Що таке Віртуальна машина (VM)?

Я останнім часом занурювався у віртуальні машини, і можу вам сказати, що це справжня революція. Коли-небудь хотіли запустити Windows на своєму MacBook або протестувати Linux, не порушуючи основну систему? VM роблять це можливим без необхідності купувати ще один дорогий комп'ютер.

Основи

VM — це, по суті, комп'ютер всередині комп'ютера, який ви можете налаштувати всього за кілька кліків. Ніяке додаткове апаратне забезпечення не потрібно! Ви можете встановити операційну систему, зберігати файли, запускати програми та серфити в Інтернеті — все це всередині вашого існуючого комп'ютера ("хост").

За сценою ваш хост-машина виконує важку роботу, надаючи свою пам'ять, обчислювальну потужність та сховище, щоб ваша ВМ працювала безперебійно. Я знайшов це надзвичайно корисним, коли потрібне програмне забезпечення, яке працює лише на інших операційних системах.

Як працюють VM

Чарівність відбувається через те, що називається гіпервізором. Це програмне забезпечення використовує фізичні ресурси вашого комп'ютера (ЦП, ОП, сховище) і розділяє їх, щоб кілька ВМ могли використовувати їх одночасно.

Є два основні типи гіпервізорів:

• Тип 1 (Bare-metal): Встановлюється безпосередньо на апаратне забезпечення, зазвичай використовується в дата-центрах
• Тип 2 (Hosted): Працює поверх вашої звичайної операційної системи, як будь-який інший додаток

Після налаштування ви можете запустити ваш VM так само, як справжній комп'ютер, і встановити все, що хочете.

Чому я використовую VM

1. Тестування нових операційних систем - Я можу спробувати різні системи, не вносячи зміни на своєму основному комп'ютері
2. Ізоляція ризикового програмного забезпечення - Коли мені потрібно відкрити підозрілі файли, я роблю це у VM, щоб захистити свою основну систему.
3. Запуск застарілого програмного забезпечення - Деякі програми працюють лише на старих системах, таких як Windows XP
4. Розробка та тестування - Ідеально для перевірки коду на різних платформах
5. Хмарні сервіси - Більшість хмарних платформ побудовані на VM

VM в блокчейн-мережах

Ось де все стає по-справжньому цікавим. У той час як традиційні ВМ є ізольованими пісочницями, блокчейн ВМ слугують двигунами, які виконують смарт-контракти. Ethereum Virtual Machine (EVM) дозволяє розробникам писати смарт-контракти на мовах, таких як Solidity, та розгортати їх по мережах, сумісних з EVM.

Різні блокчейн-мережі реалізують свої власні VM на основі проектних цілей. Деякі надають пріоритет швидкості та масштабованості, тоді як інші зосереджуються на безпеці або гнучкості для розробників. Мережі, такі як NEAR та Cosmos, використовують VM на основі WebAssembly, які підтримують контракти, написані різними мовами програмування.

Solana має свій власний користувацький виконуваний середовище (SVM), розроблене для паралельної обробки транзакцій та управління великими мережевими активностями. Я на власні очі бачив, як ці різні підходи впливають на складність розробки та продуктивність.

Практичні застосування

Ви взаємодієте з VM більше, ніж ви усвідомлюєте. Коли ви використовуєте DeFi-додаток, такий як Uniswap, для обміну токенів, ваші транзакції обробляються смарт-контрактами, що працюють на EVM.

Коли ви мінтите або торгуєте NFT, це VM, що виконує код, який керує записами про власність. Я колись втратив значну суму, намагаючись мінтити NFT під час затримок у мережі — VM не змогла впоратися з навантаженням, і моя транзакція не вдалася, але я все одно сплатив комісії за газ!

Рішення другого рівня можуть використовувати спеціалізовані VM, такі як zkEVM, які використовують нульові докази для верифікації. Ці технології справді революційні, але все ще мають серйозні обмеження.

Обмеження

Витрати на продуктивність реальні — ВМ додають додатковий шар між апаратним забезпеченням і кодом, що призводить до уповільнень і споживання більшої кількості ресурсів. Я помітив це особливо під час запуску ресурсомістких додатків.

Управління VM вимагає спеціалізованих знань та інструментів, що робить їх експлуатаційно складними. А смарт-контракти, розроблені для однієї VM-середовища, часто потребують значних доопрацювань, щоб функціонувати на несумісних блокчейнах — головний біль, з яким я зіткнувся на власному досвіді, намагаючись перенести проекти Ethereum на інші мережі.

VMs забезпечують як повсякденне обчислення, так і блокчейн-системи, що дозволяє використовувати різноманітні операційні системи, безпечне тестування програмного забезпечення та ефективне використання апаратного забезпечення. Розуміння їх надає цінну інформацію про те, що відбувається за лаштунками багатьох DeFi-інструментів, які ми використовуємо щодня—навіть якщо торгові платформи, які забезпечують ці взаємодії, іноді стягують захмарні збори.