المدرب: لكي تحقق الحوسبة السحابية
وفورات التكلفة والكفاءات المقصودة، فإنها
تعتمد بشكل كبير على المحاكاة الافتراضية.
الآن باستخدام المحاكاة الافتراضية
يمكن وضع العديد من الخوادم المنطقية
على خادم فعلي واحد.
وهذا بدوره يقلل من المقدار الفعلي للمساحة والطاقة
والتبريد المطلوبة داخل مراكز البيانات لدينا.
بالإضافة إلى ذلك، باستخدام المحاكاة الافتراضية،
يمكننا تحقيق مستويات أعلى من التوفر من خلال تشغيل خوادم
افتراضية إضافية كلما احتجنا إليها.
تعد هذه القدرة على توفير موارد الذاكرة ووحدة
المعالجة المركزية ديناميكيًا إحدى
الفوائد الرئيسية للحوسبة السحابية.
الآن، على الرغم من وجود العديد من الفوائد المختلفة
للحوسبة السحابية، لا تزال هناك العديد من المشكلات
الأمنية التي يتعين علينا أخذها في الاعتبار.
يتم أيضًا نقل معظم المشكلات
الأمنية التي نواجهها مع الخوادم
الفعلية إلى البيئة السحابية.
في كثير من الأحيان، يعتقد المسؤولون التنفيذيون أن
الانتقال إلى السحابة سيحل
جميع مشاكلهم، لكن هذا ليس هو الحال حقًا.
عند استخدام المحاكاة الافتراضية، يوجد خادم منطقي
واحد أو أكثر على خادم فعلي واحد.
ولتحقيق ذلك، نستخدم أجزاء متخصصة من البرامج المعروفة
باسم برنامج Hypervisor.
يتحكم برنامج Hypervisor في
توزيع جميع الموارد، مثل المعالج والذاكرة
وتوافر القرص الصلب.
في الأساس، يحاكي برنامج Hypervisor جهازًا
فعليًا بحيث لا يدرك
نظام التشغيل وجميع تطبيقاته
أنهم يعملون داخل بيئة افتراضية.
الآن، يتم تقسيم برامج Hypervisor إلى فئتين، النوع
الأول أو برامج Hypervisor المعدنية، والنوع
الثاني أو برامج Hypervisor المستضافة.
الآن، عند مقارنة أنواع برامج
Hypervisor المستضافة، فإن الاختلاف
الرئيسي الوحيد من منظور الأمان هو أنه مع الأنواع
المستضافة، يتعين علينا التأكد من
أن نظام التشغيل الأساسي
مؤمن ومصحح بشكل صحيح.
من ناحية الأداء، سيكون
المعدن العاري أسرع وأكثر كفاءة
من نظيره المستضاف.
يُعرف خيار المحاكاة الافتراضية الآخر لدينا باسم
المحاكاة الافتراضية القائمة على الحاوية، أو المحاكاة بالحاويات.
مع هذا النوع، لا يتم استخدام برنامج Hypervisor على الإطلاق،
وبدلاً من ذلك، تعتمد كل حاوية على نظام تشغيل مشترك كقاعدة
لكل حاوية من تلك الحاويات، بينما تشترك كل
حاوية في نفس نظام التشغيل
الأساسي، ويمكن أن يكون لكل حاوية
ثنائياتها الخاصة، المكتبات والتطبيقات
التي يمكن تخصيصها لتلبية احتياجاتهم.
في الوقت الحالي، يتم استخدام المحاكاة الافتراضية
القائمة على الحاوية بشكل حصري تقريبًا مع Linux
باعتباره نظام التشغيل الأساسي.
تستخدم المحاكاة الافتراضية القائمة على الحاوية أيضًا موارد
أقل من المحاكاة الافتراضية من النوع الأول
أو النوع الثاني، لأنها لا تتطلب
نسختها الخاصة من نظام التشغيل لكل حاوية على حدة.
لقد اتخذ العديد من موفري الخدمات السحابية المحاكاة الافتراضية
خطوة أخرى إلى الأمام من خلال البنية التحتية شديدة التقارب.
يتيح ذلك للموفر دمج وحدات التخزين
والشبكات والخوادم بشكل كامل، دون الحاجة
إلى إجراء تغييرات على الأجهزة.
وبدلاً من ذلك، يعتمدون على البرمجيات
وتكنولوجيا المحاكاة الافتراضية
لإجراء جميع عمليات التكامل.
يمكننا إدارة كل هذا من واجهة واحدة أو
جهاز واحد دون الحاجة إلى القلق
بشأن جميع حلول البائعين الأساسية.
تعد المحاكاة الافتراضية للتطبيقات نوعًا
آخر من المحاكاة الافتراضية التي
تُستخدم بشكل شائع لإنشاء أمان إضافي لمضيفنا الأساسي.
المحاكاة الافتراضية للتطبيقات هي تقنية برمجية
تقوم بتغليف برامج الكمبيوتر
من نظام التشغيل الأساسي
الذي يتم تنفيذها عليه.
لا يتم حتى تثبيت التطبيق الافتراضي
بالكامل بالمعنى التقليدي، على الرغم من
أنه لا يزال يتم تنفيذه كما لو كان كذلك.
باستخدام المحاكاة الافتراضية
للتطبيقات، يمكنك تشغيل التطبيقات القديمة
التي تم تصميمها لنظام تشغيل منتهي الصلاحية مثل
Windows XP أو Windows 7 بالإضافة إلى نظام تشغيل أكثر حداثة،
أو يمكنك حتى تشغيل البرامج عبر الأنظمة الأساسية،
مثل تطبيقات Android على آلة ويندوز.
يقدم العديد من موفري الخدمات السحابية أيضًا VDI
أو البنية التحتية الافتراضية لسطح المكتب.
يتيح VDI الآن لموفر السحابة تقديم نظام تشغيل
سطح مكتب كامل للمستخدمين النهائيين
لديك من خادم مركزي.
هناك الكثير من الفوائد الأمنية لاستخدام هذا النهج.
على سبيل المثال، كان لدي مؤسسة عملت معها
والتي قامت بإنشاء صورة سطح مكتب افتراضية جديدة لكل
مستخدم عند تسجيل الدخول في الصباح.
لم يكن سطح المكتب هذا ثابتًا، لذلك حتى
لو تم استغلاله من قبل أحد المهاجمين، فقد تم تدميره
بمجرد تسجيل خروج المستخدم، أو في منتصف
الليل كل يوم، مما أدى بشكل فعال إلى
تدمير قدرة المهاجم على البقاء مستمرًا على
سطح مكتب المستخدم النهائي، حتى لو تم تثبيت البرامج
الضارة.
استخدام آخر رائع للمحاكاة الافتراضية هو إنشاء صندوق حماية.
الآن، يتيح لك وضع الحماية
إنشاء بيئة معزولة حيث يمكنك تحليل الفيروسات
والديدان وأحصنة طروادة وغيرها من البرامج الضارة
داخل نظام التشغيل الضيف.
الآن، نظرًا لأنه موجود في صندوق الحماية
الافتراضي هذا الموجود داخل جهاز ظاهري معزول، يمكنك
التأكد من أنه لا يمكنك إصابة جهاز الكمبيوتر الخاص
بك الذي يستضيفه باعتباره نظام التشغيل المضيف الأساسي، أو برنامج
Hypervisor الأساسي.
عندما تعمل كمحلل للأمن السيبراني،
ستستخدم صناديق الحماية كثيرًا لإجراء تحليل للبرامج الضارة،
خاصة عندما تقوم بتحليل ديناميكي للبرامج الضارة
حيث ستأخذ قطعة من البرامج الضارة، وستقوم
بتشغيلها ثم تحديد ما يحدث عند ذلك تعمل البرامج الضارة على نظام
التشغيل الضيف المحدد.
الاستخدام الجيد الآخر للأجهزة الافتراضية
هو المحاكاة الافتراضية عبر الأنظمة الأساسية.
على سبيل المثال، أستخدم جهاز MacBook Pro كجهاز أساسي.
لذا، إذا أردت اختبار بعض التطبيقات البرمجية لأنظمة تشغيل
مختلفة، فيمكنني إما الذهاب والحصول
على أجهزة جديدة لكل نظام من أنظمة التشغيل هذه،
مثل الحصول على كمبيوتر محمول واحد لنظام
التشغيل Windows، وكمبيوتر محمول واحد لنظام
التشغيل Linux، وكمبيوتر محمول واحد لنظام التشغيل Mac.
ولكن إذا كنت أستخدم المحاكاة الافتراضية،
فيمكنني بدلاً من ذلك إجراء المحاكاة الافتراضية
عبر الأنظمة الأساسية باستخدام نظام مستضاف على جهاز
MacBook Pro الخاص بي مع برنامج مثل
VMware أو Parallels أو VirtualBox حتى أتمكن
من تثبيت أنظمة التشغيل الضيف
هذه فوق بيئة Mac OS الحالية .
سيسمح لي هذا بعد ذلك باختبار
جميع أجزاء البرامج بغض النظر عن
نظام التشغيل الذي تحتاجه،
ومعرفة كيفية تفاعلها.
يعد هذا أمرًا رائعًا خاصة لمطوري الويب،
لأنني أريد التأكد كمطور ويب عندما
أقوم بإنشاء موقع الويب الخاص بي، أنه يعمل على نظام
التشغيل Windows 10 أو Windows 11 أو Mac أو Chromebook أو iPhone أو
جهاز Android أو أي شيء آخر، والقدرة
على اختبار كل ذلك داخل جهاز
واحد باستخدام المحاكاة الافتراضية يعد
موردًا رائعًا لنا كمطورين.
استخدام آخر رائع للمحاكاة الافتراضية هو التدريب.
يمكنك إنشاء بيئات معملية تم إعدادها
بحيث يتمكن الأشخاص من ممارسة
نظام التشغيل المباشر باستخدام هذه الأجهزة الافتراضية.
على سبيل المثال، عندما تدرس للحصول
على شهادات CompTIA المختلفة، إذا قمت بشراء الدورة
التدريبية الخاصة بك. com، فهي تأتي
مع مختبرات عملية مدمجة.
تسمح لك هذه المختبرات بتسجيل الدخول إلى بيئتنا
المستندة إلى السحابة ومن ثم تكون قادرًا على
تنفيذ الإجراءات على أنظمة Linux وأنظمة Windows
10 وأنظمة Windows Server وأشياء أخرى بطريقة آمنة
ومأمونة، ولن يؤثر ذلك على بيئة الإنتاج
لدينا لأنها كلها معزولة في منطقة التدريب هذه،
أو صندوق التدريب هذا.
هناك شيء رائع آخر حول استخدام الأجهزة
الافتراضية للتدريب أو بيئة المختبر،
وهو أنه يمكنك التقاط لقطات في نقاط مختلفة ثم التقاطها
مرة أخرى في المكان الذي حصلت فيه على تلك اللقطة.
لذلك، على سبيل المثال، عندما اعتدت تدريس مقرراتي الدراسية شخصيًا، كنت
أقوم في الواقع بإنشاء أجهزة معطلة تعمل بنظام Windows 7 وأواجه مشكلات مختلفة
لطلابي الحاصلين على تصنيف A+ ليقوموا
بعد ذلك باستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
سأعطيهم الجهاز الافتراضي، وأقوم بتشغيله،
وأستعيده من آخر نقطة آمنة، حيث تعطلت
الآلة، ثم أطلب منهم محاولة
اكتشاف الخطأ فيه وكيف يمكنهم
ذلك اصلحه.
يعد هذا استخدامًا رائعًا لاستخدام الأجهزة الافتراضية
داخل التدريب الخاص بك.
ومع استمرارك في دراستك والبدء في التعرف
على Linux وWindows وبيئات الخادم ونظام التشغيل
Mac OS وأشياء أخرى من هذا القبيل، يمكنك تشغيل
أجهزة افتراضية مختلفة تحتوي
على أنظمة التشغيل الضيف هذه وممارسة
مهاراتك في مكان آمن. وبيئة آمنة.
آخر شيء نحتاج إلى مناقشته
هو مفهوم المحاكاة لأن الكثير
من الناس يخلطون بين المحاكاة والمحاكاة الافتراضية.
تتضمن المحاكاة الآن استخدام
نظام يقلد نظامًا آخر.
باستخدام المحاكاة الافتراضية، يتم إنشاء
واستخدام مثيل افتراضي لقطعة معينة من الأجهزة.
لذا، في الواقع، أنت تستخدم جهازًا ماديًا جديدًا
يتم تمثيله بواسطة برنامج.
ومع ذلك، باستخدام المحاكي، يقوم
أحد البرامج بترجمة البيئة في الوقت الفعلي
للتظاهر بأنها شيء آخر.
على سبيل المثال، إذا كنت أرغب في لعب
لعبة Super Nintendo قديمة على جهاز MacBook
Pro الخاص بي، فيمكنني تنزيل محاكي Super Nintendo مثل OpenEmu،
وبعد ذلك سيقوم بترجمة كود اللعبة في الوقت
الفعلي إلى تعليمات يمكن لجهاز Mac الخاص بي فهمها.
باستخدام المحاكاة الافتراضية، يمكن
للبرنامج الذي يتم تشغيله الوصول فعليًا إلى
أجهزة جهازك، مما يجعله أسرع بكثير من استخدام المحاكي.
إذن متى قد ترغب في استخدام المحاكي بدلاً
من المحاكاة الافتراضية؟
حسنًا، إذا كنت بحاجة إلى تشغيل نظام
تشغيل مخصص لأنواع أخرى من الأجهزة،
مثل Super Nintendo على جهاز Mac أو Windows، فسيتعين
عليك استخدام المحاكي.
إذا كنت ترغب في تشغيل برنامج
مخصص لنظام تشغيل مختلف، مثل Android
المصمم للعمل على معالج ARM، ولكن
لديك معالج Intel ونظام تشغيل Windows،
فمرة أخرى، ستكون المحاكيات
هي الاختيار الصحيح لـ لك لأنك تتعامل مع الأجهزة
الأساسية المختلفة.
من ناحية أخرى، إذا كنت بحاجة إلى سرعة
عالية وأداء أفضل، فأنت
تريد استخدام حل المحاكاة الافتراضية.
تذكر أنه مع المحاكاة الافتراضية، فإنك
يقتصر على تشغيل البرامج التي تم ترميزها
للأجهزة الأساسية المحددة للمعالج الخاص بك.
عادةً، يستخدم معظمنا معالجات تعتمد على x86 أو x64، لذا فأنت تستخدم Windows
أو Linux أو Mac، أو أي من أنظمة التشغيل الثلاثة
هذه على هذا النوع من الأنظمة ذات المحاكاة
الافتراضية سيعمل بشكل جيد.
ولكن إذا كنت تحاول تشغيل نظام تشغيل
مصمم لمعالج ARM، فلن يعمل مع
المحاكاة الافتراضية، وسيتعين عليك
استخدام المحاكي.
الآن بشكل عام، ستستخدم المحاكاة الافتراضية
في معظم الأوقات بدلاً من المحاكي،
لأنها أسرع وأكثر كفاءة ومعظم
الأشياء مكتوبة للعمل على
معالج x86 أو x64.
ولكن مرة أخرى، إذا كنت بحاجة إلى
تشغيل شيء ما لمعالج مختلف،
فعندها سيتعين عليك استخدام المحاكي.