Что такое виртуальная машина (VM)?

Ключевые аспекты

• Виртуальные машины (VM) позволяют запускать различные операционные системы или приложения на одном устройстве без дополнительного оборудования.

• Виртуальные машины отлично подходят для безопасного тестирования нового программного обеспечения, экспериментов с другими системами или изоляции программ, которые могут быть рискованными.

• VM как Виртуальная Машина Gate (GVM) позволяют смарт-контрактам и децентрализованным приложениям (dApps) надежно выполняться в глобальной сети компьютеров.

• Хотя виртуальные машины предлагают гибкость и контроль, им может потребоваться компенсировать это за счет производительности, использования ресурсов и сложности.

Введение

Вы когда-нибудь хотели запустить Windows на своем MacBook или попробовать приложение Linux, не меняя свою операционную систему и не покупая отдельный компьютер? Виртуальные машины позволяют это, создавая изолированную среду, в которой могут безопасно работать различные операционные системы и приложения. Они также широко используются в блокчейн-сетях для поддержки смарт-контрактов и децентрализованных приложений (dApps).

Что такое ВМ?

Виртуальная машина (VM) — это как компьютер, который вы можете настроить всего за несколько кликов, без необходимости в дополнительном оборудовании. Вы можете установить операционную систему, сохранять файлы, запускать приложения и подключаться к Интернету, но вы делаете это внутри своего существующего компьютера, также известного как хост.

Ваш хост-система выполняет тяжелую работу за кулисами, предоставляя свою память, вычислительную мощность и хранилище, чтобы ВМ работала без сбоев. Это особенно полезно, если вам нужно использовать программное обеспечение, которое доступно только на другой операционной системе.

Как на самом деле работают VM?

За кулисами программное обеспечение под названием гипервизор управляет всем этим. Гипервизор берет физические ресурсы вашего компьютера, такие как ЦП, оперативная память (RAM) и хранилище, и разделяет их, чтобы несколько виртуальных машин (VM) могли использовать их одновременно.

Существуют два основных типа гипервизоров:

• Тип 1 (Bare-metal): они устанавливаются непосредственно на аппаратное обеспечение и часто используются в дата-центрах или облачных платформах. Они разработаны для производительности и эффективности.

• Тип 2 (Хостинг): они работают в вашей обычной операционной системе (как приложения) и подходят для тестирования и разработки.

Как только вы настроите виртуальную машину (VM), вы можете запустить ее как реальный компьютер и устанавливать программное обеспечение, просматривать веб-страницы или создавать приложения.

Почему использовать ВМ?

1. Для тестирования новых операционных систем

С помощью виртуальной машины вы можете тестировать различные операционные системы, не внося изменения в основной компьютер. Это похоже на тестирование новой системы в безопасном и отдельном пространстве.

2. Изолировать рискованное программное обеспечение

Вам нужно открыть файл, в котором вы не уверены, или протестировать неизвестное приложение? Запустите его в виртуальной машине, чтобы защитить свой компьютер, так что если вы столкнетесь с вредоносным ПО или сбоем системы, ваш основной компьютер не пострадает.

3. Для запуска устаревшего или недоступного программного обеспечения

Некоторые программы работают только на старых системах, таких как Windows XP. Виртуальная машина может воспроизвести эту среду и позволить вам продолжать использовать программное обеспечение, которое может не работать на современных устройствах.

4. Для разработки и тестирования кода на различных платформах

Виртуальные машины позволяют разработчикам тестировать код на различных операционных системах и имитировать, как новые приложения будут работать в разных средах.

5. Для продвижения облака

Многие облачные сервисы (, такие как Gate Cloud), построены на виртуальных машинах (VM). Когда вы запускаете экземпляр в облаке, вы запускаете виртуальную машину в удаленном дата-центре, готовую для размещения веб-сайтов, приложений или баз данных.

Как блокчейн-сети используют виртуальные машины

В то время как традиционные виртуальные машины являются изолированными средами, виртуальные машины блокчейна действуют как двигатель, который выполняет смарт-контракты в сетях блокчейна. Виртуальная машина Gate (GVM) позволяет разработчикам писать смарт-контракты на языках, таких как Solidity, Vyper и Yul, и развертывать их в Gate и других сетях, совместимых с GVM. GVM гарантирует, что каждый узел сети соблюдает одни и те же правила при создании или взаимодействии со смарт-контрактами.

Блокчейн-сети реализуют свои собственные типы виртуальных машин, основанных на целях проектирования. Некоторые сосредотачиваются на скорости и масштабируемости, в то время как другие стремятся быть более безопасными или гибкими для разработчиков. Сети, такие как NEAR и Cosmos, используют виртуальные машины на основе WebAssembly (WASM), которые поддерживают смарт-контракты, написанные на различных языках программирования.

Другие блокчейн-сети, такие как Sui, используют MoveVM, который выполняет смарт-контракты, написанные на языке Move. Блокчейн Solana использует пользовательскую среду выполнения, часто называемую Машиной Виртуальной Соланы (SVM), которая предназначена для обработки транзакций параллельно и управления большими объемами активности в сети.

Виртуальные машины в действии

Вы можете этого не замечать, но ВМ работают за кулисами каждый раз, когда вы взаимодействуете с децентрализованными приложениями (dApps).

• Если вы используете приложение для Децентрализованных Финансов (DeFi), такое как Gate Swap, для обмена токенами, ваши транзакции обрабатываются смарт-контрактами, которые выполняются в рамках GVM.

• Если вы чеканите NFT, виртуальная машина выполняет код, который ведет учет того, кто владеет каждым NFT. Когда вы совершаете покупку или перевод, виртуальная машина обновляет записи, чтобы право собственности на NFT оставалось точным.

• Если вы используете rollup второго уровня, ваши транзакции могут выполняться специализированной виртуальной машиной, такой как zkGVM. zkGVM позволяет выполнять смарт-контракты, получая при этом преимущества от доказательств с нулевым разглашением (ZKP).

Ограничения VM

1. Перегрузка производительности: ВМ добавляют дополнительный уровень между аппаратным обеспечением и кодом, который выполняется. Это может замедлить процессы или потребовать больше вычислительных ресурсов по сравнению с выполнением приложений непосредственно на физической машине.

2. Операционная сложность: поддержание ВМ (особенно в облачных инфраструктурах или блокчейн-сетях) требует значительных усилий по настройке и обновлению. Это займет время и часто требует специализированных инструментов и знаний.

3. Совместимость: смарт-контракты часто разрабатываются для конкретной среды виртуальной машины. Код, написанный для смарт-контрактов на Gate, должен быть переписан или адаптирован для работы на других несовместимых блокчейнах, таких как Solana. Это означает, что разработчики должны потратить дополнительное время и усилия, если они хотят запустить одно и то же приложение в нескольких средах.

Выводы

VM играют важную роль в работе обычных компьютеров, а также в блокчейн-системах. Они позволяют запускать разные операционные системы, безопасно тестировать программное обеспечение и использовать одно и то же оборудование для выполнения множества задач.

Виртуальные машины также используются в блокчейн-сетях для поддержки смарт-контрактов и децентрализованных приложений. Даже если вы не являетесь экспертом, знание того, как работают ВМ, может дать вам лучшее представление о том, что происходит за кулисами во многих инструментах и платформах DeFi, которые мы используем.