المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية: الأنواع، Archiالبنية، المزايا

ما هي الافتراضية؟

يمكن تعريف المحاكاة الافتراضية على أنها عملية تتيح إنشاء نسخة افتراضية من سطح المكتب أو نظام التشغيل أو موارد الشبكة أو الخادم. تلعب المحاكاة الافتراضية دورًا رئيسيًا ومهيمنًا في الحوسبة السحابية.

وهذا يضمن فصل التسليم الفعلي للمورد أو التطبيق عن المورد الفعلي نفسه. فهو يساعد على تقليل المساحة أو التكلفة المرتبطة بالمورد. تتيح هذه التقنية للمستخدم النهائي تشغيل العديد من أنظمة تشغيل سطح المكتب والتطبيقات في وقت واحدneoيستخدم على نفس الأجهزة والبرامج.

وتضمن العملية أيضًا محاكاة افتراضية للمنتجات أو الخدمات في نفس الجهاز، ولا تؤدي إلى إبطاء أو التأثير على كفاءة النظام.

بدأ اختراع المحاكاة الافتراضية خلال عصر استخدام الحواسيب المركزية، ومع تطور الوقت مع التقدم في تقنيات العصر الجديد، تم تحقيق المحاكاة الافتراضية باستخدام البرامج المتخصصة.

المحاكاة الافتراضية كمفهوم للحوسبة السحابية

في الحوسبة السحابية، تسهل المحاكاة الافتراضية إنشاء الأجهزة الافتراضية وتضمن الأداء السلس لأنظمة التشغيل المتعددة. كما أنه يساعد في إنشاء افتراضية ecosنظام تشغيل لأنظمة تشغيل الخادم وأجهزة تخزين متعددة، ويعمل على تشغيل أنظمة تشغيل متعددة.

الحوسبة السحابية يتم تعريفه على أنه تطبيق أو خدمة تتضمن افتراضيًا ecosنظام. مثل هذا ecosيمكن أن يكون النظام ذو طبيعة عامة أو خاصة. مع المحاكاة الافتراضية، يتم تقليل الحاجة إلى وجود بنية تحتية مادية. يتم الآن استخدام مصطلحي الحوسبة السحابية والمحاكاة الافتراضية بالتبادل، ويتم توحيدهما بسرعة.

تعمل المحاكاة الافتراضية والحوسبة السحابية جنبًا إلى جنب لضمان حصولك على مستويات متقدمة ومتطورة من الحوسبة. فهو يضمن إمكانية مشاركة التطبيقات عبر سلاسل شبكات متعددة لمختلف المؤسسات والمستخدمين النشطين.

توفر الحوسبة السحابية قابلية التوسع والكفاءة والقيمة الاقتصادية. إنه يوفر أنظمة مبسطة لإدارة عبء العمل.

بكلمات أبسط، تضمن الحوسبة السحابية بالتعاون مع Virtualization حصول المؤسسات الحديثة على طريقة أكثر فعالية من حيث التكلفة لتشغيل أنظمة تشغيل متعددة باستخدام مورد واحد مخصص.

خصائص المحاكاة الافتراضية

توفر المحاكاة الافتراضية العديد من الميزات أو الخصائص كما هو موضح أدناه: –

  • توزيع الموارد: تضمن تقنية المحاكاة الافتراضية والحوسبة السحابية للمستخدمين النهائيين تطوير بيئة حوسبة فريدة. يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء جهاز مضيف واحد. من خلال هذا الجهاز المضيف، يمكن للمستخدم النهائي تقييد عدد المستخدمين النشطين. ومن خلال القيام بذلك، فإنه يسهل السيطرة عليها. ويمكن استخدامها أيضًا لخفض استهلاك الطاقة.
  • إمكانية الوصول إلى موارد الخادم: توفر المحاكاة الافتراضية العديد من الميزات الفريدة التي تضمن عدم الحاجة إلى خوادم فعلية. تضمن هذه الميزات تعزيز وقت التشغيل، كما أن هناك قدرًا أقل من التسامح مع الأخطاء وتوافر الموارد.
  • عزل الموارد: توفر المحاكاة الافتراضية أجهزة افتراضية معزولة. يمكن أن يحتوي كل جهاز افتراضي على العديد من المستخدمين الضيوف، ويمكن أن يكون المستخدمون الضيوف إما أنظمة تشغيل أو أجهزة أو تطبيقات.
    الجهاز الظاهري يوفر لهؤلاء المستخدمين الضيوف بيئة افتراضية معزولة. وهذا يضمن بقاء المعلومات الحساسة محمية، وفي الوقت نفسه، يظل المستخدمون الضيوف متصلين ببعضهم البعض.
  • الأمن والأصالة: تضمن أنظمة المحاكاة الافتراضية استمرار تشغيل الأنظمة، وتقوم بموازنة التحميل التلقائي وتضمن تقليل انقطاع الخدمات.
  • تجميع: يتم تحقيق التجميع في المحاكاة الافتراضية من خلال برنامج إدارة المجموعة. يضمن هذا البرنامج أن المجموعات المتجانسة من أجهزة الكمبيوتر أو الشبكات متصلة ببعضها البعض وتعمل كمورد واحد موحد.

أنواع المحاكاة الافتراضية

هناك العديد من المتغيرات أو الأنواع المتاحة ضمن تقنية المحاكاة الافتراضية كما هو موضح أدناه:

أنواع المحاكاة الافتراضية
أنواع المحاكاة الافتراضية

التطبيق الافتراضي

يمكن تعريف ذلك على أنه نوع المحاكاة الافتراضية الذي يمكّن المستخدم النهائي للتطبيق من الوصول عن بعد.

ويتم تحقيق ذلك من خلال الخادم. يحتوي هذا الخادم على جميع المعلومات الشخصية والخصائص الأخرى القابلة للتطبيق المطلوبة لاستخدام التطبيق.

يمكن الوصول إلى الخادم عبر الإنترنت، ويعمل على محطة عمل محلية. باستخدام المحاكاة الافتراضية للتطبيقات، يمكن للمستخدم النهائي تشغيل نسختين مختلفتين من نفس البرنامج أو نفس التطبيق.

يتم تقديم المحاكاة الافتراضية للتطبيق من خلال البرامج المعبأة أو التطبيق المستضاف.

الشبكة الافتراضية

يمكن لهذا النوع من المحاكاة الافتراضية تنفيذ العديد من الشبكات الافتراضية، ولكل منها خطة تحكم وبيانات منفصلة. وهي تحدث بشكل مشترك على الجزء العلوي من الشبكة الفعلية، ويمكن تشغيلها من قبل أطراف ليست على علم ببعضها البعض.

تقوم المحاكاة الافتراضية للشبكة بإنشاء شبكات افتراضية، كما أنها تحافظ على توفير الشبكات الافتراضية.

من خلال المحاكاة الافتراضية للشبكة، يمكن إنشاء المحولات المنطقية وجدران الحماية وأجهزة التوجيه وموازنات التحميل وأنظمة إدارة أمان عبء العمل.

المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب

يمكن تعريف ذلك على أنه نوع المحاكاة الافتراضية الذي يمكّن من تخزين نظام التشغيل للمستخدمين النهائيين عن بعد على خادم أو مركز بيانات. فهو يمكّن المستخدمين من الوصول إلى أجهزة الكمبيوتر المكتبية الخاصة بهم عن بعد والقيام بذلك عن طريق الجلوس في أي موقع جغرافي. يمكنهم أيضًا استخدام أجهزة مختلفة للوصول فعليًا إلى أجهزة الكمبيوتر المكتبية الخاصة بهم.

باستخدام المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب، يمكن للمستخدم النهائي العمل على أكثر من نظام تشغيل بناءً على احتياجات العمل لذلك الفرد.

إذا أراد الفرد العمل على نظام تشغيل آخر غير نظام التشغيل Window فيمكنه استخدام المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب. وهذا يوفر للفرد فرصة للعمل على نظامي تشغيل مختلفين.

لذلك، توفر المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب مجموعة من الفوائد. فهو يوفر إمكانية النقل وتنقل المستخدم وإدارة البرامج بسهولة مع التصحيحات والتحديثات.

التخزين الافتراضي

يوفر هذا النوع من المحاكاة الافتراضية أنظمة تخزين افتراضية تسهل إدارة التخزين.

إنه يسهل إدارة التخزين بشكل فعال ومن خلال مصادر متعددة يمكن الوصول إليها من مستودع واحد. تضمن المحاكاة الافتراضية للتخزين أداءً متسقًا وأداءً سلسًا.

كما يوفر تحديثات وتصحيحات مستمرة للوظائف المتقدمة. كما أنه يساعد في التعامل مع التغييرات التي تطرأ على معدات التخزين الأساسية.

خادم الافتراضية

يضمن هذا النوع من المحاكاة الافتراضية إخفاء الخوادم. ينقسم الخادم الرئيسي أو المقصود إلى العديد من الخوادم الافتراضية. تستمر هذه الخوادم في تغيير أرقام هويتها ومعالجاتها لتسهيل عملية الإخفاء. وهذا يضمن أن كل خادم يمكنه تشغيل أنظمة التشغيل الخاصة به بمعزل تام.

التمثيل الافتراضي للبيانات

يمكن تعريف ذلك على أنه نوع المحاكاة الافتراضية حيث يتم الحصول على البيانات وجمعها من عدة مصادر وإدارتها من مكان واحد. لا توجد معرفة فنية من أين يتم الحصول على هذه البيانات وجمعها أو تخزينها أو تنسيقها لهذه البيانات.

يتم ترتيب البيانات بشكل منطقي، ومن ثم يمكن للأطراف المعنية وأصحاب المصلحة الوصول إلى العرض الافتراضي لهذه البيانات. يتم الوصول إلى هذه التقارير أيضًا من قبل المستخدمين النهائيين على أساس بعيد.

يتراوح تطبيق المحاكاة الافتراضية للبيانات من تكامل البيانات إلى تكامل الأعمال. كما أنها تستخدم للموجهة نحو الخدمة archiخدمات البيانات التقنية، وتساعد في العثور على البيانات التنظيمية.

Archiبنية المحاكاة الافتراضية

• archiيتم تعريف التقنية في المحاكاة الافتراضية على أنها نموذج يصف المحاكاة الافتراضية من الناحية المفاهيمية. يعد تطبيق المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية أمرًا بالغ الأهمية. في الحوسبة السحابية، يقوم المستخدمون النهائيون بمشاركة البيانات على التطبيقات التي يطلق عليها اسم السحاب. ومع ذلك، يمكن للمستخدمين النهائيين مشاركة البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات بالكامل مع المحاكاة الافتراضية نفسها.

هو، هنا، archiبنية المحاكاة الافتراضية:

Archiبنية المحاكاة الافتراضية

في الصورة أعلاه، تشتمل المحاكاة الافتراضية على خدمات افتراضية للتطبيقات والبنية التحتية.

تساعد خدمات التطبيقات الافتراضية في إدارة التطبيقات، ويمكن أن تساعد خدمات البنية التحتية الافتراضية في إدارة البنية التحتية.

يتم تضمين كلتا الخدمتين في مركز بيانات افتراضي أو نظام تشغيل. يمكن استخدام الخدمات الافتراضية في أي منصات وبيئة برمجة. يمكن الوصول إلى الخدمات من خلال السحابة المحلية أو السحابية خارج المؤسسة.

يتم تسليم خدمات المحاكاة الافتراضية لمستخدمي السحابة من قبل أفراد خارجيين. وفي المقابل، يتعين على مستخدمي السحابة أن يدفعوا لأفراد الطرف الثالث رسومًا شهرية أو سنوية مطبقة.

يتم دفع هذه الرسوم لتعويض الأطراف الثالثة عن تقديم الخدمات السحابية للمستخدمين النهائيين، كما أنها توفر إصدارات مختلفة من التطبيقات حسب طلب مستخدمي السحابة النهائية.

يتم تحقيق المحاكاة الافتراضية بشكل عام من خلال برنامج Hypervisor. يتيح برنامج Hypervisor فصل أنظمة التشغيل عن الأجهزة الأساسية. فهو يمكّن الجهاز المضيف من تشغيل العديد من الأجهزة الافتراضية في وقت واحدneously ومشاركة نفس موارد الكمبيوتر الفعلية. هناك طريقتان يتم من خلالهما المحاكاة الافتراضية archiيتم تحقيق التقنية الموضحة أدناه:

  • النوع الأول: يُطلق على نوع برنامج Hypervisor الأول مراقب الأجهزة الافتراضية. يتم تشغيلها مباشرة فوق الجزء العلوي من أجهزة النظام المضيف. أنها توفر إدارة فعالة للموارد وتضمن التوافر العالي للموارد. فهو يوفر وصولاً مباشرًا إلى نظام الأجهزة، مما يضمن قابلية التوسع والأداء والاستقرار بشكل أفضل.
  • النوع الثاني: النوع الثاني من برامج Hypervisor هو مراقب الأجهزة الافتراضية المستضاف. يتم تثبيت هذا على نظام التشغيل المضيف، ويعمل نظام التشغيل الظاهري مباشرة فوق برنامج Hypervisor. إنه نوع النظام الذي يسهل ويبسط تكوين النظام.

بالإضافة إلى ذلك، فإنه يبسط مهام الإدارة. يؤدي وجود نظام التشغيل المضيف في بعض الأحيان إلى الحد من أداء النظام الذي يدعم المحاكاة الافتراضية، بل ويؤدي إلى حدوث عيوب أو مخاطر أمنية.

مزايا المحاكاة الافتراضية

فيما يلي بعض إيجابيات/فوائد المحاكاة الافتراضية:

  • تقدم المحاكاة الافتراضية العديد من الفوائد، مثل المساعدة في خفض التكاليف وزيادة الإنتاجية في عملية التطوير.
  • إنه يلغي الحاجة إلى الحصول على اتصال عالي الجودةplex البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات.
  • فهو يسهل الوصول عن بعد إلى الموارد ويضمن ذلك promoقابلية التوسع بشكل أسرع.
  • إنه مرن للغاية، ويسمح للمستخدمين بتنفيذ أنظمة تشغيل متعددة لأجهزة سطح المكتب على جهاز قياسي واحد.
  • إنه يزيل المخاطر التي ينطوي عليها فشل النظام، كما أنه يعزز مرونة نقل البيانات بين الخوادم الافتراضية المختلفة.
  • تتميز عملية العمل في المحاكاة الافتراضية بأنها مبسطة ومرنة للغاية، مما يضمن أن يعمل المستخدمون ويعملون بشكل اقتصادي أكثر.

عيوب المحاكاة الافتراضية

عيوب المحاكاة الافتراضية محدودة للغاية بطبيعتها. فيما يلي سلبيات/عيوب المحاكاة الافتراضية:

  • يتطلب انتقال إعداد الأجهزة الحالية إلى إعداد افتراضي استثمارًا طويلًا للوقت، وبالتالي يمكن اعتبار ذلك عملية تستغرق وقتًا طويلاً.
  • هناك نقص في توفر الموارد الماهرة التي تساعد من حيث انتقال الإعداد الحالي أو الفعلي إلى الإعداد الافتراضي.
  • ونظرًا لوجود قيود على الموارد الأقل مهارة، فإن تنفيذ المحاكاة الافتراضية يتطلب عمليات تنفيذ عالية التكلفة.
  • إذا لم يتم التعامل مع عملية النقل بدقة، فإنها تشكل أيضًا خطرًا أمنيًا على البيانات الحساسة.

دور المحاكاة الافتراضية في الحوسبة السحابية

في المحاكاة الافتراضية، يتم محاذاة الاسم المعقول أو الصحيح مع الخادم الفعلي. يتم بعد ذلك توجيه المؤشرات نحو ذلك الخادم الفعلي، ويتم ذلك عند الطلب. تسهل المحاكاة الافتراضية تنفيذ التطبيقات المتجانسة.

كما يوفر أيضًا بيئة شبكات وتخزين وذاكرة افتراضية ومعزولة. يتم تحقيق المحاكاة الافتراضية من خلال جهاز مضيف وجهاز ضيف. يمكن تعريف الجهاز المضيف على أنه الجهاز الذي تم تطوير الجهاز الظاهري عليه، ويُطلق على الجهاز الظاهري الذي تم تطويره على هذا النحو اسم الجهاز الضيف.

تلعب المحاكاة الافتراضية للأجهزة دورًا حاسمًا من خلال تقديم البنية التحتية كحل خدمة أكثر كفاءة وفعالية في إطار عملية الحوسبة السحابية.

يضمن هذا النوع من المحاكاة الافتراضية إمكانية النقل. يتم تجميع جهاز الضيف كمثال افتراضي للصورة، ويمكن إزالة هذه الصور الافتراضية بسهولة عند الحاجة.

مصطلحات هامة للمحاكاة الافتراضية

هناك عدد قليل من التقنيات الأساسية في المحاكاة الافتراضية، والتي يمكن تعريفها على النحو التالي: –

  • آلة افتراضية: يمكن تعريف الجهاز الظاهري على أنه جهاز كمبيوتر من النوع الظاهري الذي يعمل تحت برنامج Hypervisor.
  • هبرفيسر: يمكن تعريف هذا بأنه نظام التشغيل الذي يعمل على الأجهزة الفعلية. النظير الظاهري لنظام التشغيل هو جزء فرعي ينفذ أو يحاكي العملية الافتراضية. يتم تعريفها على أنها المجال 0 أو Dom0.
  • حاوية: يمكن تعريفها على أنها أجهزة افتراضية ذات طبيعة خفيفة الوزن والتي تعد مجموعة فرعية من نفس مثيل نظام التشغيل أو برنامج Hypervisor. إنها مجموعة من العمليات التي يتم تنفيذها جنبًا إلى جنب مع مساحة الاسم المقابلة أو معرفات العملية.
  • الشبكة الافتراضية: يتم تعريف ذلك على أنه يتم فصل الشبكة منطقيًا وموجودة داخل الخوادم. يمكن توسيع هذه الشبكات عبر خوادم متعددة.
  • برامج المحاكاة الافتراضية: يساعد هذا النوع من البرامج في نشر المحاكاة الافتراضية على جهاز الكمبيوتر.

نبذة عامة

  • تساعد المحاكاة الافتراضية في إنشاء إصدارات افتراضية من أجهزة سطح المكتب والخوادم وأنظمة التشغيل والتطبيقات.
  • تشتمل المحاكاة الافتراضية على الجهاز المضيف والجهاز الظاهري.
  • يتكون كل نظام افتراضي من برنامج Hypervisor وحاوية وشبكة افتراضية.
  • توفر المحاكاة الافتراضية كفاءة قابلية التوسع وتساعد في الإدارة الفعالة للموارد.