платформу для них на виртуальной машине (нередко, удаленной, арендованной специально под задачу) выгоднее и удобнее.

Запуск несовместимых программ

Использование программ, которые не работают на операционной системе пользователя, — это то, для чего нужна виртуальная машина на компьютере обычного человека. Чаще всего речь идет о Linux, где нужно запустить ПО, совместимое с Windows. Вот несколько примеров использования ВМ для запуска несовместимого ПО:

• Запуск игр. Многие популярные игры доступны только для Windows. С помощью ВМ вы можете играть в эти игры на своем компьютере с Linux. Но, к сожалению, из-за определенных ограничений в технологии далеко не все игры будут работать таким образом.
• Использование бизнес-приложений. Некоторые бизнес-приложения, такие как Microsoft Office, не имеют версий для Linux. Но с помощью виртуальной машины вы сможете пользоваться ими без проблем.
• Работа с устаревшими программами. Если вам нужна старая программа, которая не работает на вашей текущей ОС, вы можете запустить ее в ВМ с подходящей операционной системой.

Использование виртуальных машин – это универсальный и эффективный способ расширить возможности вашего компьютера и запускать программы, несовместимые с вашей основной операционной системой.

Преимущества и недостатки виртуальных машин

Виртуальные машины (ВМ) – это мощный инструмент, однако, как и любая технология, они имеют свои плюсы и минусы. С одной стороны, виртуальные машины открывают широкие возможности для запуска несовместимого ПО, тестирования программ, обеспечения безопасности данных и других задач. С другой стороны, использование ВМ требует дополнительных ресурсов компьютера и определенных навыков для настройки и управления. Поговорим о преимуществах и недостатках виртуализации подробнее.

Плюсы использования виртуальных машин

Использование виртуализации дает пользователю немало преимуществ. Например:

• с помощью ВМ можно играть в игры, использовать бизнес-приложения, доступные только для Windows, и работать с устаревшими программами;
• виртуальные машины изолированы друг от друга и от основной системы, что обеспечивает дополнительный уровень защиты данных;
• разработчики ПО могут использовать ВМ для тестирования своих приложений на разных ОС и конфигурациях оборудования;
• виртуальные машины можно использовать для создания безопасных и изолированных сред для обучения и исследований;
• существует множество бесплатных и платных программ для виртуализации с удобными интерфейсами управления;
• у пользователя нет необходимости каждый раз настраивать ОС после выключения или даже переноса на другое оборудование, можно сохранить ее состояниет и после запуска ОС будет работать также эффективно, как и перед остановкой;
• виртуальную машину можно легко скопировать на другой компьютер или сохранить в виде файла. Это позволяет пользователю легко переносить уже настроенную систему с одного компьютера на другой.

Меню выключения виртуальной ОС Linux

Минусы виртуализации

Несмотря на многочисленные преимущества, использование виртуальных машин также имеет некоторые недостатки. А именно:

• требовательность к ресурсам. Виртуальные машины требуют определенных ресурсов компьютера: мощностей процессора, объема памяти и дискового пространства. Запуск нескольких систем виртуализации одновременно почти всегда приводит к замедлению работы основной системы, особенно на маломощных компьютерах. А это, в свою очередь, сказывается на эффективности работы виртуальных машин, особенно, если они настроены так, что могут делить между собой ресурсы;
• непредсказуемость на сложных задачах. Далеко не всегда виртуальная машина эффективно обрабатывает большие объемы данных;
• сложность настройки ПО. Для эффективного управления ВМ требуются определенные знания и навыки работы. Неправильная настройка может привести к проблемам в работе.
• необходимость выделять дополнительное время на обеспечение безопасности. Несмотря на изоляцию, ВМ не полностью защищены от угроз безопасности. Фактически, они представляют собой ту же самую операционную систему, что стоит у вас на компьютере. При подключении к интернету они становятся уязвимы для вирусов. Также проблемы могут быть в самой программе, которая обеспечивает виртуализацию;
• проблемная диагностика. При возникновении проблем может быть сложно определить причину, так как она может быть связана как с самой виртуальной операционной системой, так и с хост-системой, или вообще с программой, которая создает виртуальную машину;
• неполная совместимость с устройствами. Не все устройства корректно работают в виртуальной среде. Некоторые системы могут работать некорректно или требовать дополнительной настройки (дополнительных драйверов).

В итоге, несмотря на все преимущества, что дает виртуальная машина, использовать такую технологию можно не всегда. Необходимо тщательно взвесить свои возможности, включая состояние компьютерного оборудования и собственные знания в плане настройки. И после оценки всех особенностей задачи и ваших ресурсов принимать решение о том, можно ли использовать виртуализацию в данном случае, или это нежелательно.