Virtualių mašinų naudojimo kūrimo nauda
Sparčiai besikeičiančiame programinės įrangos kūrimo pasaulyje kūrėjai turi dirbti efektyviai, saugiai ir lanksčiai. Projektai gali apimti daugybę priklausomybių, skirtingas operacinės sistemos versijas ir poreikį testuoti programas keliose aplinkose. Būtent čia virtualios mašinos (VM) tampa labai naudingu sprendimu. Virtualios mašinos leidžia mums paleisti virtualų „kompiuterį“ fiziniame kompiuteryje su jo operacine sistema ir konfigūracija, nekeičiant pagrindinės sistemos. Šiame straipsnyje aptariami įvairūs virtualių mašinų naudojimo privalumai kūrimo poreikiams, ypač individualiems kūrėjams ir komandoms.
Kas yra virtuali mašina?
Virtuali mašina yra programinės įrangos imituojama skaičiavimo aplinka, leidžianti vienam fiziniam kompiuteriui vienu metu paleisti kelias operacines sistemas. Kiekviena VM turi savo išteklius (virtualų procesorių, RAM, saugyklą ir tinklą) ir veikia atskirai nuo pagrindinės sistemos (pagrindinio kompiuterio) ir kitų VM. VM paprastai veikia per hipervizorius, tokius kaip „VirtualBox“, „VMware“, „Hyper-V“, KVM, arba debesijos platformas, tokias kaip AWS, „Azure“ ir GCP.
Kūrimo procese virtualios mašinos dažnai naudojamos stabiliai ir nuosekliai darbo aplinkai sukurti, atlikti testavimą skirtingose platformose ir palaikyti pagrindinės sistemos saugumą.
1. Vystymo aplinkos izoliacija
Vienas didžiausių VM privalumų yra izoliacija. Įdiegus konkrečią biblioteką, įrankių grandinę ar priklausomybę VM, šie pakeitimai neturi įtakos pagrindinei operacinei sistemai. Tai svarbu, nes kūrimui dažnai reikalingos specifinės programinės įrangos versijos arba netvarkingos konfigūracijos.
Pavyzdžiui:
– Konkrečiam projektui gali tekti išbandyti senesnę „Python“ versiją.
– Duomenų bazę turite įdiegti su specialia konfigūracija.
– Norite eksperimentuoti su tvarkyklėmis, paslaugomis arba tinklo konfigūracija.
Su VM galite tai padaryti nebijodami sugadinti pagrindinės sistemos, nes viskas vyksta atskiroje aplinkoje.
2. Nuoseklumas ir atkuriamumas
Klasikinė kūrimo problema yra sakinys: „Mano kompiuteryje jis veikia.“ VM padeda sušvelninti šią problemą, nes aplinką galima padaryti nuoseklią ir lengvai atkartoti.
Sukūrusios VM atvaizdą arba šabloną, komandos gali bendrinti tą pačią konfigūraciją:
– Operacinės sistemos versija
– kompiliatoriaus / interpretatoriaus versija
– duomenų bazės konfigūracija
– pagalbinės paslaugos („Redis“, „RabbitMQ“, „Nginx“ ir kt.)
Dėl to klaidas lengviau atkurti, o derinimas – greitesnis. Be to, daug lengviau įtraukti naujus komandos narius: jie tiesiog naudoja iš anksto sukonfigūruotą virtualią mašiną.
3. Testavimas įvairiose operacinėse sistemose
Ne visos programos veikia vienoje platformoje. Kartais kuriate programinę įrangą, kuri turi veikti „Windows“, „Linux“ ar net „macOS“ sistemose arba bent jau būti suderinama su keliais „Linux“ platinimais.
Virtualios mašinos leidžia lengvai testuoti skirtingose platformose, neturint kelių fizinių įrenginių. Galite:
– „Ubuntu“ naudojimas programinei įrangai posistemės kūrimui,
– „Windows“ paleidimas darbalaukio programų testavimui,
– Paleisti konkretų platinimą, pvz., „CentOS“ / „AlmaLinux“, kad būtų galima emuliuoti gamybinį serverį.
Tai labai naudinga siekiant užtikrinti, kad programa gerai veiktų tikslinėje aplinkoje, ypač jei diegimas atliekamas „Linux“ serveryje, o kūrėjas dirba su „Windows“.
4. Greita momentinė kopija ir atšaukimas
Vertinga VM funkcija yra momentinės kopijos. Momentinės kopijos leidžia sukurti VM būsenos momentinę kopiją konkrečiu laiko momentu. Jei vėliau iškyla problemų, pavyzdžiui, nepavyksta įdiegti priklausomybės, sugadinama konfigūracija arba atnaujinimas padaro sistemą nestabilią, galite per kelias minutes grįžti prie ankstesnės momentinės kopijos.
Kūrėjams momentinės kopijos yra naudingos:
– nerizikingi konfigūravimo eksperimentai,
– pabandykite atnaujinti priklausomybės versiją,
– naujų įrankių diegimo bandymas,
– saugumo testavimas arba kenkėjiškų programų analizė (saugioje aplinkoje).
Greitas atšaukimas padaro eksperimentų eigą daug patogesnę ir mažiau stresą keliančią.
5. Imituokite gamybos aplinką (vietinis parengimas)
Virtualios mašinos dažnai naudojamos norint sukurti lokaliai panašią gamybinę aplinką. Pavyzdžiui, gamybiniame serveryje gali veikti „Linux“ su konkrečia sąranka, o kūrėjo kompiuteryje – „Windows“. Užuot pasikliovę skirtingais vietiniais nustatymais, kūrėjai gali paleisti „Linux“ virtualią mašiną, sukonfigūruotą taip, kad primintų serverį.
Privalumai:
– Sumažintas klaidų skaičius dėl OS ir konfigūracijos skirtumų.
– Užtikrinkite, kad diegimo scenarijai veiktų taip, kaip numatyta.
– Prieš išleidimą patikrinti priklausomybes ir palaikančias paslaugas.
VM taip pat tinka kurti privačias „parengimo“ aplinkas, kad testavimas prieš sujungimą ar išleidimą būtų kruopštesnis.
6. Saugumas ir rizikos ribojimas
VM suteikia papildomą saugumo sluoksnį, nes programa veikia atskirai. Jei testuojate potencialiai kenkėjišką programinę įrangą, paleidimas VM yra saugesnis nei tiesioginis paleidimas pagrindinėje sistemoje.
Vystymosi kontekste tai naudinga:
– testuoti programas iš nepatikimų šaltinių,
– atlikti saugumo bandymus,
– tiriant programų klaidas, spragas ar keistą elgesį.
Nors VM izoliacija nėra tobula saugumo sistema, ji vis tiek sumažina pagrindinės sistemos ir asmeninių duomenų sugadinimo riziką.
7. Komandos infrastruktūros ir CI/CD efektyvumas
Komandos arba įmonės mastu VM gali būti naudojamos šioms funkcijoms vykdyti:
– vidinis kūrimo serveris,
– automatinio testavimo serveris,
– speciali kokybės užtikrinimo aplinka,
– nuoseklus CI/CD bėgikas.
Naudodamos virtualias mašinas (VM), komandos gali nustatyti „mašinas“ pagal poreikį ir jas valdyti standartizuotu būdu. Net debesijos paslaugose virtualias mašinas galima paruošti ir išimti pagal darbo krūvį. Tai palaiko mastelio keitimą be papildomų investicijų į aparatinę įrangą.
8. Kūrimas naudojant specialius įrankius arba operacines sistemas
Kartais prireikia įrankio, kuris pasiekiamas arba stabilesnis tik tam tikroje OS. Pavyzdžiui:
– tam tikri įrankiai yra optimalesni „Linux“ sistemoje,
– senesnei programinei įrangai reikalinga konkreti „Windows“ versija,
– testavimui reikalinga speciali branduolio konfigūracija.
VM leidžia toliau naudoti pagrindinį kompiuterį kasdienei veiklai, tuo pačiu metu vykdant specialią operacinę sistemą VM, skirtą konkretiems poreikiams.
9. Palengvina dokumentacijos ir sąrankos standartizavimą
Gera kūrimo aplinka paprastai yra gerai dokumentuota. VM yra naudingos, nes aplinkos konfigūraciją galima standartizuoti ir net automatizuoti naudojant tokius įrankius kaip „Vagrant“, „Ansible“ arba parengimo scenarijus.
Todėl:
– kūrėjų diegimas tampa greitesnis,
– sumažėja skirtumai tarp komandos narių,
– galima sumažinti rankinio konfigūravimo klaidas.
Kuo didesnė komanda, tuo svarbesnė tampa ši standartizacija.
10. Išteklių ir įrenginių naudojimo optimizavimas
Ne kiekvienas turi kelis nešiojamuosius ar stalinius kompiuterius kiekvienam testavimo poreikiui. Virtualios mašinos leidžia vienam fiziniam įrenginiui vienu metu apdoroti kelis kūrimo scenarijus, jei tik jis turi pakankamai išteklių.
Galite konfigūruoti RAM ir procesoriaus paskirstymą pagal kiekvienos virtualios mašinos poreikius ir išjungti virtualias mašinas, kai jos nenaudojamos. Tai ekonomiškiau nei skirti atskirus įrenginius kiekvienai operacinei sistemai ir testavimo poreikiams.
Išvada
Virtualios mašinos siūlo daug privalumų programinės įrangos kūrimui: nuo izoliacijos, aplinkos nuoseklumo, testavimo skirtingose platformose, momentinių kopijų greitam atkurimui iki patobulinto saugumo ir lengvo gamybinės aplinkos replikavimo. Individualiems kūrėjams VM padidina lankstumą ir sumažina pagrindinių sistemų gedimo riziką. Komandoms VM padeda standartizuoti, pagreitinti diegimą ir palaikyti nuoseklius CI/CD procesus.
Jei dažnai keičiate projektus su skirtingomis priklausomybėmis, turite testuoti programas keliose OS arba norite lengvai atkartojamo kūrimo aplinkos, virtuali mašina yra verta dėmesio investicija į darbo eigą.
Jei pageidaujate, taip pat galiu padėti sukurti straipsnio versiją, kuri:
– techniniai aspektai (aptariami hipervizoriai, VM ir konteineriai, išteklių derinimas),
– populiaresnis tarp plačiosios auditorijos,
– arba pritaikyta konkrečiam kontekstui (žiniatinklio kūrimas, mobilieji įrenginiai, „DevOps“, saugumas).
