虚拟化

Dear 丶 2021-10-18 11:20 462阅读 0赞

# 一、虚拟化简介 #

计算机虚拟化（Computing Virtualization），一种资源管理技术，是指通过虚拟化技术将一台计算机的各种实体资源 , 如处理器 , 网络 , 内存及存储等 , 抽像 , 转换后呈现出来 , 打破实体结构间的不可切割的障碍，虚拟成多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

虚拟化使用软件的方法重新定义划分 IT 资源，可以实现 IT 资源的动态分配、灵活调度、跨域共享，提高 IT 资源利用率，使 IT 资源能够真正成为社会基础设施，服务于各行各业中灵活多变的应用需求。

虚拟化目标 :同一主机上运行多个系统或应用 , 从而提高系统资源的利用率 , 同时带来降低成本 , 方便管理和容错容灾

# **二、虚拟化层次种类：** #

（1）完全虚拟化 --- 处理器密集型技术，最流行的虚拟化方法使用名为 hypervisor 的一种软件，在虚拟服务器和底层硬件之间建立一个抽象层。 VMware 和微软的VirtualPC 是代表该方法的两个商用产品，而基于核心的虚拟机 (KVM) 是面向 Linux 系统的开源产品hypervisor 可以捕获 CPU 指令，为指令访问硬件控制器和外设充当中介。因而，完全虚拟化技术几乎能让任何一款操作系统不用改动就能安装到虚拟服务器上，而它们不知道自己运行在虚拟化环境下。主要缺点是完全虚拟化要求 hypervisor管理各个虚拟服务器，并让它们彼此独立， 所以给处理器带来开销。  
　　（2）准虚拟化 --- 完全虚拟化是处理器密集型技术，因为它要求 hypervisor 管理各个虚拟服务器，并让它们彼此独立。减轻这种负担的一种方法就是，改动客户端操作系统，让它以为自己运行在虚拟环境下，能够与hypervisor 协同工作。这种方法就叫准虚拟化 (para-virtualization)。Xen 是开源准虚拟化技术的一个例子。操作系统作为虚拟服务器在 Xen hypervisor 上运行之前，它必须在核心层面进行某些改变。因此， Xen 适用于 BSD 、 Linux 、 Solaris 及其他开源操作系统，但不适合对像Windows 这些专有的操作系统进行虚拟化处理，因为它们无法改动。准虚拟化技术的优点是性能高。经过准虚拟化处理的服务器可与hypervisor 协同工作，其响应能力几乎不亚于未经过虚拟化处理的服务器。准虚拟化与完全虚拟化相比优点明显，以至于微软和 VMware 都在开发这项技术，以完善各自的产品。  
　　（3）系统虚拟化 --- 就操作系统层的虚拟化而言，没有独立的hypervisor 层。相反，主机操作系统本身就负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源，并且让这些服务器彼此独立。一个明显的区别是，如果使用操作系统层虚拟化，所有虚拟服务器必须运行同一操作系统 ( 不过每个实例有各自的应用程序和用户账户 ) 。虽然操作系统层虚拟化的灵活性比较差，但本机速度性能比较高。此外，由于架构在所有虚拟服务器上使用单一、标准的操作系统，管理起来比异构环境要容易。Docker 和其他容器（container）技术都属于系统虚拟化范畴  
　　（4）桌面虚拟化 --- 拟化最接近用户的还是要算的上桌面虚拟化了，桌面虚拟化可以使得一个人拥有多个桌面环境，也可以把一个桌面环境供多人使用。它的主要功能是将分散的桌面环境集中保存并管理起来，包括桌面环境的集中下发，集中更新，集中管理。桌面虚拟化使得桌面管理变得简单，不用每台终端单独进行维护，每台终端进行更新。终端数据可以集中存储在中心机房里，安全性相对传统桌面应用要高很多。  
  
**三、虚拟化架构分类**

对于系统虚拟化技术来说，虚拟层为用户提供了一个完整的虚拟机：包括内核在内的一个完整的系统镜像。 CPU 虚拟化技术可以为每个用户提供一个独享且和其他用户隔离的系统环境，虚拟层可以为每个用户分配虚拟化后的 CPU 、内存和 IO 设备资源

物理机我们一般称为宿主机（Host），宿主机上面的虚拟机称为客户机（Guest）。那么 Host 是如何将自己的硬件资源虚拟化，并提供给 Guest 使用的呢？

这个主要是通过一个叫做 Hypervisor 的程序实现的。根据 Hypervisor 的实现方式和所处的位置，虚拟化按照结构分为两种类型：1型虚拟化和2型虚拟化。

## 　　（1）1型虚拟化 ##

Hypervisor 直接安装在物理机上，多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。Hypervisor 实现方式一般是一个特殊定制的 Linux 系统。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都属于这个类型。

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## 　　（2）2型虚拟化  ##

物理机上首先安装常规的操作系统，比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。Hypervisor 作为 OS 上的一个程序模块运行，并对管理虚拟机进行管理。KVM、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都属于这个类型。

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理论上讲：

**1型虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别优化，性能上比2型要高；**

**2型虚拟化因为基于普通的操作系统，会比较灵活，比如支持虚拟机嵌套。嵌套意味着可以在KVM虚拟机中再运行KVM。**

转载于:https://www.cnblogs.com/-wzhq/p/11179760.html

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