تا به حال برایتان پیش آمده که بخواهید ویندوز، لینوکس و حتی نسخه قدیمی مک را روی یک کامپیوتر به‌طور یک‌جا و در یک زمان دراختیار داشته باشید؟ ماشین مجازی (Virtual Machine) همان جادوی دیجیتالی است که به شما اجازه می‌دهد یک یا چند سیستم‌عامل را روی یک دستگاه فیزیکی اجرا کنید. در ادامه جرقه‌ای که بر کنجکاوی‌تان زدیم، در این مقاله بررسی خواهیم کرد ماشین مجازی چیست و چطور زندگی دیجیتالی شما را دگرگون می‌کند. همچنین نحوه ایجاد ماشین مجازی را نیز به شما خواهیم گفت.
ماشین مجازی (Virtual Machine) چیست؟ رایانه‌ای مجازی در دنیای دیجیتال
ماشین مجازی (Virtual Machine) یک نسخه نرم‌افزاری از یک کامپیوتر فیزیکی است که می‌تواند برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌های مختلف را اجرا کرده، داده‌ها را ذخیره کند و حتی به شبکه متصل شود. در واقع، شما می‌توانید چندین کامپیوتر مجازی را روی یک دستگاه فیزیکی داشته باشید. این کار با کمک نرم‌افزاری به نام هایپروایزر انجام می‌شود که منابع سخت‌افزاری را به بخش‌های کوچکتر تقسیم کرده و به هر ماشین مجازی اختصاص می‌دهد.
با استفاده از ماشین مجازی می‌توان منابع سخت‌افزاری را بین چندین سیستم عامل تقسیم کرد. این فناوری پایه و اساس سرویس‌هایی مانند سرور مجازی است که در آن هر کاربر یک محیط اختصاصی و ایزوله شده روی یک سرور فیزیکی در اختیار دارد.
کاربرد ماشین مجازی چیست؟
طبق گزارش‌ها، حدود ۹۲ درصد شرکت‌های بزرگ از ماشین‌های مجازی برای بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌های کسب‌وکارشان استفاده می‌کنند. در یک کلام، ماشین‌های مجازی ستون فقرات بسیاری از خدمات ابری و زیرساخت‌های مدرن هستند. حالا که پاسخ سوال «ماشین مجازی چیست» دانستیم، سوال اینجاست VMها به چه کاری می‌آیند؟ از جمله مهم‌ترین کاربرد ماشین مجازی (VM) به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:
1. تست و توسعه نرم‌افزار
ماشین‌های مجازی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که نرمافزارهای خود را در محیط‌های مختلف تست کنند؛ یعنی به جای سرمایه‌گذاری در سخت‌افزارهای مختلف، می‌توانند چندین سیستم‌عامل را روی یک کامپیوتر مجازی‌سازی کرده و برنامه‌ها را در آن‌ها آزمایش کنند.
برای مثال، یک توسعه‌دهنده وب می‌تواند وب‌سایت خود را در ماشین‌های مجازی با ویندوز، لینوکس (لینوکس چیست) و مک آزمایش کند تا از سازگاری با تمام پلتفرم‌ها مطمئن شود. همچنین برای ایجاد محیط‌های توسعه ایزوله برای پروژه‌های مختلف، شبیه‌سازی محیط‌های ابری و آزمایش زیرساخت کلود گزینه کاربردی هستند.
2. اجرای نرم افزارهای طراحی شده برای سایر سیستم‌عامل‌ها
بعضی نرم افزارها فقط برای یک پلتفرم خاص طراحی شدند. خوبی ماجرا اینجاست که شما با ماشین‌های مجازی می‌توانید نرمافزارهای طراحی شده برای سیستم‌عامل‌های دیگر را بدون داشتن پلتفرم فیزیکی خاص آن اجرا کنید؛ برای مثال، یک کاربر مک می‌تواند یک ماشین مجازی ویندوز ایجاد کند و نرمافزارهای ویندوزی را روی آن اجرا کند.
3. اجرای نرم افزارهای قدیمی
ماشین‌های مجازی به شما کمک می‌کنند نرمافزارهای قدیمی که با سیستم‌عامل‌های جدید سازگار نیستند، را بدون مشکل اجرا کنید. فقط کافی‌است یک سیستم‌عامل قدیمی را در یک VM نصب کنید تا به برنامه‌های دلخواه‌تان دسترسی داشته باشید. اجرای نرمافزارهای قدیمی در محیط ایزوله VM خطرات امنیتی ناشی از ناسازگاری و آسیب‌پذیری‌های قدیمی را کمتر می‌کند.
4. جداسازی مرورگر
جداسازی مرورگر به معنای محافظت از فعالیت‌های وب شما و جلوگیری از نفوذ بدافزارها به سیستم است. این فرآیند با استفاده از ماشین‌های مجازی، امنیت بیشتری ایجاد می‌کند، هرچند ممکن است سرعت مرورگرتان کمتر شود. این روش به‌خصوص برای کسانی که اطلاعات حساس را مدیریت می‌کنند، کاربردی خواهد بود.
انواع ماشین مجازی؛ فرایندی و سیستمی
اغراق نیست اگر بگوییم در دنیای فناوری ماشین‌های مجازی به ابزار قدرتمند برای اجرای چندین سیستم‌عامل یا برنامه روی یک دستگاه فیزیکی تبدیل شدند. دو نوع اصلی از این تکنولوژی قدرتمند وجود دارد:
۱. ماشین مجازی فرآیندی (Process VM)؛ اجرای برنامه در یک اتاقک کوچک
ماشین‌های مجازی فرآیندی محیط‌های ایزوله و کوچکی برای اجرای برنامه‌ها فراهم می‌کنند. این محیط‌ها مستقل از سیستم‌عامل میزبان بوده و به زبان برنامه‌نویسی خاصی وابسته هستند. ماشین مجازی جاوا یکی از شناخته‌شده‌ترین مثال‌ها است که به برنامه‌های جاوا اجازه می‌دهد روی هر سیستم‌عاملی اجرا شوند. زبان‌های برنامه‌نویسی دیگری مانند پایتون (با استفاده از CPython) و زبان‌های مبتنی بر دات‌نت نیز از ماشین‌های مجازی استفاده می‌کنند.
۲. ماشین مجازی سیستمی (System VM)؛ یک ساختمان کوچک در ساختمانی بزرگ
ماشین‌های مجازی سیستمی یک سیستم‌عامل کامل را شبیه‌سازی می‌کنند و به شما اجازه می‌دهند چندین سیستم‌عامل را روی یک دستگاه فیزیکی اجرا کنید. هایپروایزرها، نرم‌افزارهایی هستند که این نوع مجازی‌سازی را امکان‌پذیر می‌سازند. هایپروایزرها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- هایپروایزر نوع 1: به‌طور مستقیم روی سخت‌افزار اجرا می‌شود و سیستم‌عامل میزبان ندارد (مانند VMware ESXi).
- هایپروایزر نوع 2: روی یک سیستم‌عامل میزبان اجرا می‌شود (مانند VirtualBox).
مقایسه انواع ماشین مجازی در یک نگاه سریع
| ویژگی | ماشین مجازی فرآیندی | ماشین مجازی سیستمی |
| تعریف | محیط ایزوله برای اجرای برنامه‌ها | شبیه‌سازی یک سیستم‌عامل کامل |
| منابع مورد نیاز | کمتر | بیشتر |
| عملکرد | سریع‌تر | کندتر |
| امنیت | بالا | بالا |
| کاربردها | اجرای برنامه‌های خاص، تست نرم‌افزار | مجازی‌سازی سرور، آزمایشگاه‌های مجازی، توسعه نرم‌افزار |
ماشین مجازی چگونه کار می‌کند؟
تصور کنید یک ساختمان چند طبقه داریم که هر طبقه آن یک آپارتمان مستقل است. هر آپارتمان برق، آب و اینترنت اختصاصی خود را دارد و ساکنان هر آپارتمان می‌توانند بدون تأثیرگذاری بر سایر ساکنان، به فعالیت‌های خود بپردازند. ماشین‌های مجازی نیز به همین شکل عمل می‌کنند.
یک کامپیوتر فیزیکی (میزبان) مانند یک ساختمان و هر ماشین مجازی (مهمان) مانند یک آپارتمان است. یک نرم‌افزار قدرتمند به نام هایپروایزر، وظیفه مدیریت منابع ساختمان (مانند پردازنده، حافظه و دیسک) را برعهده دارد و به هر آپارتمان (ماشین مجازی) سهم مشخصی از این منابع را اختصاص می‌دهد. به این ترتیب، هر ماشین مجازی می‌تواند به طور مستقل سیستم‌عامل و برنامه‌های خود را اجرا کند، بدون اینکه بر عملکرد سایر ماشین‌های مجازی تأثیر بگذارد.
مزایا و معایب ماشین مجازی در یک نگاه
| مزایا | معایب |
| صرفه جویی در هزینه و فضا: امکان اجرای چندین سیستم عامل روی یک دستگاه فیزیکی، کاهش هزینه‌های نگهداری و مدیریت و صرفه‌جویی در فضای فیزیکی. | کاهش کارایی: اجرای چندین ماشین مجازی روی یک دستگاه فیزیکی درصورت عدم تامین نیازهای زیرساختی، به عملکرد ناپایدار منجر می‌شود. |
| پشتیبانی از نرمافزارهای قدیمی: امکان اجرای نرمافزارهای قدیمی و ناسازگار با سیستم عامل‌های جدید، کاهش هزینه‌های مهاجرت به سیستم‌های جدید. | عملکرد کندتر: ماشین‌های مجازی نسبت به دستگاه‌های فیزیکی کندتر هستند. |
| امکان بازیابی سریع از حوادث: ارائه گزینه‌های یکپارچه برای بازیابی از حوادث و تهیه نسخه پشتیبان از برنامه‌ها. | نیاز به زیرساخت مناسب: نیاز به سخت‌افزار قدرتمند و نرمافزارهای مجازی‌سازی مناسب برای عملکرد بهینه. |
بهترین نرمافزارهای ماشین مجازی
نرمافزارهای زیادی برای مجازی‌سازی وجود دارند. اگر بخواهیم لیستی از بهترین‌های آن را به شما ارائه دهیم، می‌توان گفت:
1.VMware Workstation Player: قدرتمند و همه‌کاره
VMware با ارائه محصولات متنوع، پادشاه دنیای مجازی‌سازی محسوب می‌شود. Fusion VMware برای مک و Workstation Player برای ویندوز و لینوکس هر دو تجربه‌ای یکپارچه و حرفه‌ای ارائه می‌دهند. تصور کنید بتوانید برنامه‌های ویندوزی را از Dock مک اجرا کنید؛ این همان جادوی VMware است!
2. VirtualBox: رایگان و انعطاف‌پذیر
اگر دنبال راه‌حلی رایگان و قابل اعتماد هستید، VirtualBox گزینه‌ای عالی است. از ویندوز XP گرفته تا آخرین نسخه‌های لینوکس، این نرم‌افزار همه را پشتیبانی می‌کند. حتی می‌توانید سیستم‌عامل‌های قدیمی مثل OS/2 را هم روی آن اجرا کنید؛ یعنی نوستالژی به سبک مدرن را به چشم ببینید.
3. Parallels Desktop: بهشت کاربران اپل
اگر یک مک‌دوست هستید، Parallels Desktop را از دست ندهید. این نرم‌افزار طوری با macOS به‌طور عجیب ادغام شده که گویی ویندوز را به عنوان بخشی از سیستم‌عامل اپل دراختیار دارید؛ همان‌قدر عجیب و باورنکردنی! سرعت، کارایی و تجربه کاربری فوق‌العاده را برایتان رقم می‌زند.
بهترین نرم افزارهای ماشین مجازی در سال 2025
| نرم‌افزار | قیمت | سیستم‌عامل‌های پشتیبانی شده | ویژگی‌های برجسته | مناسب برای |
| VMware Workstation Player | رایگان (برای استفاده شخصی) | ویندوز، مک، لینوکس | پشتیبانی از GPU، قابلیت‌های پیشرفته مجازی‌سازی | کاربران خانگی و حرفه‌ای |
| VirtualBox | رایگان | ویندوز، مک، لینوکس | پشتیبانی گسترده از سیستم‌عامل‌ها، رابط کاربری ساده | کاربران مبتدی و توسعه‌دهندگان |
| Parallels Desktop | تجاری | مک | یکپارچگی با macOS، عملکرد بالا | کاربران مک |
منابع سخت‌افزار موردنیاز برای راه‌اندازی ماشین مجازی VM
برای ایجاد و اجرای یک ماشین مجازی، به منابع سخت‌افزاری کافی نیاز دارید. این منابع بسته به نوع سیستم‌عامل میزبان (ویندوز، مک، لینوکس یا سرور)، نرم‌افزار مجازی‌سازی (VirtualBox، VMware، Hyper-V، KVM) و سیستم‌عامل مهمان (ویندوز، لینوکس، macOS ) متغیر است.
- پردازنده: یک پردازنده مدرن با قابلیت مجازی‌سازی (مانند Intel VT-x یا AMD-V) ضروری است. تعداد هسته‌های بیشتر و فرکانس بالاتر، عملکرد ماشین مجازی را بهبود می‌بخشد.
- حافظه (RAM): مقدار حافظه اختصاص داده شده به ماشین مجازی به‌طور مستقیم بر عملکرد آن تأثیر می‌گذارد. برای سیستم‌عامل‌های دسکتاپ، حداقل ۲ گیگابایت RAM توصیه می‌شود، اما برای برنامه‌های سنگین‌تر یا سیستم‌عامل‌های سرور، ممکن است به حافظه بیشتری نیاز داشته باشید.
- فضای دیسک: فضای دیسک موردنیاز به اندازه سیستم‌عامل مهمان و نرم‌افزارهایی که روی آن نصب می‌کنید، بستگی دارد. به طور کلی، حداقل ۲۰ گیگابایت فضای دیسک توصیه می‌شود، اما برای سیستم‌عامل‌های بزرگ‌تر یا برنامه‌های با حجم زیاد داده، ممکن است به فضای بیشتری نیاز پیدا کنید. همچنین علاوه‌بر فضای مورد نیاز برای سیستم‌عامل، فضایی را نیز برای فایل‌های swap در نظر بگیرید.
آموزش ایجاد ماشین مجازی با نرم‌افزار oracle vm virtualbox
آیا می‌خواهید لینوکس را بدون نصب روی سیستم اصلی خود امتحان کنید؟ با استفاده از VirtualBox می‌توانید علاوه‌بر لینوکس، سیستم‌عامل‌های مختلفی را روی کامپیوتر خود داشته باشید. در این آموزش، به شما نشان می‌دهیم چگونه یک ماشین مجازی اوبونتو را در VirtualBox ایجاد کنید.
یکی از سناریوهای پرکاربرد در استفاده از ماشین‌های مجازی، شبیه‌سازی شبکه‌ها با میکروتیک روی سیستم‌های لینوکسی است. برای یادگیری این فرایند می‌توانید به آموزش نصب میکروتیک روی اوبونتو مراجعه کنید.
مرحله اول: دانلود و نصب VirtualBox
به وب‌سایت VirtualBox مراجعه کرده و نسخه مناسب برای سیستم‌عامل خود (ویندوز، مک یا لینوکس) را دانلود و نصب کنید. پس از نصب، نرم‌افزار را اجرا کنید.
مرحله دوم: ایجاد یک ماشین مجازی جدید
- در VirtualBox روی دکمه New کلیک کنید.
- نامی برای ماشین مجازی انتخاب کنید، مثلا Ubuntu VM
- نوع سیستم‌عامل را Linux و نسخه را Ubuntu انتخاب کنید.
مرحله سوم: تخصیص حافظه
- حداقل ۲ گیگابایت (۲۰۴۸ مگابایت) به ماشین مجازی اختصاص دهید.
مرحله چهارم: ایجاد هارد دیسک مجازی
یک هارد دیسک مجازی جدید ایجاد کنید. اندازه مناسب را انتخاب کنید (مثلا ۲۵ گیگابایت).
روی گزینه next کلیک کنید.
مرحله پنجم: پیکربندی ماشین مجازی
- پس از ایجاد ماشین مجازی، آن را انتخاب کرده و روی Settings کلیک کنید.
- به بخش Storage بروید و فایل ISO اوبونتو که قبلا دانلود کردید، اضافه کنید.
پس از راه‌اندازی یک ماشین مجازی، انتخاب سیستم‌عامل مناسب اهمیت زیادی دارد. بسیاری از کاربران لینوکس اوبونتو را انتخاب می‌کنند. اگر با این سیستم‌عامل آشنایی ندارید، مقاله‌ی اوبونتو چیست اطلاعات کاملی در اختیار شما قرار می‌دهد.
مرحله ششم: راه‌اندازی و نصب اوبونتو
ماشین مجازی را با کلیک روی Start اجرا کنید.
مرحله هفتم: پیکربندی‌های بیشتر
پس از نصب، می‌توانید تنظیمات بیشتری مانند نصب افزونه‌های Guest Additions برای بهبود عملکرد گرافیکی و یکپارچه‌سازی بهتر با سیستم میزبان انجام دهید.
مقایسه ماشین مجازی و سرور؛ دو فناوری متفاوت
سرور، کامپیوتری است که به درخواست‌های سایر کامپیوترها (کلاینت‌ها) پاسخ می‌دهد. به عبارت ساده‌تر، سرور، خدمتکار شبکه است که به درخواست‌های شما پاسخ می‌دهد و اطلاعات مورد نیازتان را در اختیارتان قرار می‌دهد. درحالی‌که ماشین مجازی مثل یک کامپیوتر کوچک درون کامپیوتر اصلی‌تان قرار می‌گیرد و سیستم‌عامل و نرمافزارهای خودش را اجرا می‌کند، بدون اینکه به سایر برنامه‌های روی کامپیوتر اصلی شما تداخلی داشته باشد.
| ویژگی | سرورهای بر متال (Bare Metal) | ماشین‌های مجازی (VM) |
| ماهیت | سخت‌افزار خام و قدرتمند | نرم‌افزاری و انعطاف‌پذیر |
| اختصاصی بودن | کاملاً اختصاصی برای یک مشتری | قابلیت اشتراک‌گذاری منابع |
| عملکرد | عملکرد بالا بدون سربار مجازی‌سازی | عملکرد متعادل با سربار مجازی‌سازی |
| مناسب برای | برنامه‌های داده‌محور و نیازمند امنیت بالا | کارهای متغیر و نیازمند مقیاس‌پذیری |
| نمونه کاربردها | ERP، CRM، مدیریت زنجیره تأمین، تجارت الکترونیک | توسعه و تست، وب‌سایت‌ها، استارتاپ‌ها |
| انعطاف‌پذیری | محدودتر، نیاز به تغییرات فیزیکی | بسیار انعطاف‌پذیر، تغییرات آسان |
| مقیاس‌پذیری | زمان‌بر و نیازمند تغییرات فیزیکی | سریع و آسان، با چند کلیک |
| هزینه | معمولاً گران‌تر برای استفاده کوتاه‌مدت | مقرون به صرفه‌تر برای استفاده متغیر |
تفاوت ماشین مجازی با کانتینر؛ دو فناوری هم‌سو
تصور کنید می‌خواهید چندین برنامه مختلف را روی یک کامپیوتر اجرا کنید، اما می‌خواهید هر برنامه در محیط جداگانه‌ای کار کند تا تداخلی با برنامه‌های دیگر نداشته باشد. دو راه اصلی برای این کار وجود دارد:
۱. استفاده از ماشین‌های مجازی ۲.کانتینرها.
وقتی پای مقایسه ماشین مجازی و کانتینر به‌میان می‌آید، هر دو در راستای بهبود کارایی فناوری و اجرای برنامه‌ها هنرنمایی می‌کنند اما اینکه کدام یک در سکوی برتری نسبت به دیگری بنشیند، بستگی به نیاز خاص پروژه شما دارد. کانتینر یک بسته‌بندی سبک‌وزن برای یک برنامه است. برخلاف ماشین مجازی که یک سیستم عامل کامل را شبیه‌سازی می‌کند، کانتینر فقط نرم‌افزار موردنیاز برای اجرای آن برنامه را دراختیارتان می‌گذارد.
جدول زیر به شما کمک می‌کند درک بهتری راجع به تفاوت این دو فناوری داشته باشید:
| ویژگی‌ها | ماشین‌های مجازی (VM) | کانتینرها |
| تعریف | ماشین‌های مجازی، شبیه‌سازی کاملی از یک کامپیوتر فیزیکی هستند که شامل سیستم‌عامل و منابع آن هستند. | کانتینرها بسته‌های نرم‌افزاری سبک هستند که فقط شامل برنامه و وابستگی‌های آن می‌شوند. |
| حجم | حجم بیشتر در حد گیگابایت. | حجم کمتر در حد مگابیت. |
| مدیریت منابع | از طریق هایپروایزر و عملکرد مستقل | ازطریق موتور کانتینر |
| سرعت راه‌اندازی | زمان بیشتر برای راه‌اندازی | راه‌اندازی سریع و آسان. |
| مقیاس‌پذیری | مقیاس‌پذیری هزینه‌بر و نیازمند سخت‌افزار | مقیاس‌پذیری آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر |
| ایزولاسیون | ایزولاسیون کامل از سیستم‌عامل میزبان و دیگر ماشین‌های مجازی دارند. | ایزولاسیون سبک‌تری ارائه می‌دهند. |
| محیط توسعه | کنترل بیشتری بر محیط توسعه
مناسب برای آزمایش و نوآوری. |
مناسب برای توسعه سریع‌تر و تکرار سریع‌تر. |
| کاربردها | برنامه‌های بزرگ و قدیمی و نیازمند به ایزولاسیون قوی. | ایده‌آل برای برنامه‌های وب، تست DevOps، میکروسرویس‌ها و تحویل سریع برنامه‌ها. |
دنیایی از سیستم‌عامل‌ها در یک کامپیوتر: همه چیز درباره ماشین‌های مجازی
ماشین مجازی چیست؟ پاسخ این سوال را به‌طور کامل در مقاله بررسی کردیم. با ماشین مجازی، شما می‌توانید چندین سیستم‌عامل را به‌طور همزمان روی یک کامپیوتر اجرا کنید. این فناوری قدرتمند به شما امکان می‌دهد تا نرمافزارهای مختلف و سیستم‌عامل‌های جدید را آزمایش کرده و حتی محیط‌های کاری ایزوله برای پروژه‌های حساس ایجاد کنید. با استفاده از این راهنما، شما می‌توانید به‌راحتی یک ماشین مجازی ایجاد کرده و از تمام قابلیت‌های آن بهره‌مند شوید.
سوالات متداولی که شما می‌پرسید؟
۱. ماشین مجازی چیست؟
ماشین مجازی (VM) یک محیط نرم‌افزاری است که به شما اجازه می‌دهد چندین سیستم‌عامل را روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا کنید.
۲. آیا می‌توان چندین ماشین مجازی را همزمان اجرا کرد؟
بله، شما می‌توانید چندین ماشین مجازی را به‌طور همزمان روی یک کامپیوتر فیزیکی اجرا کنید بدون اینکه تداخلی بین آن‌ها ایجاد شود.
۳. آیا ماشین‌های مجازی به منابع سخت‌افزاری نیاز دارند؟
بله، هر ماشین مجازی به منابعی مانند CPU، RAM و فضای ذخیره‌سازی نیاز دارد که از ماشین میزبان تامین می‌شود.
منابع:
azure
