Wat is een virtuele machine en hoe werkt het?

Virtualisatie is een baanbrekende benadering van het hergebruik van hardware in moderne computersystemen. Een virtuele machine die de inkapseling van een volledig besturingssysteem in de software mogelijk maakt, is van het grootste belang. Het begrijpen van virtuele machines en hoe ze werken is cruciaal om er alles over te weten te komen.

In dit artikel geven we inzicht in hoe virtuele machines werken door de typen, mechanismen, hypervisors en de voordelen die ze bieden te bespreken.

Wat is een virtuele machine?

Een virtuele machine is een computerbron die afhankelijk is van software in plaats van een fysieke computer voor het uitvoeren en installeren van applicaties en programma’s. Meerdere virtuele machines, aangeduid als “gast”, draaien en werken binnen één “host” machine. Elke machine draait op zijn eigen besturingssysteem; als zodanig functioneert elk van de virtuele systemen geïsoleerd van een andere machine. Dit betekent dat bijvoorbeeld een virtuele omgeving van MacOS op een PC kan draaien.

Er zijn veel gebruiksmogelijkheden voor virtuele machines op locatie en in de cloud. Virtuele machines hebben bijvoorbeeld onlangs toepassingen gevonden in publieke clouddiensten. Op dit moment leveren ze virtuele bronnen voor toepassingen aan meerdere gebruikers tegelijk, wat tijd en kosten bespaart.

Soorten virtuele machines

Virtuele machines voeren verschillende taken uit, afhankelijk van het type VM-hosting dat wordt gebruikt. Ze kunnen grofweg in twee groepen worden onderverdeeld:

1. Proces virtuele machine: Deze VM’s faciliteren de uitvoering van specifieke tools alsof ze in het systeem ingebouwd of geïntegreerd zijn. Een Windows-gebaseerde hostcomputer kan bijvoorbeeld een Java virtuele machine gebruiken om Java applicaties uit te voeren. Proces virtuele machines creëren een platformagnostische programma-omgeving door details over de hardware en het besturingssysteem van de host te verbergen.
2. Systeem virtuele machine: Het emuleren van een volledig besturingssysteem terwijl toegang tot de fysieke attributen van de host, zoals RAM en opslag wordt gedeeld, kenmerkt een systeem-VM. Met systeem-VM’s kan een Windows-pc een Mac-computer simuleren door MacOS te draaien. Een systeemplatform kan de fysieke bronnen van een host toewijzen aan meerdere VM’s, die elk hun eigen instantie van het besturingssysteem hebben.

Hoe werkt een virtuele machine?

Een virtuele machine (VM) is als een computer in een gewone server. Deze server heeft alle gebruikelijke computeronderdelen, zoals CPU-kernen, een moederbord, geheugen (RAM), opslagschijven en zelfs een grafische processor (GPU). De server kan al een besturingssysteem (OS) geïnstalleerd hebben of direct werken met een speciale hypervisor software die de VM’s helpt beheren zonder dat er een OS nodig is.

De hypervisor is de software die virtualisatie mogelijk maakt. Het helpt bij het maken, uitvoeren en beheren van VM’s en de bronnen die ze delen op de fysieke server. Met behulp van de hypervisor kan één fysieke machine vele virtuele machines hosten.

Wanneer een IT-professional een nieuwe VM wil maken, gebruikt hij de hypervisor om dit te doen. Ze kunnen bepalen hoeveel van de fysieke bronnen, zoals CPU-kracht en geheugen, elke VM krijgt. De hypervisor houdt ook in de gaten hoe deze bronnen worden gebruikt en zorgt ervoor dat elke VM gescheiden blijft van de andere. Elke VM heeft zijn eigen besturingssysteem en de hypervisor maakt dat mogelijk.

In een virtuele wereld is het eenvoudig om aan te passen hoeveel stroom van de server elke VM krijgt. Op deze manier kan de hypervisor veel virtuele machines maken op slechts één fysieke server. Elke VM is als een eigen kleine computer, compleet met een eigen besturingssysteem en een deel van de bronnen van de echte server.

Soorten Hypervisors

Hypervisors hebben geen hardwarecomponenten nodig om te functioneren. Het systeem waarop ze draaien moet echter wel de juiste bronnen hebben om VM’s en de activiteiten van de host te ondersteunen. Hypervisors kunnen worden onderverdeeld in de volgende twee typen:

• Type 1 hypervisors, beter bekend als bare-metal hypervisors, draaien direct op de fysieke hostmachine en hebben onbeperkte toegang tot de hardwarebronnen. Deze hypervisors worden meestal geïnstalleerd op bare-metal servers en verschillen van type 2 in efficiëntie en prestaties. Omdat er niets tussen de hypervisor van type 1 en de hardware van de hostserver staat, werkt deze efficiënter. Enkele virtualisatietaken die geschikt zijn voor dit type hypervisor zijn server-, desktop- en applicatievirtualisatie. Enkele voorbeelden zijn Microsoft Hyper-V en VMware ESXi.
• Type 2 hypervisors, ook wel gehoste hypervisors genoemd, vestigen zich op het Host Operating systeem, dat interacteert met hardwarebronnen. Ze functioneren op het niveau van de eindgebruiker van het systeem op basis van het type hypervisor dat eindgebruikers gebruiken. Type 2 hypervisors worden echter ook gebruikt voor verschillende specifieke doeleinden, waaronder het testen van applicaties in een geïsoleerde omgeving, applicatieontwikkeling en andere. Enkele voorbeelden zijn VMware Workstation en Oracle VirtualBox.

Voordelen van virtuele machines

De voordelen die worden toegeschreven aan het gebruik van virtuele machines voldoen aan de groeiende eisen van bedrijven, ongeacht de branche. Het meest voor de hand liggende voordeel is dat virtuele machines geen andere hardwarecomponenten nodig hebben; in plaats daarvan maken ze alleen gebruik van bestaande bronnen. Dit betekent dat bedrijven meerdere machines kunnen draaien zonder veel fysieke ruimte met servers nodig te hebben of extra fysieke componenten aan te schaffen die veel voordelen zouden bieden. Enkele andere voordelen worden hieronder genoemd:

Efficiënt gebruik van bronnen

Door meerdere VM’s te maken van een enkele fysieke server, kan het gebruik van bronnen worden gemaximaliseerd door virtualisatie. Soms gebruiken de meeste applicaties slechts een deel van de bestaande fysieke bronnen. Met VM provisioning kunnen bedrijven bronnen verdelen en ervoor zorgen dat veel applicaties die afhankelijk zijn van verschillende VM’s deze volledig gebruiken. Dit zorgt er niet alleen voor dat er geen bronnen worden verspild aan een specifieke applicatie, maar zorgt er ook voor dat het systeem de algehele prestaties kan verbeteren.

Verbeterde beveiliging

Isolatie van virtuele machines van de hostservers en andere VM’s is een cruciaal onderdeel van virtualisatie. Zodra dat is bereikt, werkt elke virtuele machine geïsoleerd, waardoor een veilige sandbox wordt gecreëerd die een VM-systeem beschermt tegen veiligheidsbedreigingen, hetzij van andere VM’s of de computer van de host. Het platform is ontworpen om een beveiligingsbedreiging te isoleren naar een enkele VM. Dit beschermt de andere VM’s en zorgt voor minimale potentiële risico’s en schade aan applicaties en gevoelige gegevens.

Overdraagbaarheid

Het belangrijkste om te overwegen is dat virtuele machines enorm draagbaar zijn. Ze kunnen snel verhuizen tussen fysieke servers en zelfs verschillende computerplatforms. Koude migratie houdt in dat virtuele machines tijdelijk worden uitgeschakeld, terwijl warme migratie inhoudt dat ze worden verplaatst terwijl ze actief zijn. Als gevolg hiervan kunnen bedrijven snel verhuizen tussen hun gebouwen en de cloud of migreren van en naar een andere cloudleverancier. Bijgevolg zullen datacenterconsolidatie, technologie-implementatieprojecten en bedrijfsactiviteiten allemaal nog sneller verlopen.

IaaS cloud

Virtuele machines zijn een essentieel onderdeel van het infrastructure-as-a-service model op het gebied van cloud computing. Exploitanten van IaaS-diensten stellen bedrijven in staat om op aanvraag computerresources te verkrijgen om hun infrastructuur te schalen volgens de veranderende behoeften van hun activiteiten. Het gebruik van VM’s onder IaaS-omgevingen kan bedrijven helpen om gevirtualiseerde werklasten snel in te zetten en te beheren. Het maximaliseert ook het gebruik van resources en verkort de tijd die nodig is om nieuwe programma’s te lanceren aanzienlijk.

Kostenefficiënt

Virtualisatie bespaart geld door zowel interne als externe bronnen efficiënter te gebruiken. Door veel servers op één apparaat te draaien, besparen bedrijven geld op serverruimte, koeling, stroomverbruik en hardware die anders verspild zou worden. Bovendien kunnen VM’s worden gebruikt om opslag en geheugengebruik te optimaliseren, waardoor het niet meer nodig is om te investeren in dure hardware-upgrades en -uitbreidingen.

Schaalbaarheid

Virtuele machines bieden een ongeëvenaarde schaalbaarheid waarmee bedrijven snel en betaalbaar hun infrastructuur kunnen aanpassen aan veranderende eisen. Gebruikers kunnen in een handomdraai nieuwe VM’s maken en bestaande VM’s klonen of opschalen wanneer de werklast verschuift. Schaalbaarheid maakt het eenvoudig om je aan te passen aan veranderende marktomstandigheden, groeiambities te ondersteunen en concurrerend te blijven in de huidige bedrijfsomgeving.

Conclusie

Tot slot zijn virtuele machines of VM’s een integraal onderdeel van modern computergebruik, omdat ze zorgen voor efficiënt gebruik van resources, de cyberveiligheid verhogen en aanpassingsvermogen bieden. Om een concurrentievoordeel te behouden en de buitenwereld te begrijpen, moet je weten wat VM’s zijn en hoe ze worden gebruikt. VM is gebaseerd op kostenoptimalisatie, stelt je in staat om snel te groeien wanneer dat nodig is en helpt innovatie te stimuleren. Zelfs nu, met de ontwikkeling en verbetering van KVM, blijft VM de toekomst van modern computergebruik.

FAQ