Mesin virtual: teknologi yang mengubah infrastruktur komputer

Pendahuluan: mengapa VM menjadi tidak tergantikan?

Pernahkah Anda berpikir tentang bagaimana cara menjalankan sistem operasi yang berbeda di satu perangkat? Atau bagaimana jaringan terdesentralisasi mempertahankan puluhan ribu node yang menjalankan kode yang sama? Jawabannya adalah mesin virtual (VM) – teknologi yang menciptakan lingkungan komputasi terisolasi, terlepas dari perangkat keras yang mendasarinya. Hari ini, VM dari pengujian komputer hingga ekosistem blockchain adalah teknologi yang mendasar.

Apa sebenarnya VM?

Mesin virtual adalah seperti komputer yang dapat Anda atur hanya dengan beberapa klik tanpa menggunakan perangkat keras fisik tambahan. Jika Anda ingin menjalankan Windows di komputer MacBook atau sistem Linux tanpa mengubah sistem operasi utama, VM memungkinkan Anda untuk melakukannya. Komputer utama yang disebut VM menciptakan lingkungan terisolasi di mana sistem operasi, file, dan program terpisah dapat berjalan, tetapi semuanya beroperasi di memori perangkat Anda yang ada.

Sistem utama melakukan kesulitan di latar belakang, VM memberikan memori RAM, kekuatan pemrosesan CPU, dan penyimpanan. Ini sangat berguna jika diperlukan perangkat lunak kerja yang hanya tersedia di sistem lain.

Bagaimana VM Bekerja dari Dalam: Hypervisor dan Alokasi Sumber Daya

Semua VM magic terjadi melalui hipervisor – perangkat lunak yang mengambil sumber daya fisik komputer Anda dan mendistribusikannya sehingga beberapa VM dapat menggunakannya secara bersamaan. Ada dua model hipervisor utama:

Hypervisor tipe 1 (bare metal) – diinstal langsung pada perangkat keras, tanpa mengharapkan sistem operasi lain. Hypervisor ini adalah standar dalam infrastruktur cloud dan pusat data, sehingga dioptimalkan untuk kinerja dan efisiensi energi.

Hypervisor tipe 2 (dihosting) – berfungsi sebagai perangkat lunak standar di sistem operasi utama. Mereka identik untuk pengembangan dan pengujian, memungkinkan pengembang dan penguji untuk dengan mudah bereksperimen menggunakan alat yang sudah dikenal.

Setelah Anda mengatur VM, Anda dapat menjalankannya seperti komputer nyata: menginstal aplikasi, menjelajahi internet, membuat kode, dan melakukan hampir apa saja.

Skenario Penggunaan VM Praktis

Pengujian sistem operasi dan kompatibilitas

VM memberikan ruang yang aman untuk mencoba sistem operasi baru tanpa mengambil alih komputer utama. Ini seperti laboratorium percobaan di mana Anda dapat bereksperimen tanpa risiko.

Keamanan melalui isolasi

Jika Anda membuka file yang mencurigakan atau program yang tidak dikenal dengan menjalankannya di VM, Anda melindungi sistem utama Anda. Malware atau kerusakan sistem di dalam VM tidak akan mempengaruhi komputer asli Anda.

Program yang sudah usang dan tidak dapat diakses

Beberapa paket perangkat lunak hanya berfungsi di sistem yang lebih lama, seperti Windows XP. VM dapat mereproduksi lingkungan itu, memungkinkan Anda untuk menggunakan perangkat lunak yang saat ini tidak lagi didukung.

Produktivitas Pengembang: kode di berbagai platform

Pengembang dapat dengan cepat menguji kode di beberapa sistem operasi menggunakan VM. Ini mengurangi waktu yang diperlukan untuk memeriksa kinerja aplikasi baru di berbagai sistem.

Infrastruktur awan dan skala

AWS, Azure, dan Google Cloud dibangun di atas mesin virtual. Ketika Anda meluncurkan instance cloud, Anda sebenarnya meluncurkan VM di pusat data jarak jauh yang disiapkan untuk hosting situs web, aplikasi, atau database.

Revolusi VM di Rantai Blok: Detail Rendah

Meskipun VM tradisional adalah kotak pasir yang terisolasi, VM blockchain berfungsi sebagai globus yang menjalankan kontrak pintar di jaringan terdesentralisasi. EVM (Ethereum virtual machine) memungkinkan pengembang untuk menulis kontrak pintar dalam bahasa Solidity, Vyper, dan Yul, dan kemudian menyebarkannya di Ethereum dan jaringan lain yang kompatibel dengan EVM.

EVM menjamin bahwa setiap node jaringan yang bekerja dengan kontrak pintar mematuhi aturan yang sama. Ini memastikan eksekusi kode yang konsisten dan hasil di semua node jaringan.

Jaringan blockchain yang berbeda menggunakan tipe VM yang berbeda, tergantung pada prioritas desain mereka:

• NEAR dan Cosmos menggunakan VM yang dibangun berdasarkan WebAssembly (WASM), yang mendukung kontrak pintar dalam berbagai bahasa pemrograman, sehingga fleksibel.
• Sui menggunakan MoveVM, yang ditulis dalam bahasa Move, untuk efisiensi dan keamanan.
• Solana menggunakan lingkungan eksekusi khusus (SVM), yang dioptimalkan untuk pemrosesan paralel dan menangani volume aktivitas jaringan yang tinggi.

Cara kerja VM selama penggunaan DApp sehari-hari

Meskipun Anda mungkin tidak menyadarinya, VM beroperasi di belakang layar setiap kali Anda berinteraksi dengan aplikasi terdesentralisasi:

• Operasi DeFi (Uniswap dan sejenisnya): operasi pertukaran token Anda ditangani oleh kontrak pintar yang berjalan di dalam EVM. VM menghitung harga, memeriksa saldo, dan memperbarui status pemrosesan.

• Operasi NFT: VM menjalankan kode yang melacak kepemilikan dan perpindahan NFT. Saat membeli atau memindahkan NFT, VM memperbarui manusia untuk mempertahankan sejarah kepemilikan yang akurat.

• Solusi tingkat 2 (Layer 2 atau zkEVM): VM khusus, seperti zkEVM, menjalankan kontrak pintar dalam lingkungan rollup, menggunakan bukti nol pengetahuan (ZKP), sehingga mempercepat operasi dan mengurangi biaya.

Batas VM dan Dampak Nyatanya

Harga Efisiensi

VM menambahkan lapisan tambahan antara perangkat keras fisik dan kode. Ini berarti lebih sedikit kerja dan lebih banyak sumber daya komputasi yang digunakan, dibandingkan dengan program yang dijalankan langsung di komputer fisik.

Tingkat kesulitan dalam eksploitasi

Pemeliharaan VM, terutama dalam infrastruktur cloud atau jaringan blockchain, membutuhkan upaya besar dan alat khusus. Pembaruan, serangan keamanan, dan penyesuaian parameter sistem memerlukan waktu dan pengetahuan.

Batas Kesesuaian

Kontrak pintar yang ditulis untuk satu lingkungan VM sering kali tidak dapat berfungsi secara langsung di lingkungan lainnya. Kode yang ditulis di Ethereum perlu ditulis ulang untuk Solana. Ini berarti ada tambahan pekerjaan dan investasi waktu bagi pengembang untuk penerapan lintas platform.

Pemikiran Penutup

Mesin virtual adalah teknologi fundamental yang menciptakan peluang baik di dunia komputer tradisional maupun dalam infrastruktur blockchain. VM memberikan kemampuan bagi beberapa sistem operasi dan program untuk berjalan di perangkat yang sama, menguji perangkat lunak yang tidak dikenal dengan aman, dan menjalankan kode lama yang tidak dapat diakses.

Di dunia blockchain, VM adalah otak yang memberikan kehidupan kepada kontrak pintar dan memungkinkan aplikasi terdesentralisasi beroperasi dengan aman dan konsisten. Bahkan jika Anda bukan seorang ahli teknologi, pemahaman tentang cara kerja VM akan memberikan Anda wawasan yang lebih dalam tentang infrastruktur yang membangun pasar terdesentralisasi saat ini.