Mesin Virtual (VM): Bagaimana mereka mengubah lingkungan TIK

Tavaarvutis Windows-i käivitamises MacBook’is? Uue tundmatu rakenduse turvaline testimine ilma arvuti riskimiseta? VM-id (virtuaalmasinad) teevad seda kõike võimalikuks, luues isoleeritud digitaalse keskkonna, kus erinevad operatsioonisüsteemid ja rakendused saavad sõltumatult töötada. Rohkem kui pelgalt IT-tööriist – plokiahelavõrkudes käitavad VM-id kogu nutilepingute ökosüsteemi, tagades, et teisendused on turvalised ja usaldusväärsed.

Miks peaks virtuaalmasinaid kasutama?

Virtuaalmasinatel on paljud praktilised kasutusalad, mis teevad tööst lihtsamaks ja ohutumaks.

Uute süsteemide turvaline katsetamine: Iga VM võimaldab testida täiesti erinevat operatsioonisüsteemi ilma oma põhiarvutisse midagi muutmata. Näiteks, kui vaja on vanu Windows XP rakendusi, saab luua just selle keskkonna. Pärast katsetamist lihtsalt kustutatakse.

Ohutu katsetamise keskkond riskantse tarkvaraga: Pahavara, tundmatu fail või eksperimentaalne rakendus? Paigaldades neid VM-sse, jääb teie põhisüsteem täiesti kaitstuks. Kui midagi läheb valesti, on VM alati võimalik taastada algse seisundi juurde.

Mitme operatsioonisüsteemi paralleelkasutamine: Ühe arvutiga saate korraga käivitada Windowsi, macOS-i ja Linuxi eraldi VM-idena. See suurendab paindlikkust, eriti arendajatele, kes peavad testimiseks mitut keskkonda.

Koodi arendamine ja testimine: Arendajad saavad testida oma rakendusi mitmes operatsioonisüsteemis sama arvutiga, ilma kallist riistvara ostmata. Tootmine toimub kiiremini ja rohkemate variantidega.

Pilveteenuste infrastruktuur: Paljud pilveplatvormid nagu AWS, Azure ja Google Cloud töötavad täpselt VM-ide põhimõttel. Kui teie veebisait pilvesse käivitatakse, paikneb see virtuaalarvutis kaugel asuvas andmekeskuses.

Kuidas VM-id tegelikult füüsiliselt toimivad?

Tagaplaani töötab tarkvara, mida nimetatakse hüperviiroks. See hüperviisor on VM-ide juhataja – ta võtab teie arvuti füüsilised ressursid (protsessor, mälu, kõvaketas) ja jagab need nii, et palju VM-sid saavad neist korraga kasutada.

Hüperviisoreid on kahte põhitüüpi:

Tüüp 1 (tühi metall): Need paigaldatakse otse riistvarale, ilma operatsioonisüsteemita. Andmekeskuste ja pilveplatvormide jaoks need on ideaalsed – väga kiired ja tõhusad, kuid nõuavad spetsialiseeritud seadistust.

Tüüp 2 (majutatud): Need töötavad teie tavalise operatsioonisüsteemi peal rakendusena. Testimiseks ja arendamiseks sobivad suurepäraselt, sest ei nõua keerulisi seadistusi.

Kui VM on loodud, saate seda käivitada nagu tavalist arvutit. Saate installida tarkvara, kasutada internetti, käivitada rakendusi – kõik justkui otseses seadmes, kuid tegelikult hüperviirori kontrollitud keskkonnas.

Virtuaalmasinad plokiahelavõrkudes: EVM ja teised keskkonnad

Traditsioonilised VM-id on isoleeritud aedikud. Kuid plokiahelavõrkudes käituvad VM-id teisiti – need on mootorid, mis käitavad kogu detsentraliseeritud rakendusvõrku.

Ethereumi VM (EVM) on selle parim näide. Arendajad kirjutavad nutilepinguid Solidity, Vyper või Yul keeles ja paigutavad need EVM-i. Kõik Ethereumi võrgu sõlmed käitavad samu lepinguid samas järjekorras, mis tagab võrgu usaldusväärsuse.

Kuid erinevad plokiahelad kasutavad erinevaid VM-e:

• NEAR ja Cosmos kasutavad WebAssembly (WASM) põhiseid VM-e, mis toetavad mitut programmeerimiskeelt
• Sui kasutas MoveVM-i spetsiaalselt Move-keele nutilepingute käitamiseks
• Solana on loonud oma kohandatud SVM-i, mis käitab tehinguid paralleelselt ja suudab hallata suuremaid andmemahtusid

Need VM-id ei ole lihtsalt tehniline valik – need määravad, kuidas kõik detsentraliseeritud rakendused võrgus toimivad.

VM-ide kasutamine praktikas: DeFi, NFT ja veel rohkem

Isegi kui te ei märganud, töötavad VM-id teie taga iga kord, kui detsentraliseeritud rakendusega suhtlete.

DeFi-kaubandustes: Kui kasutate Uniswapi tokenite vahetamiseks, haldavad nutilepingud teie tehingut EVM-is. Virtuaalmasin arvutab välja õige vahetuskursi, võtab teie tokenit ja saadab uue.

NFT-de loomine: Kui te NFT-d loon, käitab VM koodi, mis jälgib omandiõigust. Iga ost või müük värskendab andmeid, nii et NFT asub õigel omandil.

Layer 2 teisendused: Kiiremad ja odavamad teisendused saavutatakse sageli spetsiaalse VM-i kaudu, näiteks zkEVM. See kasutab nutilepinguid ja nullteadmise tõendeid (ZKP) tehingute valideerimiseks.

Kõik see töötab tagaplaani – kasutaja näeb vaid kiire, kallit teisendust.

Millised on VM-ide peamised väljakutsed?

Kuigi VM-id on paindlikud ja võimsad, on neil ka piirangud.

Jõudluse kulu: VM lisab riistvara ja koodi vahele lisakihi. See võib kiirust vähendada ja rohkem energiat kasutada võrreldes otsese füüsilise masina kasutamisega.

Seadistamise ja haldamise keerukus: VM-id (eriti pilveteenustes ja plokiahelavõrkudes) nõuavad hoolikat seadistamist ja regulaarset uuendamist. See võtab aega ning nõuab spetsiaalseid teadmisi.

Ühilduvuse probleem: Nutilepingud kirjutatud ühe VM jaoks sageli ei tööta otse teisel. Ethereumis kirjutatud kood tuleb ümber kirjutada Solanal kasutamiseks. Arendajad peavad investeerima rohkem aega, kui tahavad sama rakendust mitmes võrgus käitada.

Lõpetuseks

Virtuaalmasinad on tähtis tehnoloogia nii traditsioonilises IT-s kui ka plokiahelavõrkudes. Need võimaldavad käitada erinevaid süsteeme, pakkuda turvalist testimise keskkonda ning tõhusalt ressursse kasutada. Plokiahelavõrkudes määravad VM-id, kuidas nutilepingud ja detsentraliseeritud rakendused toimivad.

Isegi kui te pole IT-ekspert, aitab VM-ide toimimise mõistmine paremini aru saada, kuidas DeFi-tööriistade ja platvormide taga kõik toimib.