什么是虚拟化什么是虚拟化技术,该技术有哪三种类型
概述
虛擬化,是指通過虛擬化技術(shù)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(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)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(shù),是將計算機的各種實體資源,如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲等,予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來,打破實體結(jié)構(gòu)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(yīng)用這些資源。
這些資源的新虛擬部份是不受現(xiàn)有資源的架設(shè)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(shù)種類很多,例如:軟件虛擬化、硬件虛擬化、內(nèi)存虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化(vip)、桌面虛擬化、服務(wù)虛擬化、虛擬機等等。
在實際的生產(chǎn)環(huán)境中,虛擬化技術(shù)主要用來解決高性能的物理硬件產(chǎn)能過剩和老的舊的硬件產(chǎn)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(zhì)
虛擬化本質(zhì)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(shè)備之間的虛擬層,直接運行于硬件設(shè)備之上,負責(zé)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(nèi)存資源虛擬化技術(shù)。
- 網(wǎng)絡(luò)虛擬化,針對網(wǎng)絡(luò)鏈路資源虛擬化技術(shù)。
- IO虛擬化,針對IO資源虛擬化技術(shù)。
- 存儲虛擬化,針對磁盤存儲資源虛擬化技術(shù)。
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(wù)器的硬件資源與上層應(yīng)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(shù)
- 服務(wù)器虛擬化
服務(wù)器虛擬化技術(shù)是指通過運用虛擬化的技術(shù)充分發(fā)揮服務(wù)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(jīng)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(wù)器虛擬化技術(shù)帶來更多的經(jīng)濟效益。
全虛擬化架構(gòu)
OS層虛擬化架構(gòu)
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(chǎn)品有 VMware ESXi 和 Xen server 。
Hypervisor 是一種運行在物理服務(wù)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(yīng)用共享一套基礎(chǔ)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(diào)訪問服務(wù)器上的所有物理設(shè)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(shù)的核心。當(dāng)服務(wù)器啟動并執(zhí)行 Hypervisor 時,它會給每一臺虛擬機分配適量的內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)和磁盤,并加載所有虛擬機的客戶操作系統(tǒng)。
軟硬件架構(gòu)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(chǎn)品有:VMware、KVM、Xen 等等。
- 網(wǎng)絡(luò)虛擬化與NFV
網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)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(wù)器虛擬化概念的一種延展;詳細內(nèi)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(xiàn)動態(tài)的資源部署和重配置,滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求;
第三,提高安全性,主要是因為虛擬可實現(xiàn)較簡單的共享機制無法實現(xiàn)的隔離和劃分,這些特性可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和服務(wù)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(shù)升級或改變;
第五,有更高的可擴展性,虛擬化技術(shù)能根據(jù)不同的產(chǎn)品、資源分區(qū)和匯聚可支持實現(xiàn)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(diào)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(yīng),與個體物理資源單位相比,虛擬化技術(shù)能夠以更小的單位進行資源分配。
總結(jié)
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