Në informatikë, virtualizimi (ose virtualizimi në anglishten e Komonuelthit; shih ndryshimet drejtshkrimore) i shkurtuar si v12n, është një seri teknologjish që lejon ndarjen e burimeve fizike të informatikës në një seri makinash virtuale, sistemesh operative, procesesh ose kontejnerësh.
Virtualizimi filloi në vitet 1960 me IBM CP/CMS. Programi i kontrollit CP i ofronte çdo përdoruesi një kompjuter të simuluar dhe të pavarur System/360.
Në virtualizimin harduerik, makina pritëse është makina që përdoret nga virtualizimi dhe makina mysafire është makina virtuale. Fjalët host dhe mysafir përdoren për të dalluar softuerin që funksionon në makinën fizike nga softueri që funksionon në makinën virtuale. Softueri ose firmware-i që krijon një makinë virtuale në harduerin pritës quhet hipervizor ose monitor i makinës virtuale. Virtualizimi i harduerit nuk është i njëjtë me emulimin e harduerit. Virtualizimi i asistuar nga hardueri lehtëson ndërtimin e një monitori të makinës virtuale dhe lejon që sistemet operative mysafire të funksionojnë në izolim.
Virtualizimi i desktopit është koncepti i ndarjes së desktopit logjik nga makina fizike.
Virtualizimi në nivel sistemi operativ, i njohur edhe si kontejnerizim, i referohet një veçorie të sistemit operativ në të cilën bërthama lejon ekzistencën e shumë instancave të izoluara të hapësirës së përdoruesit.
Qëllimi i zakonshëm i virtualizimit është centralizimi i detyrave administrative, duke përmirësuar njëkohësisht shkallëzueshmërinë dhe shfrytëzimin e përgjithshëm të burimeve harduerike.
Histori
Një formë e virtualizimit u demonstrua për herë të parë me sistemin kërkimor CP-40 të IBM-it në vitin 1967, më pas u shpërnda nëpërmjet burimit të hapur në CP/CMS në vitet 1967–1972 dhe u ri-implementua në familjen VM të IBM-it nga viti 1972 deri më sot. Çdo përdoruesi të CP/CMS iu dha një kompjuter i simuluar dhe i pavarur. Çdo makinë e tillë virtuale kishte aftësitë e plota të makinës themelore dhe (për përdoruesin e saj) makina virtuale ishte e padallueshme nga një sistem privat. Ky simulim ishte gjithëpërfshirës dhe bazohej në manualin e Parimeve të Operimit për harduerin. Kështu, ai përfshinte elementë të tillë si një grup udhëzimesh, memorie kryesore, ndërprerje, përjashtime dhe akses në pajisje. Rezultati ishte një makinë e vetme që mund të multipleksohej midis shumë përdoruesve.
Virtualizimi i asistuar nga hardueri u shfaq për herë të parë në IBM System/370 në vitin 1972, për përdorim me VM/370, sistemin e parë operativ të makinës virtuale. IBM shtoi harduerin e memories virtuale në serinë System/370 në vitin 1972.
Me kërkesën në rritje për grafikë kompjuterike me definicion të lartë (p.sh. CAD), virtualizimi i mainframe-ve humbi vëmendjen në fund të viteve 1970, kur minikompjuterët e ardhshëm nxitën ndarjen e burimeve përmes informatikës së shpërndarë, duke përfshirë edhe komoditizimin e mikrokompjuterëve.
Rritja e kapacitetit llogaritës për server x86 (dhe në veçanti rritja e konsiderueshme e gjerësisë së brezit të rrjeteve moderne) ringjalli interesin për informatikën e bazuar në qendrat e të dhënave, e cila bazohet në teknikat e virtualizimit. Faktori kryesor që nxiti këtë ishte potenciali për konsolidimin e serverëve: virtualizimi i lejoi një serveri të vetëm të konsolidonte në mënyrë efikase fuqinë llogaritëse në shumë servera të dedikuar të nën-shfrytëzuar. Shenja më e dukshme e një kthimi në rrënjët e informatikës është cloud computing, i cili është sinonim për informatikën e bazuar në qendrat e të dhënave (ose informatikën e ngjashme me mainframe) përmes rrjeteve me gjerësi të lartë brezi. Është i lidhur ngushtë me virtualizimin.
Arkitektura x86 e implementimit fillestar nuk i plotësonte kërkesat e virtualizimit të Popek dhe Goldberg për të arritur "virtualizimin klasik":
ekuivalencë: një program që funksionon nën monitorin e makinës virtuale (VMM) duhet të shfaqë një sjellje në thelb identike me atë që demonstrohet kur funksionon direkt në një makinë ekuivalente.
- kontrolli i burimeve (i quajtur edhe siguri): VMM duhet të ketë kontroll të plotë të burimeve të virtualizuara
- efikasiteti: një pjesë statistikisht dominuese e instruksioneve të makinës duhet të ekzekutohet pa ndërhyrjen e VMM-së
Kjo e bëri të vështirë zbatimin e një monitori të makinës virtuale për këtë lloj procesori. Kufizime specifike përfshinin pamundësinë për të kapur disa udhëzime të privilegjuara. Prandaj, për të kompensuar këto kufizime arkitekturore, projektuesit realizuan virtualizimin e arkitekturës x86 përmes dy metodave: virtualizimit të plotë ose paravirtualizimit. Të dyja krijojnë iluzionin e pajisjeve fizike për të arritur qëllimin e pavarësisë së sistemit operativ nga pajisjet, por paraqesin disa kompromise në performancë dhe kompleksitet.
Virtualizimi i plotë nuk ishte plotësisht i disponueshëm në platformën x86 para vitit 2005. Shumë hipervizorë të platformës për platformën x86 iu afruan shumë dhe pretenduan virtualizim të plotë (siç janë Adeos, Mac-on-Linux, Parallels Desktop for Mac, Parallels Workstation, VMware Workstation, VMware Server (më parë GSX Server), VirtualBox, Win4BSD dhe Win4Lin Pro).
Në vitet 2005 dhe 2006, Intel dhe AMD (duke punuar në mënyrë të pavarur) krijuan zgjerime të reja të procesorëve për arkitekturën x86 të quajtura përkatësisht Intel VT-x dhe AMD-V. Në arkitekturën Itanium, virtualizimi i asistuar nga hardueri njihet si VT-i. Gjenerata e parë e procesorëve x86 për të mbështetur këto zgjerime u lançua në fund të vitit 2005 dhe fillim të vitit 2006:
Më 13 nëntor 2005, Intel lançoi dy modele të Pentium 4 (Modeli 662 dhe 672) si procesorët e parë Intel që mbështesin VT-x.
Më 23 maj 2006, AMD lançoi Athlon 64 ("Orleans"), Athlon 64 X2 ("Windsor") dhe Athlon 64 FX ("Windsor") si procesorët e parë AMD që mbështesin këtë teknologji.
Virtualizimi i pajisjeve
Virtualizimi i harduerit (ose virtualizimi i platformës) bashkon burimet kompjuterike në një ose më shumë makina virtuale. Një makinë virtuale zbaton funksionalitetin e një kompjuteri (fizik) me një sistem operativ. Softueri ose firmware-i që krijon një makinë virtuale në harduerin pritës quhet hipervizor ose monitor i makinës virtuale.
Softueri i ekzekutuar në këto makina virtuale është i ndarë nga burimet themelore të harduerit. Për shembull, një kompjuter që përdor Arch Linux mund të presë një makinë virtuale që duket si një kompjuter me sistemin operativ Microsoft Windows; softueri i bazuar në Windows mund të ekzekutohet në makinën virtuale.
Lloje të ndryshme të virtualizimit të harduerit përfshijnë:
Virtualizim i plotë – Virtualizim pothuajse i plotë i harduerit aktual për të lejuar që mjediset e softuerit, duke përfshirë një sistem operativ mysafir dhe aplikacionet e tij, të funksionojnë të pandryshuara.
Paravirtualizimi – Aplikacionet mysafire ekzekutohen në domenet e tyre të izoluara, sikur të ishin duke u ekzekutuar në një sistem të veçantë, por nuk simulohet një mjedis hardueri. Programet mysafire duhet të modifikohen posaçërisht për t'u ekzekutuar në këtë mjedis.
Virtualizim hibrid – Kryesisht virtualizim i plotë, por përdor drajverë paravirtualizimi për të rritur performancën e makinës virtuale.
Virtualizim i plotë
Virtualizimi i plotë përdor teknika që bashkojnë burimet fizike të kompjuterit në një ose më shumë instanca; secila prej të cilave ekzekuton një mjedis virtual ku çdo softuer ose sistem operativ i aftë të ekzekutohet në harduerin e papërpunuar mund të ekzekutohet në makinën virtuale. Zakonisht përdoren dy teknika të zakonshme të virtualizimit të plotë: (a) përkthimi binar dhe (b) virtualizimi i plotë i asistuar nga hardueri. Përkthimi binar modifikon automatikisht softuerin menjëherë për të zëvendësuar udhëzimet që "shpojnë makinën virtuale" me një sekuencë të ndryshme udhëzimesh të sigurta për makinën virtuale. Virtualizimi i asistuar nga hardueri lejon që sistemet operative mysafire të ekzekutohen në izolim pa praktikisht asnjë modifikim në sistemin operativ (mysafir).
