什么是虛擬機？什么是虛擬化？

在日新月異的科技世界中，虛擬化技術如同一座橋梁，連接著現(xiàn)實與數(shù)字的鴻溝，為我們打開了全新的計算維度。虛擬機，這一概念，自其誕生以來，就以其獨特的魅力和強大的功能，深深地影響了軟件開發(fā)、系統(tǒng)測試和云計算等多個領域。即使目前你還不了解它的應用，你應該也聽過虛擬機的大名。

那么虛擬機到底是什么？虛擬機真的那么好用嗎？讓我們一起揭開虛擬機的神秘面紗，走進這個充滿無限可能的世界吧！

1什么是虛擬機

虛擬機（Virtual Machine）是一種軟件模擬出的計算機系統(tǒng)，它可以在實際的物理計算機（稱為宿主機或主機）上運行但與物理機隔離，表現(xiàn)出一個獨立的計算機硬件系統(tǒng)，這使得用戶可以在同一臺機器上同時運行多個不同的操作系統(tǒng)和應用環(huán)境。

2什么是虛擬化

虛擬化是虛擬機的核心。虛擬化這種技術通過創(chuàng)建虛擬的計算環(huán)境，將物理資源（如處理器、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡）抽象化。

常見的虛擬化類型包括：

服務器虛擬化：允許多個操作系統(tǒng)實例在單個物理服務器上運行，每個實例稱為一個虛擬機。

就像一個大型公寓樓，每個公寓都是一個獨立的生活空間（虛擬機），它們共享同一棟樓的設施（物理服務器），但每個公寓內(nèi)部都像是有自己的房子一樣，互不干擾。

桌面虛擬化：讓用戶可以在遠程服務器上運行桌面環(huán)境，而無需在本地設備上安裝完整操作系統(tǒng)。

就像在云端租用一個個人辦公室，你可以在任何地方通過網(wǎng)絡訪問這個辦公室，而不需要在自己的小房間（本地設備）里裝修和維護整個辦公環(huán)境。

應用虛擬化：將應用程序從操作系統(tǒng)中分離出來，使其可以在任何支持的設備上運行，而無需安裝。

就像使用流媒體服務（Netflix、Apple Music）看電影，你不需要在自己的電視上安裝DVD播放器，只需連接網(wǎng)絡，就可以在任何支持的設備上觀看電影。

存儲虛擬化：將多個物理存儲設備組合成一個邏輯存儲池，簡化管理和提供更好的資源利用率。

就像一個大型圖書館，將許多書架（物理存儲設備）合并成一個大的檢索系統(tǒng)，讀者可以更容易地找到想要的書籍，同時圖書館也更有效地利用了空間。

網(wǎng)絡虛擬化：通過軟件定義網(wǎng)絡（SDN）技術，將網(wǎng)絡功能從硬件中分離出來，實現(xiàn)更靈活的網(wǎng)絡配置和管理。

就像交通指揮中心，它將各種交通信號和路線（網(wǎng)絡功能）集中管理，可以根據(jù)需要靈活調(diào)整路線，使得車輛（數(shù)據(jù)）更高效地流動。

容器化：如Docker等技術，提供輕量級的虛擬化，允許應用程序及其依賴項在一個可移植的容器中運行，相比虛擬機更高效。

就像使用露營車，它包含了烹飪所需的所有工具和調(diào)料（應用程序及其依賴項），可以隨時隨地使用，而且比帶整個廚房（虛擬機）更輕便、更節(jié)省空間。

3虛擬化需要什么

實現(xiàn)虛擬化通常涉及以下幾種關鍵設備和軟件組件：

1. 虛擬機管理程序（VMM）：負責在物理硬件上創(chuàng)建和管理虛擬機的軟件。它直接與硬件交互，為多個虛擬機提供資源分配和隔離。

VMware vSphere (ESXi)：商業(yè)虛擬化平臺，提供強大的虛擬機管理功能。

Microsoft Hyper-V：微軟提供的虛擬化解決方案，適用于Windows環(huán)境。

KVM (Kernel-based Virtual Machine)：開源的Linux內(nèi)核模塊，與QEMU（Quick Emulator，是一個開源的全系統(tǒng)模擬器，它能夠模擬各種不同的計算機硬件，使得可以在一種架構的計算機上運行另一種架構的操作系統(tǒng)和軟件。）結合使用提供虛擬化功能。

Xen：開源的全虛擬化解決方案，常用于云計算環(huán)境。

2. 虛擬化管理平臺（Virtualization Management Software）：提供圖形用戶界面（GUI）或命令行接口（CLI），使得管理員可以創(chuàng)建、配置、啟動、停止和監(jiān)控虛擬機。

典型例子：VMware vCenter、Microsoft System Center Virtual Machine Manager、OpenStack。

說明

即虛擬機管理程序是底層的執(zhí)行環(huán)境，而管理平臺是用于控制和操作這個環(huán)境的上層應用。

3. 宿主機（Host Machine）：運行虛擬化軟件的物理服務器。

4. 虛擬機（Guest Machines）：在虛擬化環(huán)境中運行的操作系統(tǒng)實例。

典型例子：可以是Windows Server, Linux發(fā)行版（如Ubuntu, CentOS）等。

5. 根據(jù)不同的虛擬化需要，選擇不同的虛擬化設備/軟件。

網(wǎng)絡虛擬化設備：

典型例子：NSX-T (VMware)、Open vSwitch、Cisco Nexus 1000V。

存儲虛擬化設備/軟件：

典型例子：VMware vSAN、NetApp Data ONTAP、EMC VPLEX。

客戶端/桌面虛擬化軟件：

典型例子：Citrix XenDesktop、VMware Horizon、Microsoft Remote Desktop Services。

應用虛擬化軟件：

典型例子：Citrix XenApp、VMware Horizon App Manager。

4如何實現(xiàn)服務器虛擬化

目前我們最常提到的、比較常接觸的其實是服務器虛擬化~

當你使用Google Drive、Dropbox或其他云存儲服務時，你的文件實際上是存儲在由虛擬服務器組成的大型數(shù)據(jù)中心中。這些虛擬服務器是由物理服務器資源分割和管理的。當我們使用Gmail、Microsoft Office 365或Adobe Creative Cloud等在線應用時，計算和存儲都在遠程的虛擬服務器上進行。就連Facebook、Instagram、Twitter等社交媒體平臺背后都依賴于大規(guī)模的服務器集群，其中很多是虛擬化的，以提高效率和靈活性。

實現(xiàn)服務器虛擬化通常涉及以下步驟：

硬件準備：需要一臺或多臺具有足夠處理能力、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡資源的服務器。

安裝虛擬化管理平臺。

利用VMM創(chuàng)建和配置虛擬機：可以創(chuàng)建多個虛擬機（VM），每個VM都有自己獨立的操作系統(tǒng)和配置。配置虛擬機包括分配CPU核心數(shù)、內(nèi)存大小、磁盤空間和網(wǎng)絡設置等。

安裝操作系統(tǒng)：在每個虛擬機內(nèi)安裝所需的操作系統(tǒng)，可以是不同的類型，如Windows、Linux、Unix等。

配置網(wǎng)絡：建立網(wǎng)絡連接以進行通信，可選擇以下方式：

- 橋接模式：虛擬機直接連接到物理網(wǎng)絡，擁有獨立的IP地址。

- NAT模式：通過虛擬化平臺的NAT服務共享物理主機的IP地址。

- 內(nèi)部網(wǎng)絡/私有網(wǎng)絡：僅限于虛擬機之間的通信。

管理與監(jiān)控：使用虛擬化管理平臺（如VMware vCenter、Hyper-V Manager或KVM的管理工具）來操作和管理虛擬機管理程序以及在其上運行的軟件，包括啟動、停止、遷移、備份和資源調(diào)整等操作。

應用部署與更新：在每個虛擬機上安裝和配置應用程序，并進行必要的更新和維護。

5虛擬機真的那么好用嗎

1. 資源隔離：每個虛擬機都有自己的內(nèi)存、CPU資源。

2. 可移植性：虛擬機文件可以作為一個完整的系統(tǒng)包在不同的硬件或網(wǎng)絡環(huán)境中遷移，無需重新配置。

3. 歷史快照：虛擬機可以創(chuàng)建和回滾到特定時間點。

4. 硬件成本：多臺虛擬機可以在一臺物理服務器上運行。

開發(fā)和測試環(huán)境中，可以避免一個應用的問題影響到其他應用，同時允許多個項目并行開發(fā)和測試。虛擬機可以作為安全的沙箱環(huán)境來運行不信任的代碼或測試潛在的惡意軟件，不會對主機系統(tǒng)造成威脅。

云計算中，虛擬機允許服務提供商在同一物理硬件上為多個客戶提供服務，每個客戶都擁有自己的獨立虛擬環(huán)境，確保數(shù)據(jù)安全和隱私。

對云服務提供商和災難恢復策略來說，使用虛擬機可以輕松地在數(shù)據(jù)中心之間移動工作負載。

資源管理和優(yōu)化中，管理員可以根據(jù)需要動態(tài)調(diào)整虛擬機的資源分配，如CPU、內(nèi)存和磁盤空間，以應對不同時間段的性能需求。

系統(tǒng)更新或?qū)嶒炐耘渲弥校绻霈F(xiàn)問題，通過操作配置可以使虛擬機快速恢復到之前的狀態(tài)。

減少了對物理硬件的需求，降低了硬件成本和數(shù)據(jù)中心的空間需求。

總的來說，虛擬機技術無疑是現(xiàn)代計算領域的一項重要創(chuàng)新。它提供了一種高效、安全且靈活的環(huán)境，允許用戶在同一臺物理設備上運行多個獨立的操作系統(tǒng)和應用程序，而不會相互干擾對于企業(yè)和個人用戶而言，它確實帶來了諸多便利，如便捷的系統(tǒng)遷移、故障隔離以及資源管理優(yōu)化。虛擬機憑借其獨特的優(yōu)勢，已經(jīng)并將繼續(xù)在各種場景中發(fā)揮重要作用，是現(xiàn)代信息技術領域不可或缺的一部分。