O que é uma máquina virtual?

Uma máquina virtual (VM) consiste em uma versão digital de uma máquina física que opera como um sistema isolado, com seus próprios recursos de hardware virtualizados e sistema operacional. Uma máquina física, como um laptop ou servidor físico, normalmente tem um único sistema operacional coordenando o hardware para executar suas aplicações. No entanto, os recursos físicos subjacentes podem fornecer muito mais capacidade do que um único sistema pode utilizar.

Uma máquina virtual permite criar vários ambientes isolados em uma única máquina física para executar vários sistemas operacionais em paralelo. Você pode executar várias aplicações no mesmo hardware e utilizar os recursos com mais eficiência. As instâncias de nuvem modernas permitem que você acesse máquinas virtuais como um serviço totalmente gerenciado na nuvem.

A virtualização refere-se a um software que executa a função de hardware físico. O software acessa e usa o hardware físico subjacente da vida real para que possa operar como o hardware físico. Da mesma forma que as máquinas virtuais são executadas em computadores físicos reais, o armazenamento virtual espaçoso pode substituir vários dispositivos de armazenamento físico. A tecnologia de virtualização facilita a configuração, a criação de modelos e a repetição de implementações de hardware com o mínimo de gerenciamento físico.

Uma máquina virtual (VM) é um sistema totalmente operacional definido por software que executa um sistema operacional, aplicações, processos e configurações personalizadas. A máquina virtual também é chamada de sistema operacional convidado, e o computador físico em que ela é executada é chamado de máquina host. Várias máquinas virtuais podem executar vários sistemas operacionais em um único computador físico, negociando o uso dos recursos de hardware do servidor conforme necessário.

Hipervisor

Uma camada de software, conhecida como hipervisor, realiza a coordenação do controle e do consumo de hardware entre as máquinas virtuais (VMs) e os recursos da máquina física subjacente. 

Um hipervisor do Tipo 1 é instalado diretamente no hardware físico do host, eliminando a necessidade de um sistema operacional de hospedagem subjacente. Os computadores de hospedagem com hipervisores Tipo 1 são dedicados exclusivamente à execução de VMs.

Um hipervisor do Tipo 2 é instalado no sistema operacional (SO) da máquina física de hospedagem e opera de forma similar a um aplicativo. Os hipervisores do Tipo 2 são usados com frequência quando a virtualização não constitui a atividade principal da máquina. Uma máquina virtual é gerada na aplicação do hipervisor, enquanto o sistema operacional subjacente funciona em segundo plano. Os usuários podem alternar entre a realização de tarefas no sistema operacional de hospedagem e no ambiente da máquina virtual. 

Imagem de máquina virtual

Uma imagem de VM funciona como um esquema inicializável. A imagem armazena o estado estático do sistema operacional selecionado, das aplicações e da configuração do sistema, em um formato pronto para carregamento, permitindo que a VM entre em operação imediatamente.

Uma instância de nuvem consiste em uma máquina virtual gerenciada por um provedor de nuvem, que é executada em um servidor remoto e acessada por você via internet. O provedor de nuvem gerencia todos os recursos de hardware e de hipervisor subjacentes, removendo a complexidade do gerenciamento de servidores físicos e da administração de sistemas. O termo “instância de nuvem” é apenas a nomenclatura para uma máquina virtual neste ambiente de nuvem virtual.

As instâncias de nuvem podem ser configuradas com diferentes CPUs, GPUs, capacidades de memória, armazenamento, largura de banda da rede e muito mais. A instância de nuvem escolhida dependerá da workload, por exemplo, inferência de aprendizado profundo ou um servidor de aplicações.

Os administradores detêm controle total sobre o sistema operacional da instância de nuvem, o que permite a configuração de ambientes, aplicações e workloads para que o sistema de computação seja plenamente operacional.

O tipo de máquina virtual que você cria e usa depende da meta e dos recursos de hardware do sistema subjacente. 

Alguns exemplos:

• A execução de uma máquina virtual com um robusto LLM nativo requer uma máquina host subjacente com uma GPU robusta.
• Executar ocasionalmente uma aplicação Windows em seu desktop Mac significa executar uma VM do sistema operacional Windows em uma aplicação de hipervisor Tipo 2 em seu computador host.
• Executar um servidor de teste e um servidor de desenvolvimento para produção de software significa executar dois sistemas operacionais convidados paralelos, acomodando vários usuários em uma máquina host com recursos adequados.

Máquina virtual do sistema

Máquina virtual do sistema (SVM) é apenas outro nome para o termo mais comum: “máquina virtual”. Esse tipo de VM engloba todo um ambiente de sistema, incluindo seu próprio sistema operacional.

Máquina virtual de processo

Uma máquina virtual de processo (PVM), por outro lado, executa um único processo ou aplicação fornecendo um ambiente de linguagem de programação completo. Exemplos comuns de máquinas virtuais de processo incluem a Java Virtual Machine, que executa programas Java, ou o interpretador Python, que executa aplicações Python. Usar uma PVM significa que você pode executar aplicações em linguagens específicas em praticamente qualquer computador host.

Praticamente todas as organizações podem se beneficiar do uso de máquinas virtuais. Para novas organizações, é melhor começar diretamente com instâncias de nuvem para agilizar a configuração e escalar de forma econômica.

As máquinas virtuais proporcionam os seguintes benefícios para organizações com infraestrutura on-premises existente:

Eficiência de recursos de computação

A vantagem mais significativa de usar várias máquinas virtuais é obter maior ROI do hardware subjacente. Se uma CPU for usada apenas com 25% da capacidade o tempo todo, ela está sendo subutilizada. Se vários sistemas operacionais executarem tarefas críticas simultaneamente, combinar essas workloads em uma máquina economiza recursos. 

Administração automatizada

Ao configurar imagens de máquinas virtuais no software, em vez de explicitamente no hardware, a administração é automatizada, reproduzível e facilmente alterável. 

Altamente portátil

Diferentemente do hardware físico, as máquinas virtuais podem ser facilmente instanciadas em quase todos os lugares. Uma VM pode ser executada em uma máquina na América do Norte e, simultaneamente, em uma máquina na Austrália, sem precisar de nenhuma configuração diferente.

Sistemas operacionais diferentes

Embora uma organização possa favorecer um sistema operacional específico em seu ambiente, haverá momentos em que você poderá precisar ou se beneficiar do uso de sistemas operacionais diferentes. Com o software de máquina virtual, você pode executar várias VMs com sistemas operacionais diferentes ao mesmo tempo.

As VMs são comparadas com contêineres quando o assunto é a implantação de aplicações. Antes dos contêineres, os desenvolvedores de software precisavam agrupar bibliotecas e serviços com a aplicação para que o usuário instalasse em uma VM específica para que a aplicação pudesse ser executada. Com contêineres, você carrega uma imagem e o software simplesmente é executado: sem necessidade de instalação.

Tanto as VMs como os contêineres usam virtualização. Uma VM virtualiza a máquina física subjacente, enquanto o contêiner virtualiza o ambiente do servidor em que a aplicação é executada.

Uma máquina virtual oferece um ambiente de sistema operacional isolado que pode ser executado em qualquer máquina física com o hipervisor correto. Um contêiner fornece um ambiente de aplicação completo e isolado que pode ser executado em qualquer lugar. Um contêiner vem completo com todas as bibliotecas e serviços necessários da aplicação para ser executado em qualquer sistema, quando o gerenciador de contêineres correto está instalado e configurado.

A conteinerização pode ser mais eficiente em recursos do que executar uma VM que executa as aplicações. No entanto, nem todas as aplicações podem ser conteinerizadas facilmente. As aplicações devem ser empacotadas para contêineres, e algumas aplicações, incluindo aquelas com GUIs ou armazenamento persistente, precisam de retrabalho para operações sem estado e baseadas em contêineres. Aplicações de terceiros geralmente não têm uma opção em contêiner.

A AWS disponibiliza mais de 800 tipos de instâncias para atender a praticamente qualquer necessidade empresarial. As instâncias podem ser personalizadas em processadores, armazenamentos, redes, sistemas operacionais e modelos de compra para ajudar você a atender melhor às necessidades de sua workload. A AWS oferece 108 zonas de disponibilidade para instâncias múltiplas, fisicamente separadas e isoladas para atender aos requisitos de conformidade.

As seleções de tipo de instância da AWS são projetadas para executar várias máquinas virtuais em vários ambientes de sistema operacional.

O Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) oferece a plataforma de computação mais ampla e profunda, com opção de instâncias sob demanda, instâncias dedicadas e instâncias spot. O EC2 oferece instâncias de uso geral, instâncias otimizadas para computação, instâncias otimizadas para armazenamento, instâncias otimizadas para memória e computação acelerada. O EC2 é compatível com processadores Intel, AMD e Arm, com vários sistemas operacionais, e é a única nuvem que oferece instâncias EC2 Mac sob demanda e uma rede Ethernet de 400 Gbps.

O AWS Nitro System é a base para nossas instâncias modernas do EC2. Com o Nitro System, reformulamos completamente nossa infraestrutura de virtualização. Tradicionalmente, os hipervisores protegem o hardware físico e a BIOS, virtualizam a CPU, o armazenamento e as redes e oferecem recursos avançados de gerenciamento. Com o Nitro System, conseguimos separar essas funções, transferi-las para hardware e software dedicados e reduzir os custos entregando praticamente todos os recursos de um servidor para suas instâncias.

O Amazon Lightsail oferece instâncias de servidor privado virtual (VPS), contêineres, armazenamento, bancos de dados e outros recursos de fácil utilização a um preço mensal acessível. O Lightsail foi projetado para aplicações web simples, sites personalizados e aplicações para pequenas empresas.

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