概述

虛擬化，是指通過虛擬化技術將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機可運行不同的操作系統(tǒng)，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。

虛擬化(英語：Virtualization)是一種資源管理技術，是將計算機的各種實體資源，如服務器、網絡、內存及存儲等，予以抽象、轉換后呈現出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應用這些資源。

這些資源的新虛擬部份是不受現有資源的架設方式，地域或物理組態(tài)所限制。一般所指的虛擬化資源包括計算能力和資料存儲。

虛擬化技術種類很多，例如：軟件虛擬化、硬件虛擬化、內存虛擬化、網絡虛擬化(vip)、桌面虛擬化、服務虛擬化、虛擬機等等。

在實際的生產環(huán)境中，虛擬化技術主要用來解決高性能的物理硬件產能過剩和老的舊的硬件產能過低的重組重用，透明化底層物理硬件，從而最大化的利用物理硬件對資源充分利用

虛擬化的本質

虛擬化本質是指資源的抽象化，要想資源充分利用，必須把資源最小單位化(池化)，這樣上層才能按需使用資源，虛擬化不但解放了操作系統(tǒng)，也解放了物理硬件，大大提高了資源的利用率。

• 虛擬化管理程序Hypervisor（VMM），位于虛擬機與底層硬件設備之間的虛擬層，直接運行于硬件設備之上，負責對硬件資源進行抽象，為上層虛擬機提供運行環(huán)境所需資源，并使每個虛擬機都能夠互不干擾、相互獨立地運行于同一個系統(tǒng)中。

虛擬化主要分為幾大類：

• 計算虛擬化，針對CPU和內存資源虛擬化技術。
• 網絡虛擬化，針對網絡鏈路資源虛擬化技術。
• IO虛擬化，針對IO資源虛擬化技術。
• 存儲虛擬化，針對磁盤存儲資源虛擬化技術。

計算虛擬化

計算虛擬化通過虛擬化管理程序（Hypervisor或VMM）將物理服務器的硬件資源與上層應用進行解耦，形成統(tǒng)一的計算資源池，然后可彈性分配給邏輯上隔離的虛擬機共享使用。如圖基于VMM所在位置與虛擬化范圍可以分三種類型。

虛擬化技術

1. 服務器虛擬化

服務器虛擬化技術是指通過運用虛擬化的技術充分發(fā)揮服務器的硬件性能，能夠在確保企業(yè)投入成本的同時，提高運營效率，節(jié)約能源降低經濟成本和空間浪費，對于發(fā)展迅速，成長規(guī)模大的用戶來說，可以通過服務器虛擬化技術帶來更多的經濟效益。

全虛擬化架構

OS層虛擬化架構

硬件層虛擬化

硬件層的虛擬化具有高性能和隔離性，因為 hypervisor 直接在硬件上運行，有利于控制 VM 的 OS 訪問硬件資源，使用這種解決方案的產品有 VMware ESXi 和 Xen server 。

Hypervisor 是一種運行在物理服務器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層,可允許多個操作系統(tǒng)和應用共享一套基礎物理硬件，因此也可以看作是虛擬環(huán)境中的“元”操作系統(tǒng)，它可以協(xié)調訪問服務器上的所有物理設備和虛擬機，也叫虛擬機監(jiān)視器(Virtual Machine Monitor，VMM)。

Hypervisor 是所有虛擬化技術的核心。當服務器啟動并執(zhí)行 Hypervisor 時，它會給每一臺虛擬機分配適量的內存、CPU、網絡和磁盤，并加載所有虛擬機的客戶操作系統(tǒng)。

軟硬件架構和管理更高效、更靈活，硬件的效能能夠更好地發(fā)揮出來。常見的產品有：VMware、KVM、Xen 等等。

2. 網絡虛擬化與NFV

網絡虛擬化技術發(fā)展很早，如我們熟知的vlan、VXlan、堆疊等都是虛擬化的一種；

NFV是服務器虛擬化概念的一種延展；詳細內容參看：

虛擬化的優(yōu)勢

第一，降低能耗，節(jié)約空間，節(jié)約成本；

第二，提高使用靈活性，實現動態(tài)的資源部署和重配置，滿足不斷變化的業(yè)務需求；

第三，提高安全性，主要是因為虛擬可實現較簡單的共享機制無法實現的隔離和劃分，這些特性可實現對數據和服務進行可控和安全的訪問；

第四，虛擬可在不影響用戶的情況下對物理資源進行刪除、計算機虛擬化技術升級或改變；

第五，有更高的可擴展性，虛擬化技術能根據不同的產品、資源分區(qū)和匯聚可支持實現比個體物理資源小得多或大得多的虛擬資源，這意味著用戶可以在不改變物理資源配置的情況下進行規(guī)模調整；

第六，互操作性和投資保護，主要在于虛擬資源可提供底層物理資源無法提供的與各種接口和協(xié)議的兼容性；

第七，改進資源供應，與個體物理資源單位相比，虛擬化技術能夠以更小的單位進行資源分配。

總結

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