Виртуальные машины (VM): Как они меняют ИКТ-среду

Тестирование Windows на MacBook при запуске компьютера? Безопасное тестирование нового неизвестного приложения без риска для устройства? Виртуальные машины (ВМ) делают это возможным, создавая изолированную цифровую среду, в которой разные операционные системы и приложения могут работать независимо. Более чем просто ИТ-инструмент — ВМ в блокчейн-сетях управляют всей экосистемой смарт-контрактов, обеспечивая безопасность и надежность транзакций.

Почему стоит использовать виртуальные машины?

У ВМ есть множество практических применений, которые делают работу проще и безопаснее.

Безопасное тестирование новых систем: Каждая ВМ позволяет протестировать совершенно другую операционную систему без изменений в основном устройстве. Например, если нужны старые приложения Windows XP, можно создать именно такую среду. После тестирования её просто удаляют.

Безопасная среда для рискованного ПО: Вредоносное ПО, неизвестные файлы или экспериментальные приложения? Установив их в ВМ, ваш основной системный диск остается полностью защищенным. В случае ошибок ВМ всегда можно восстановить до исходного состояния.

Параллельное использование нескольких ОС: На одном компьютере можно одновременно запускать Windows, macOS и Linux в отдельных ВМ. Это повышает гибкость, особенно для разработчиков, которым нужны разные среды для тестирования.

Разработка и тестирование кода: Разработчики могут тестировать свои приложения в нескольких ОС на одном устройстве, не покупая дорогое оборудование. Производительность и вариации увеличиваются.

Инфраструктура облачных сервисов: Многие облачные платформы, такие как AWS, Azure и Google Cloud, работают по принципу ВМ. Ваш сайт, запущенный в облаке, размещается в виртуальной машине в удаленном дата-центре.

Как физически работают ВМ?

Функционирование основано на программном обеспечении, называемом гипервизором. Этот гипервизор — управляющий ВМ, он берет физические ресурсы вашего компьютера (процессор, память, диск) и делит их так, что одновременно множество ВМ могут ими пользоваться.

Существуют два основных типа гипервизоров:

Тип 1 (bare-metal): Устанавливаются прямо на аппаратное обеспечение без ОС. Идеальны для дата-центров и облачных платформ — очень быстрые и эффективные, но требуют специальной настройки.

Тип 2 (хостированные): Работают поверх обычной ОС как приложение. Отлично подходят для тестирования и разработки, не требуют сложных настроек.

Создав ВМ, вы можете запускать её как обычный компьютер: устанавливать программы, пользоваться интернетом, запускать приложения — всё как в реальной системе, только внутри контролируемой гипервизором среды.

ВМ в блокчейн-сетях: EVM и другие платформы

Традиционные ВМ — изолированные контейнеры. Но в блокчейн-сетях ВМ работают иначе — это движки, которые управляют всей децентрализованной сетью приложений.

Пример — виртуальная машина Ethereum (EVM). Разработчики пишут смарт-контракты на Solidity, Vyper или Yul и размещают их в EVM. Все узлы сети Ethereum исполняют одни и те же контракты в одинаковом порядке, что обеспечивает доверие к сети.

Разные блокчейны создают свои ВМ:

• NEAR и Cosmos используют WebAssembly (WASM), поддерживающую множество языков программирования.
• Sui использует MoveVM специально для смарт-контрактов на языке Move.
• Solana разработала собственную SVM, которая выполняет транзакции параллельно и может обрабатывать большие объемы данных.

Эти ВМ — не просто технический выбор, а определяют работу всех децентрализованных приложений в сети.

Практическое использование ВМ: DeFi, NFT и другие сферы

Даже если вы этого не замечаете, ВМ работают за кулисами при взаимодействии с децентрализованными приложениями.

DeFi-трейдинг: При обмене токенов через Uniswap смарт-контракты работают в EVM. ВМ вычисляет правильный курс, списывает ваши токены и отправляет новые.

Создание NFT: При создании NFT ВМ исполняет код, который отслеживает право собственности. Каждая покупка или продажа обновляет данные, и NFT закрепляется за правильным владельцем.

Транзакции Layer 2: Быстрые и дешевые переводы достигаются через специальные ВМ, например zkEVM, использующие смарт-контракты и доказательства нулевого знания (ZKP) для валидации транзакций.

Все это работает в фоновом режиме — пользователь видит только быстрый и недорогой перевод.

Основные вызовы ВМ

Несмотря на гибкость и мощь, у ВМ есть ограничения.

Производительность: ВМ добавляет слой между железом и кодом, что может снижать скорость и увеличивать энергопотребление по сравнению с работой на физической машине.

Сложность настройки и управления: ВМ (особенно в облаке и блокчейн-сетях) требуют аккуратной настройки и регулярных обновлений. Это занимает время и требует специальных знаний.

Совместимость: Смарт-контракты, написанные для одной ВМ, часто не работают на другой. Например, код, написанный для Ethereum, нужно переписывать для Solana. Разработчикам приходится тратить больше времени на адаптацию.

Итог

Виртуальные машины — важная технология как в традиционных ИТ, так и в блокчейн-сетях. Они позволяют запускать разные системы, обеспечивают безопасное тестирование и эффективное использование ресурсов. В блокчейнах ВМ определяют, как работают смарт-контракты и децентрализованные приложения.

Даже если вы не специалист, понимание работы ВМ поможет лучше понять, как функционируют DeFi-инструменты и платформы.