المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية: كل ما تحتاج إلى معرفته

عندما نتحدث عن الحوسبة السحابية ، فإن ما نعنيه أساسًا هو تقنية المحاكاة الافتراضية التي يمكننا استخدامها. يوفر استخدامًا أكثر تنوعًا لموارد الخادم والعناصر الأخرى مثل التخزين والذاكرة وقوة المعالجة والمكونات الأخرى. لقد غيرت المحاكاة الافتراضية طريقة عمل الحوسبة السحابية وجعلتها مساحة افتراضية ديناميكية حيث يمكن للمطورين مشاركة موارد الأجهزة الفردية والكمبيوتر. إنه مثل العمل على طبقة افتراضية ، ونشر أنظمة تشغيل مستقلة متنوعة من الكمبيوتر أو الخادم الأصلي.

جعلت هذه التقنية من الممكن لمطوري البرامج والمتخصصين في الأجهزة العمل في مساحة افتراضية ، بدلاً من العمل في مكان مادي على جهاز واحد. يعمل المستخدمون على نظام أساسي وشبكة سحابية مع مستخدمين مماثلين يعملون في مشروع واحد أو يشاركون موارد محطة عمل واحدة. تقدم هذه المدونة التعمق في المجال المتنامي لتقنية المحاكاة الافتراضية وتوضيح المفاهيم المعقدة لفهمها.

ما هي الافتراضية في الحوسبة السحابية؟

عندما نتحدث عن المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية ، فإننا نعني تقنية حيث يمكن للمستخدمين إبقاء نظام التشغيل منفصلاً عن الأجهزة. بهذه الطريقة ، يمكنهم تشغيل أكثر من نظام تشغيل واحد (Linux و Windows) باستخدام أجهزة جهاز واحد.

تعني المحاكاة الافتراضية ببساطة وجود طبقة تجريد إضافية فوق الأجهزة. يقوم بتقسيم مكونات جهاز كمبيوتر واحد إلى العديد من الأجزاء الافتراضية الأصغر. يمكن للمستخدمين بعد ذلك استخدام ذاكرة الكمبيوتر والتخزين والأجهزة والمعالجات. تقوم المحاكاة الافتراضية بتجميع الأجهزة بمنصة افتراضية وتوزيع البرامج وأنظمة التشغيل عبر هذه المنصة الافتراضية.

المصطلحات المرتبطة بالافتراضية:

• Hypervisor: هو نظام تشغيل يعمل على أجهزة فعلية عبر منصة افتراضية. إنه جزء من نظام تشغيل الأجهزة التي تعمل في منصة سحابية افتراضية. يمكن تسميته Dom0 أو المجال 0.
• الجهاز الظاهري: يشبه الكمبيوتر الافتراضي الذي يعمل تحت نظام تشغيل يسمى برنامج Hypervisor.
• الحاوية: إنها جزء من نفس نظام التشغيل مثل نظام Hypervisor. إنها تلك العمليات التي تعمل لمعالجة المعرفات.
• برنامج المحاكاة الافتراضية: هو نظام تشغيل برمجي يتم نشره لإضفاء الطابع الافتراضي على أي نظام كمبيوتر.
• الشبكة الافتراضية: هي الشبكة المنفصلة منطقيًا داخل الخادم والتي يمكن توسيعها إلى خوادم أخرى.

موصى به لك: 9 أفضل لغات الحوسبة السحابية التي يمكنك دراستها الآن في عام 2022.

فوائد المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية

المحاكاة الافتراضية هي تقنية يمكن أن تكون مفيدة بشكل لا نهائي في تطوير مشاريع البرمجيات. يحب مديرو تكنولوجيا المعلومات ومحترفو البرمجيات المرونة والقدرة وقابلية التوسع التي توفرها. حتى نموذج عمل النظام الأساسي يمكنه استخدام القوة اللامحدودة للحوسبة السحابية وتقنية المحاكاة الافتراضية. يكفي إلقاء نظرة على جميع الفوائد التي تقدمها المحاكاة الافتراضية للتأكيد على نجاحها في مستقبل الحوسبة السحابية.

انخفاض نفقات تكنولوجيا المعلومات

تنخفض تكاليف تكنولوجيا المعلومات بشكل كبير بسبب تقنية المحاكاة الافتراضية. في بيئة غير افتراضية ، قد لا يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر المادية والموارد على النحو الأمثل. يمكن أن يؤدي إلى سوء إدارة أنظمة الكمبيوتر والاستخدام غير الفعال لموارد الأجهزة والبرامج المتاحة.

ولكن عندما تستخدم الشركات خادمًا افتراضيًا وتقنية الحوسبة السحابية ، فإن المحاكاة الافتراضية تحول خادمًا واحدًا إلى خوادم متعددة ، لكل منها أنظمة تشغيل مستقلة. يمكن للأجهزة الظاهرية تشغيل تطبيقات متعددة والاستمرار في استخدام موارد خادم واحد. توفر المحاكاة الافتراضية ميزة مميزة حيث يتم استخدام خادم مادي واحد فقط ، مما يجعلها فعالة للغاية من حيث التكلفة.

تقليل وقت التوقف عن العمل وكفاءة إدارة الكوارث

قد يتعطل الخادم الفعلي ، ويستغرق إصلاح الخطأ وقتًا. قد يستغرق الأمر أيامًا للقيام بذلك ، وقد يؤدي إلى إهدار الموارد وقد يتعطل المشروع. ولكن عند العمل في نظام أساسي افتراضي ، حتى إذا تأثر الجهاز الظاهري (VM) بطريقة ما ، فمن السهل جدًا نسخه ونشره على جهاز آخر. الاسترداد سريع ولا يستغرق سوى دقائق لإعداد خادم افتراضي. يقلل من وقت التوقف عن العمل ويتم الحفاظ على استمرارية المشروع. هذه فائدة كبيرة على خادم فعلي قد يستغرق ساعات أو أيام لبدء التشغيل.

زيادة الكفاءة والإنتاجية

نظرًا لتقليل الصيانة في بيئة افتراضية ، فإنها توفر الوقت وتزيد من الإنتاجية. هناك احتياجات أقل للحفاظ على خادم فعلي وبنية أساسية للأجهزة. جميع الأجهزة الافتراضية موجودة في البيئة الافتراضية ، ويمكنك تحديث أو تثبيت التحديثات على هذه الخوادم الافتراضية بدلاً من تحديث كل خادم. يعني الوقت الأقل استخدامًا أكثر كفاءة للقوى العاملة والموارد المتاحة.

تحكم مستقل

نظرًا لأن البيئة افتراضية ، ويتم تقسيم الأنظمة بأكملها إلى أجهزة افتراضية ، فإن التحكم مستقل. يمكن إجراء الاختبار أيضًا دون التأثير على الإنتاج. يمكن تحديث البرنامج عن طريق استنساخ جهاز ظاهري وإجراء التحديث بشكل مستقل على الجهاز.

صديقة للبيئة

يعد الحفاظ على بيئة افتراضية أكثر صداقة للبيئة من البنية التحتية المادية. هناك عدد أقل من الخوادم وعدد أقل من الأجهزة. هذا يعني أنه يوفر الطاقة والنفقات. يقلل Datacenter من البصمة الكربونية حيث لا توجد أجهزة كمبيوتر مادية متضمنة في بيئة افتراضية.

نقل سلس للبيانات والآلات

تتمثل إحدى المزايا المميزة للبيئة الافتراضية في عدم وجود خوادم ومحركات أقراص صلبة فعلية. هذا يعني أن البيانات تتحرك بشكل أسرع دون الحاجة إلى البحث عن الأقراص الصلبة المادية. ليست هناك حاجة لنقل الخوادم الفعلية والذاكرة موجودة أيضًا في الخوادم الافتراضية. يوفر الطاقة والمساحة والتخزين والنفقات على البنية التحتية.

حماية

الجهاز الظاهري (VM) مستقل عن نظام الخادم بأكمله. لذلك حتى إذا كان هناك هجوم ضار ، فإنه سيؤثر فقط على الجهاز الظاهري ولن يكون قادرًا على اختراق البنية التحتية. تأتي الحوسبة السحابية مع بروتوكولات مطورة وتقنية تشفير. يتم أيضًا إنشاء النسخ الاحتياطية في مساحة افتراضية ، لذلك لا يوجد خطر من تسرب البيانات.

الحماية من الفشل

في بيئة افتراضية ، كل جهاز افتراضي هو حاويته. لا تعتمد على البنية التحتية لعملياتها. إذا تم اختبار جهاز افتراضي معين أو إذا كان به هجوم من البرامج الضارة ، فلن يتسلل إلى الأجهزة الافتراضية الأخرى. الأجهزة الافتراضية الأخرى محمية لأنها لا تعتمد على بعضها البعض.

خصائص المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية

تتميز الحوسبة السحابية بخصائصها الخاصة التي تجعلها مميزة للغاية. لذلك ، عندما نعني المحاكاة الافتراضية والحوسبة السحابية ، فإننا نشير إلى مجموعة معينة من الخصائص التي تجعلها مميزة.

توزيع الموارد

عندما نشير إلى منصة الحوسبة السحابية ، فإننا نعني أن الموارد موزعة وليست مركزة في جهاز واحد. يمكن تحويل أي كمبيوتر إلى كمبيوتر مضيف ومن ثم سيكون لديه القدرة على التحكم في المستخدمين. يمكن تقييد عدد المستخدمين ، ولها السيطرة على النظام بأكمله.

عزل

في بيئة افتراضية ، تكون كل آلة افتراضية قائمة بذاتها. يمكن عزله عن الأجهزة الافتراضية الأخرى ، وهو أكثر فائدة للضيوف الذين يمكنهم استخدام هذه الأجهزة الافتراضية المعزولة. إنه يحمي البيئة ولا يستطيع الضيوف أيضًا الوصول إلى المعلومات الحساسة ولا يزال بإمكانهم الاتصال بالآخرين.

التوفر

إحدى السمات الرائعة للبيئة الافتراضية هي أنه يمكن للمستخدمين الوصول إلى الميزات التي لا يحصلون عليها في جهاز مادي. يحسن الجهوزية ويزيد من التوافر. كما أنه يقلل من وقت التوقف عن العمل ويزيد من الكفاءة والإنتاجية والأمان.

تجميع

يستخدم التجميع برامج إدارة الكتلة للانضمام إلى أجهزة كمبيوتر متجانسة مماثلة بحيث تشكل مركزًا للموارد.

الأصالة والأمان

في بيئة الخادم الافتراضية كما هو الحال في الحوسبة السحابية ، توفر الأنظمة والخوادم استمرارية الأداء. لا يتم تعطيل الخدمات كما هو الحال غالبًا في بيئة الخادم الفعلية. يتم الحفاظ على وقت تشغيل الأنظمة وهناك موازنة تلقائية للحمل.

قد يعجبك: ما يجب أن تعرفه عن مشكلات أمان سحابة AWS.

مزايا المحاكاة الافتراضية

تقدم المحاكاة الافتراضية بعض المزايا المميزة مثل:

• يمكن للمستخدمين الوصول إلى البيانات من الذاكرة الافتراضية ، ولا داعي للقلق بشأن الذاكرة الفعلية.
• يمكن للمستخدمين العمل في مشاريعهم وإجراء الاختبارات مع العلم بأن الأجهزة مؤمنة بواسطة ميزات أمان عالية التطور.
• تكاليف صيانة الخوادم الافتراضية أقل ، كما أنه يقلل من تكرار البيانات.
• يتم نشر الموارد بسرعة وسهولة.

عيوب المحاكاة الافتراضية

ومع ذلك ، فإن للافتراضية أيضًا عيوبها. مثل:

• التنفيذ الفعلي لتكنولوجيا المحاكاة الافتراضية مكلف للغاية.
• تأتي المحاكاة الافتراضية أيضًا مع مشكلات قابلية التوسع.
• هناك مشكلات تتعلق بالتوافر ويتعين على المستخدمين الاعتماد على توفر الجهات الخارجية.
• إذا لم يحتفظ المستخدمون ببروتوكولات الإجراءات المناسبة ، فيمكن للمستخدمين أيضًا الوصول إلى البيانات الحساسة.

أنواع المحاكاة الافتراضية

المحاكاة الافتراضية هي المفهوم المركزي الذي يعمل في تكنولوجيا الحوسبة السحابية. يمكن أن تكون المحاكاة الافتراضية من أنواع مختلفة جدًا. عندما نتحدث عن المحاكاة الافتراضية ، فإننا لا نعني فقط نوعًا واحدًا من المحاكاة الافتراضية ، بل نعني العديد منها ، اعتمادًا على أنظمة التشغيل وسعة التخزين وما إلى ذلك.

1. الأجهزة الافتراضية

في هذا النوع من المحاكاة الافتراضية ، يتم استخدام برنامج Hypervisor لإدارة الموارد المتاحة. يدير برنامج Hypervisor الموارد المادية ويتعامل معها بطريقة متطورة.

أنواع الأجهزة الافتراضية:

• المحاكاة الافتراضية الكاملة: في هذا النوع من المحاكاة الافتراضية للأجهزة ، يقوم الجهاز الظاهري بتحفيز الأجهزة الموجودة بشكل كامل. ليست هناك حاجة لأية تعديلات.
• محاكاة افتراضية: الآلة الافتراضية تحاكي الأجهزة تمامًا ولكنها مستقلة تمامًا. ليس من الضروري تعديل أنظمة التشغيل.
• محاكاة شبه افتراضية : في هذا النوع من المحاكاة الافتراضية ، تحتوي الأجهزة الافتراضية على واجهة مشابهة للأجهزة المضيفة. يتم تعظيم أداء الجهاز الظاهري عند تخصيص نظام التشغيل الضيف.

مزايا الأجهزة الافتراضية:

• إنها فعالة للغاية في استخدام الموارد.
• زيادة الجهوزية بشكل كبير.
• انها فعالة جدا من حيث التكلفة واقتصادية.
• التكرار في الأجهزة والبرامج.

2. افتراضية نظام التشغيل

هنا ، يحتوي الجهاز المضيف على نظام تشغيل الجهاز الظاهري. عادةً ما يتم إجراء هذا النوع من المحاكاة الافتراضية لاختبار التطبيقات ومعرفة كيفية أدائها في نظام التشغيل.

أنواع المحاكاة الافتراضية لأنظمة التشغيل:

• المحاكاة الافتراضية لنظام التشغيل Linux: هنا يتم تنزيل البرنامج المسمى برنامج محطة العمل VMware والذي يتم استخدامه بعد ذلك لتثبيت نظام التشغيل Linux.
• تحسين نظام تشغيل Windows: لتحسين نظام التشغيل هذا ، تحتاج أولاً إلى تنزيل برنامج محطة عمل VMware ، ثم تحتاج إلى تثبيت نظام تشغيل Windows.

أنواع الأقراص في ظاهرية نظام التشغيل:

• القرص الخاص: يتم استخدام هذا النوع من المحاكاة الافتراضية من قبل شركة أو فرد. تعتمد المعلومات المخزنة في القرص على سعته.
• القرص المشترك: هنا ، تشترك عدة شركات أو العديد من الأفراد في القرص في وقت واحد. التغييرات التي يتم إجراؤها على بيانات القرص لا تؤثر على المستخدمين الآخرين.

فوائد المحاكاة الافتراضية لنظام التشغيل:

• يتم استخدام البيانات في الذاكرة الافتراضية لذلك لا داعي للصيانة.
• يتم تخزين البيانات في خادم افتراضي ، وليست هناك حاجة للاتصال بالخادم. إنه اقتصادي وموفر للوقت.
• يستخدم أجهزة افتراضية وبالتالي فهو موفر للطاقة.
• يحمي البيانات من الوصول غير المصرح به.
• يتم نشر ميزات البرنامج بسرعة ، كما يتم نقل البيانات إلى العملاء بسرعة.

موصى به لك: لماذا تحتاج إلى الترقية إلى الأنظمة الأساسية القائمة على السحابة؟

3. افتراضية الخادم

تحدث افتراضية الخادم في الحوسبة السحابية عندما يتم تقسيم خادم واحد إلى العديد من الخوادم الافتراضية. تسمى هذه الخوادم الافتراضية بالخوادم الافتراضية الخاصة. يقنع موارد الخادم. كما أنه يقلل التكاليف ويزيد من استخدام الموارد.

أنواع المحاكاة الافتراضية للخادم:

• Hypervisor: برنامج Hypervisor يشبه الطبقة التي تفصل نظام التشغيل عن الجهاز. يتعامل Hypervisor مع الاستعلامات وطلبات الأجهزة والإرساليات.
• المحاكاة الافتراضية الكاملة: هنا في هذه المحاكاة الافتراضية ، يتم محاكاة الأجهزة. يتم استخدام تشغيل الجهاز لتنفيذ وظيفة الإدخال والإخراج وتغيير حالة النظام.
• المحاكاة شبه الافتراضية: هنا في حالة المحاكاة شبه الافتراضية ، لا يحتاج برنامج Hypervisor إلى الكثير من قوة المعالجة لإدارة نظام التشغيل.
• المحاكاة الافتراضية لنظام التشغيل: في هذا النوع من المحاكاة الافتراضية ، يتم تقسيم نظام التشغيل إلى عدة مساحات عمل مستقلة مع بيئاتها الافتراضية.

مزايا المحاكاة الافتراضية للخادم:

• عندما ينقسم خادم واحد إلى عدة خوادم افتراضية ، يصبح اقتصاديًا للغاية.
• يحصل المستخدمون على حق الوصول إلى الميزات ، ويتم نشرها في أسرع وقت ممكن.
• يمكن للمستخدمين تخزين بياناتهم الحساسة وبالتالي فإن هذا النوع من المحاكاة الافتراضية آمن للغاية.
• يمكن إعادة تشغيل كل خادم دون بدء تشغيل خوادم أخرى.

4. التخزين الافتراضية

هنا يأتي التخزين من عدة خوادم فعلية في وحدة تخزين واحدة.

أنواع المحاكاة الافتراضية للتخزين:

• التمثيل الافتراضي للتخزين القائم على الكتلة: هنا ، يتم استخراج التخزين المنطقي من الذاكرة الفعلية. إنه يمكّن برنامج إدارة المحاكاة الافتراضية من التعرف على سعة الجهاز.
• المحاكاة الافتراضية للتخزين المستند إلى الملفات: تُستخدم لأنظمة التخزين القائمة على الشبكة وتستخدم لغرض معين.

مزايا المحاكاة الافتراضية للتخزين:

• يتم تخزين البيانات بأمان بعيدًا عن وصول المضيف.
• يتم استرجاع البيانات بسهولة.
• تصبح العمليات أكثر كفاءة بسبب الاستخراج من التخزين.

أسباب تطبيق التخزين الافتراضي:

• تنفيذ وإدارة المشكلات المتعلقة بالتخزين.
• هناك وقت تعطل أقل.
• التخزين يستخدم بطريقة أفضل.

مخاطر المحاكاة الافتراضية للتخزين:

• خطأ: يمكن أن يحدث فقد البيانات وتعطلها. يجب أن تحظى حماية البيانات في جهاز افتراضي بأولوية قصوى.
• مشاكل التسمية: أدى عدد كبير جدًا من الأنظمة الافتراضية إلى ظهور مشكلة تسمية حيث يصعب تحديد الأجهزة الافتراضية المهمة وغير المهمة جدًا.

5. ظاهرية سطح المكتب

هنا ، يمكن للمستخدمين عرض سطح المكتب من جهاز متصل. يقوم بفصل سطح المكتب عن أجهزته الفعلية بحيث يمكن للعملاء الوصول إليه.

أنواع المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب:

• البنية التحتية الافتراضية لسطح المكتب: هنا ، يحاكي سطح المكتب الافتراضي بيئة سطح المكتب التقليدية. تعمل الجلسات الافتراضية على أجهزة افتراضية في مركز بيانات سحابي.
• خدمات سطح المكتب البعيد: يحدث هذا عندما تكون بعض التطبيقات افتراضية فقط.
• سطح المكتب كخدمة (DaaS): في هذا النوع ، يمكن لموفري الخدمة تقديم محاكاة سطح المكتب الافتراضية كخدمة.

فوائد المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب:

• زيادة الأمان: تراقب أنظمة الأمان كل جهاز افتراضي. يتم عزل الأجهزة الافتراضية عن بعضها البعض. قد يشير أي تغيير أو تعديلات في هذه الأجهزة الافتراضية إلى وجود برامج ضارة.
• تقليل وقت التوقف عن العمل: يمكن نقل الأجهزة الافتراضية دون أن يدرك المستخدمون ذلك.
• تكاليف منخفضة: انخفاض ترخيص البرامج يعني انخفاض التكاليف.

6. الشبكة الافتراضية

هنا في هذا النوع من المحاكاة الافتراضية ، يمكن تشغيل وصيانة العديد من الشبكات الافتراضية. يمكن أن تكون كل شبكة افتراضية مع خطة البيانات الخاصة بها وضوابطها. يمكن أن توجد أعلى شبكة فعلية.

أدوات الشبكة الافتراضية:

• نظام تشغيل التبديل المادي: عندما يدعم نظام التشغيل المحاكاة الافتراضية للشبكة.
• Hypervisor: هو برنامج يتم تشغيله على الأجهزة الافتراضية.

أنواع الشبكات الافتراضية:

• الشبكات المعرفة بالبرمجيات: الأجهزة افتراضية ، ويتم توجيه حركة مرور الشبكة.
• المحاكاة الافتراضية لوظيفة الشبكة: هنا ، يتم محاكاة الأجهزة مثل جدران الحماية. يصبح من السهل جدًا تثبيتها ومراقبتها وإدارتها.

مزايا الشبكة الافتراضية:

• يقلل من وقت توفير الشبكة.
• يحسن أمن الشبكة.
• التهديد والخطأ معزولان.

عملية التمثيل الافتراضي في بيئة الحوسبة السحابية

في الحوسبة السحابية ، تتم المحاكاة الافتراضية عن طريق تعيين اسم للخادم الفعلي. ثم يتم توجيه المؤشرات إلى ذلك الخادم الفعلي. عادة ما يتم ذلك عند الطلب. في المحاكاة الافتراضية ، يتم تنفيذ البرامج بسهولة بالغة. في المحاكاة الافتراضية ، يتم تجزئة الذاكرة والتخزين والشبكات. تحدث المحاكاة الافتراضية عند استخدام جهاز مضيف وجهاز ضيف. الجهاز المضيف هو الجهاز الذي يتم إنشاء الجهاز الظاهري عليه ويتم استخدام الجهاز الظاهري الذي تم إنشاؤه كجهاز ضيف.

قد يعجبك أيضًا: الحوسبة السحابية: 11 نصيحة عظيمة لتفوز بالسباق الحديث الآن.

قم بتغليفه

هناك طلب على المحاكاة الافتراضية اليوم ، وسيجد أولئك الذين يتمتعون بمهارات الحوسبة السحابية وظائف مربحة. في المستقبل ، سيتم استخدام المزيد والمزيد من الخوادم الافتراضية لتخزين البيانات. لذلك ، يمكن لمتخصصي تكنولوجيا المعلومات ومختبري البرامج ومسؤولي النظام ومطوري البرامج ومحترفي شبكات الأجهزة توقع نمو تقنيات الحوسبة السحابية والافتراضية بمعدل مرتفع.