الجهاز الافتراضي المستخدم

أنواع أجهزة الكمبيوتر الافتراضية المستخدمة

يُنشئ جهاز كمبيوتر افتراضي جهاز كمبيوتر داخل جهاز كمبيوتر آخر. يسمح ذلك للمستخدمين بتشغيل التطبيقات والبرامج في بيئة معزولة. تُعرف أجهزة الكمبيوتر الافتراضية أيضًا باسم أنظمة التشغيل الضيف. يتحكم نظام التشغيل المضيف في موارد الأجهزة التي يستخدمها الجهاز الافتراضي.

تنقسم أجهزة الكمبيوتر الافتراضية إلى نوعين:

• أجهزة الكمبيوتر الافتراضية للنظام

  تسمح أجهزة الكمبيوتر الافتراضية للنظام للمستخدمين بتشغيل أنظمة التشغيل والتطبيقات في بيئة محاكاة. توفر موارد نظام كاملة وتقلد الأجهزة الأساسية. وهذا يجعلها مناسبة لتشغيل أنظمة تشغيل متعددة في وقت واحد.

• أجهزة الكمبيوتر الافتراضية للعمليات

  تركز أجهزة الكمبيوتر الافتراضية للعمليات على توفير منصة لتنفيذ تطبيقات محددة. تقوم بتجريد نظام التشغيل الأساسي ومتطلبات الأجهزة اللازمة لتشغيل تطبيق. وهذا يجعل أجهزة الكمبيوتر الافتراضية للعمليات مثالية لنقل التطبيقات والتوافق معها.

يمكن أيضًا تصنيف أجهزة الكمبيوتر الافتراضية إلى أربعة أنواع بناءً على مستوى الوصول والعلاقة بنظام التشغيل المضيف:

• جهاز كمبيوتر افتراضي من النوع الأول

  يُعرف أيضًا باسم جهاز كمبيوتر افتراضي معدني عاري، يعمل مباشرة على أجهزة المضيف. لا يتطلب نظام تشغيل أساسي. توفر أجهزة الكمبيوتر الافتراضية من النوع الأول أداءً فائقًا وقابلية للتطوير وكفاءة في استخدام الموارد. تُستخدم بشكل أساسي في مراكز بيانات المؤسسات وبيئات الحوسبة السحابية.

• جهاز كمبيوتر افتراضي من النوع الثاني

  يعمل أعلى من نظام تشغيل موجود. يتطلب نظام تشغيل مضيف للعمل. تعمل أنظمة التشغيل الضيف أعلى من برنامج الإشراف. يُعرف أيضًا باسم جهاز كمبيوتر افتراضي مضيف. من السهل إعداد أجهزة الكمبيوتر الافتراضية من النوع الثاني واستخدامها. إنها مناسبة لvirtualization سطح المكتب وبيئات التطوير.

• أجهزة كمبيوتر افتراضية مُدارة

  تعمل أعلى من بيئة وقت تشغيل مُدارة. مثال على ذلك هو Java Virtual Machine.

• أجهزة كمبيوتر افتراضية للخادم

  تم تحسينها لتشغيل أحمال عمل الخادم. توفر توفرًا عاليًا وتخصيصًا للموارد. أجهزة الكمبيوتر الافتراضية للخادم مناسبة لاستضافة التطبيقات والخدمات.

تطبيقات أجهزة الكمبيوتر الافتراضية

يستخدم جهاز كمبيوتر افتراضي لأغراض متنوعة، بما في ذلك:

• تطوير البرامج والاختبار

  يستخدم المطورون أجهزة الكمبيوتر الافتراضية لإنشاء بيئات معزولة لتطوير اختبار التطبيقات. يضمن ذلك أن التطبيق يعمل بشكل متسق عبر أنظمة تشغيل وتكوينات مختلفة. بمجرد تطوير التطبيق، يمكن نشره على جهاز أو خادم فعلي.

• تشغيل أنظمة تشغيل متعددة

  يمكن للشركات أو الأفراد تشغيل تطبيقات متوافقة مع نظام تشغيل معين فقط على جهاز كمبيوتر افتراضي عند استخدام نظام تشغيل مختلف. وذلك لأن أجهزة الكمبيوتر الافتراضية تتيح للمستخدمين تشغيل أنظمة تشغيل مختلفة على جهاز فعلي واحد.

• تحليل البرامج الضارة والأمن

  توفر أجهزة الكمبيوتر الافتراضية بيئة آمنة ومعزولة لتحليل البرامج الضارة. يمنع ذلك انتشار البرامج الضارة والتأثير على الأنظمة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لممارسي الأمن اختبار فعالية أدوات الأمان في بيئة محددة.

• virtualization والحوسبة السحابية

  تُعد أجهزة الكمبيوتر الافتراضية أساسًا لتقنيات virtualization والحوسبة السحابية. إنها تتيح إنشاء بيئات virtualized قابلة للتطوير ومرنة على الخوادم الفعلية.

• دعم تطبيقات التراث

  يمكن استخدام أجهزة الكمبيوتر الافتراضية لتشغيل تطبيقات التراث التي قد لا تكون متوافقة مع أنظمة التشغيل أو الأجهزة الحديثة. يضمن ذلك استمرار الشركات في استخدام التطبيقات الحرجة دون الحاجة إلى أجهزة فعلية قديمة.

• التعليم والتدريب

  توفر أجهزة الكمبيوتر الافتراضية بيئات آمنة ومُتحكم فيها لأغراض التعليم والتدريب. يمكن للطلاب ممارسة إدارة النظام وتكوين الشبكة وغيرها من المهارات التقنية دون مخاطر التأثير على الأنظمة الحية.

• مختبر منزلي والتجربة

  يستخدم المتحمسون ومحترفو تكنولوجيا المعلومات أجهزة الكمبيوتر الافتراضية لإنشاء مختبرات منزلية للتعلم والتجربة. يمكنهم إعداد بيئات شبكة معقدة، اختبار تقنيات جديدة، وممارسة المهارات للحصول على شهادات مثل شهادة Microsoft Azure virtual machines.

• استرداد الكوارث والنسخ الاحتياطي

  تبسط أجهزة الكمبيوتر الافتراضية عمليات استرداد الكوارث والنسخ الاحتياطي. يمكن للمؤسسات التقاط لقطات من أجهزة الكمبيوتر الافتراضية، نسخها احتياطيًا، واستعادتها بسرعة في حالة فقدان البيانات أو فشل النظام.

كيفية اختيار جهاز كمبيوتر افتراضي مستخدم

من المهم اختيار جهاز الكمبيوتر الافتراضي المناسب للاستخدام المقصود. يجب مراعاة العوامل التالية عند اختيار جهاز كمبيوتر افتراضي.

• عند اختيار جهاز كمبيوتر افتراضي، ضع في الاعتبار موارد أجهزة الكمبيوتر المضيف، مثل وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي ومساحة القرص. يعتمد أداء الجهاز الافتراضي على سعة المضيف. تأكد من وجود موارد كافية لدى المضيف لتشغيل الجهاز الافتراضي بكفاءة.
• تم تحسين أجهزة الكمبيوتر الافتراضية المختلفة لمهام مختلفة. بعضها مناسب لتطوير البرامج، وبعضها للاختبار، وبعضها الآخر لتشغيل تطبيقات محددة. حدد حالة الاستخدام الأساسية واختر جهاز كمبيوتر افتراضي مُحسّن لهذه المهمة.
• تُعد ميزات الأمان ضرورية، خاصةً إذا تم استخدام الجهاز الافتراضي لمهام حساسة. ابحث عن أجهزة كمبيوتر افتراضية مزودة بميزات أمان قوية، مثل صور أقراص مشفرة وعمليات بدء تشغيل آمنة.
• ضع في الاعتبار توافق الجهاز الافتراضي مع البرامج والتطبيقات الموجودة. تأكد من أن الجهاز الافتراضي يمكنه تشغيل التطبيقات المطلوبة دون مشكلات توافق.
• توفر بعض أجهزة الكمبيوتر الافتراضية ميزات لقطات والنسخ الاحتياطي. تتيح هذه الميزات للمستخدمين حفظ الحالة الحالية للجهاز الافتراضي واستعادتها إذا لزم الأمر. وهذا مفيد لاسترداد الكوارث وحماية البيانات.
• تحقق من الدعم والوثائق المقدمة مع الجهاز الافتراضي. يمكن أن تساعد الوثائق الجيدة في إعداد الجهاز الافتراضي واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. يعتبر الوصول إلى دعم موثوق به ضروريًا إذا نشأت مشكلات.

وظائف وميزات وتصميم أجهزة الكمبيوتر الافتراضية المستخدمة

الوظائف

• الاختبار والتطوير

  توفر أجهزة الكمبيوتر الافتراضية بيئات متنوعة للمطورين لتطوير اختبار التطبيقات. يمكنهم اختبار كيفية عمل تطبيقاتهم مع أنظمة تشغيل مختلفة، وهو أمر مهم، خاصة عند إنشاء تطبيقات تعمل على الإنترنت. علاوة على ذلك، يمكن استخدام VMs لإنشاء بيئة مستقرة للتطوير والاختبار، مما يسمح للمطورين بتجربة سيناريوهات مختلفة دون التأثير على نظام التشغيل الرئيسي.

• تشغيل أنظمة تشغيل مختلفة

  من مزايا أجهزة الكمبيوتر الافتراضية أنها تتيح للمستخدمين تشغيل أنظمة تشغيل مختلفة على جهاز كمبيوتر واحد. وهذا مفيد للغاية عند عدم قدرة تطبيق معين على التشغيل إلا على نظام تشغيل معين أو عند التعلم حول نظام تشغيل مختلف. يمكن للمستخدمين التبديل بين أنظمة التشغيل بسرعة وسهولة، ويمنع أمان VM وعزله أي ضرر لجهاز المضيف.

الميزات

• اللقطات والاستنساخ

  تتيح اللقطات والاستنساخ للمستخدمين حفظ الحالة الحالية لجهاز كمبيوتر افتراضي وإنشاء نسخ منه. يمكن استخدام اللقطات للرجوع إلى حالة سابقة في حالة فشل النظام أو تلف البيانات، مما يوفر طبقة إضافية من الأمان وحماية البيانات. من ناحية أخرى، يسمح الاستنساخ للمستخدمين بإنشاء نسخ متطابقة من VM، والتي يمكن استخدامها لإنشاء أجهزة متعددة مع نفس الإعدادات والتطبيقات.

• تخصيص الموارد

  يمكن لجهاز كمبيوتر افتراضي استخدام موارد محددة مثل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ومساحة القرص وعرض النطاق الترددي للشبكة. يضمن ذلك تشغيل VM بسلاسة ولا يفرط في تحميل جهاز المضيف. يمكن للمستخدمين ضبط كمية الموارد المخصصة لجهاز كمبيوتر افتراضي بناءً على احتياجاته، مما يحسن الأداء والكفاءة. هذه الميزة مفيدة بشكل خاص لتشغيل تطبيقات كثيفة الموارد أو أجهزة كمبيوتر افتراضية متعددة في وقت واحد.

التصميم

• الأجهزة الافتراضية

  تحتوي أجهزة الكمبيوتر الافتراضية على أجهزة افتراضية تشمل وحدة معالجة مركزية افتراضية وذاكرة وقرص صلب وواجهة شبكة. يخصص برنامج الإشراف الموارد الفعلية من جهاز المضيف إلى الجهاز الافتراضي، مما يضمن إدارة فعالة للموارد والعزل بين VMs.

• إضافات الضيف أو الأدوات

  يحتوي VirtualBox وVMware على برامج إضافية يمكن تثبيتها على نظام التشغيل الضيف. تعمل هذه الأدوات على تحسين أداء الجهاز الافتراضي وتوفر تكاملًا أفضل مع جهاز المضيف. فهي تمكن من ميزات مثل المجلدات المشتركة ومشاركة الحافظة ودعم الرسومات المحسن.

الأسئلة والأجوبة

س1. ما الفرق بين جهاز كمبيوتر افتراضي وجهاز فعلي؟

ج1. يشغل جهاز كمبيوتر افتراضي (VM) نظام تشغيل ضيف وتطبيقات كما لو كانت تعمل على جهاز فعلي. يتم إنشاؤه وإدارته بواسطة برنامج الإشراف. من ناحية أخرى، يشير الجهاز الفعلي إلى أجهزة الكمبيوتر الفعلية التي تشغل نظام تشغيل وتطبيقات مباشرة، دون virtualization. في حين توفر VMs طبقة تجريد فوق الأجهزة الفعلية، توفر الأجهزة الفعلية الوصول المباشر إلى موارد الأجهزة. كلاهما يعمل كبيئات لمهام الحوسبة، لكن VMs توفر مرونة وقابلية للتطوير وكفاءة أكبر من خلال virtualization.

س2. ما حالات استخدام أجهزة الكمبيوتر الافتراضية؟

ج2. تمتلك أجهزة الكمبيوتر الافتراضية (VMs) العديد من حالات الاستخدام، بما في ذلك ما يلي:

• واحدة من حالات استخدام VM الشائعة هي تشغيل التطبيقات أو البرامج التي تتطلب نظام تشغيل مختلف عن نظام المضيف. على سبيل المثال، إذا كان جهاز الكمبيوتر المضيف لديه macOS، يمكن للمرء تشغيل تطبيقات Windows باستخدام VM.
• حالة استخدام أخرى لأجهزة الكمبيوتر الافتراضية هي تطوير اختبار التطبيقات. يستخدم المطورون ومهندسو البرامج VMs لإنشاء بيئات معزولة لتطوير اختبار التطبيقات.
• تُستخدم VMs أيضًا لأغراض الأمن السيبراني. يستخدم متخصصو الأمن أجهزة الكمبيوتر الافتراضية لتحليل البرامج الضارة في بيئة محددة.
• تُستخدم أجهزة الكمبيوتر الافتراضية أيضًا لتدريب نماذج التعلم الآلي.
• حالة استخدام شائعة أخرى لأجهزة الكمبيوتر الافتراضية هي إدارة الخوادم.

س3. ما مزايا جهاز كمبيوتر افتراضي على جهاز فعلي؟

ج3. يتمتع جهاز كمبيوتر افتراضي (VM) بمزايا عديدة على جهاز فعلي، بما في ذلك ما يلي:

• واحدة من مزايا جهاز كمبيوتر افتراضي هي الفعالية من حيث التكلفة. VMs تقلل من تكاليف الأجهزة واستهلاك الطاقة ومتطلبات المساحة الفعلية.
• من مزايا VM الأخرى القابلية للتطوير والمرونة. توفر VMs سهولة قابلية التطوير والمرونة من خلال السماح للمستخدمين بتعديل الموارد بسرعة.
• توفر Vms أيضًا استخدامًا أفضل للموارد. فهي تمكن من استخدام أفضل للموارد من خلال مشاركة الموارد الفعلية بين أجهزة كمبيوتر افتراضية متعددة.
• من مزايا VM الأخرى سهولة النسخ الاحتياطي والاسترداد. يمكن نسخ بيئة جهاز كمبيوتر افتراضي بالكامل احتياطيًا واستعادتها بسرعة.