虛擬化使IT基礎(chǔ)架構(gòu)的供應(yīng)變得非?？焖?、可快速重現(xiàn)且可靠。它還大大提高了調(diào)試、故障排除和操作基礎(chǔ)設(shè)施的可用性。

虛擬化的使用為IT行業(yè)帶來了許多其他實踐，如集裝箱化。圍繞虛擬化發(fā)生了許多變革，這使得當(dāng)今的IT運(yùn)營更加簡單和敏捷。公司能夠在硬件基礎(chǔ)設(shè)施的采購上節(jié)省大量成本。虛擬化還有助于降低碳排放，從而有助于可持續(xù)發(fā)展事業(yè)。

虛擬化

簡單地說，虛擬化意味著創(chuàng)建計算資源、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)的軟件模擬。它在20世紀(jì)60年代被用于大型計算機(jī)。但是這些年來它已經(jīng)擴(kuò)大了自己?，F(xiàn)在，虛擬化包括為任何物理硬件系統(tǒng)創(chuàng)建一個抽象軟件層，并使用它，與所有相關(guān)用戶共享它。

虛擬化最常見的用途是創(chuàng)建虛擬機(jī)，簡稱VM，它是主機(jī)操作系統(tǒng)中的一個全功能系統(tǒng)。我們可以在一臺主機(jī)中創(chuàng)建多個虛擬機(jī)，并為每個虛擬機(jī)分配一部分主機(jī)計算資源，如CPU、內(nèi)核、RAM和存儲。所有虛擬機(jī)的計算能力加在一起永遠(yuǎn)不會超過主機(jī)的計算能力。每個虛擬機(jī)都有自己的操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)，或稱為客戶操作系統(tǒng)，可能與主機(jī)操作系統(tǒng)不同。一臺主機(jī)上的所有虛擬機(jī)都依賴主機(jī)來獲得計算資源，這些資源是從主機(jī)上借用的。

創(chuàng)建虛擬機(jī)后，它會存儲為一個文件。只需克隆第一個虛擬機(jī)，即可快速創(chuàng)建同一虛擬機(jī)的多個副本。我們可以像復(fù)制任何其他文件一樣，將虛擬機(jī)從一臺主機(jī)復(fù)制到另一臺主機(jī)。就這么簡單。我們可以保存虛擬機(jī)的狀態(tài)，并從之前的狀態(tài)重新啟動它。

虛擬化不僅僅止于虛擬機(jī)。隨著需求和要求的增加，虛擬化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了多年，現(xiàn)在我們可以虛擬化許多東西。我們可以虛擬化數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)和存儲系統(tǒng)。我們將了解目前可能實現(xiàn)的不同類型的虛擬化。

應(yīng)用虛擬化

如果您想讓您的用戶甚至不用安裝就能使用您的應(yīng)用程序，您可以使用應(yīng)用程序虛擬化。它還有助于在不適合運(yùn)行應(yīng)用程序的環(huán)境中運(yùn)行應(yīng)用程序。藍(lán)色背包是一款可以讓你在Windows上運(yùn)行Android游戲的應(yīng)用。它有助于降低系統(tǒng)集成和維護(hù)成本。

數(shù)據(jù)中心虛擬化

數(shù)據(jù)中心虛擬化是最復(fù)雜的按需虛擬化概念。利用數(shù)據(jù)中心虛擬化和云計算技術(shù)，組織可以快速設(shè)計、部署和開發(fā)數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心虛擬化涉及虛擬化物理數(shù)據(jù)中心提供的一切。它虛擬化服務(wù)器、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、存儲和其他基礎(chǔ)架構(gòu)和設(shè)備。它使用廣泛的工具和技術(shù)在一個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心托管多個虛擬化數(shù)據(jù)中心。vSphere產(chǎn)品套件是提供數(shù)據(jù)中心虛擬化、管理和運(yùn)營技術(shù)的一個很好的例子。

數(shù)據(jù)虛擬化

數(shù)據(jù)虛擬化用于整合數(shù)據(jù)中心中可用的所有數(shù)據(jù)存儲，在其上創(chuàng)建一個抽象層，并將其顯示為單一來源。數(shù)據(jù)存儲可能分布在不同的地理位置和許多集群中。虛擬化層不知道數(shù)據(jù)存儲的底層類型。從原始位置訪問數(shù)據(jù)。

它提供快速的實時數(shù)據(jù)訪問。它減少了系統(tǒng)工作量和數(shù)據(jù)錯誤。

桌面虛擬化

桌面虛擬化不同于操作系統(tǒng)虛擬化，在操作系統(tǒng)虛擬化中，我們在一臺主機(jī)上創(chuàng)建多個虛擬機(jī)。桌面虛擬化允許管理員在許多物理機(jī)上部署多個桌面模擬。它有助于跨許多物理機(jī)進(jìn)行大規(guī)模部署，并確保在所有系統(tǒng)上應(yīng)用相同的配置和安全設(shè)置。

硬件虛擬化

硬件虛擬化用于從軟件中提取計算資源。硬虛擬化廣泛使用稱為虛擬機(jī)管理程序的虛擬機(jī)監(jiān)視器來完成其任務(wù)。我們將在本文的后面了解Hypervisor。管理程序直接嵌入在硬件系統(tǒng)中。然后，管理程序與軟件系統(tǒng)共享硬件系統(tǒng)。

硬件虛擬化通過三種方式實現(xiàn)。它們是半虛擬化、完全虛擬化和仿真虛擬化。它有助于降低硬件成本，優(yōu)化資源使用，并提高It靈活性。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括軟件和硬件組件。網(wǎng)絡(luò)虛擬化在網(wǎng)絡(luò)軟件和網(wǎng)絡(luò)硬件之上創(chuàng)建了一個抽象層。該層使數(shù)據(jù)中心管理員能夠非常輕松地管理虛擬化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。這一層將許多網(wǎng)絡(luò)資源組合成一個虛擬實體。

虛擬化的不同網(wǎng)絡(luò)實體包括稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡的網(wǎng)絡(luò)適配器、交換機(jī)、防火墻、負(fù)載平衡器、虛擬局域網(wǎng)和光纖通道。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化有兩種不同的方式。首先，軟件定義的網(wǎng)絡(luò)虛擬化了網(wǎng)絡(luò)流量路由控制。第二，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，負(fù)責(zé)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)配置和管理。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化使聯(lián)網(wǎng)成為一種非常簡單的體驗。主要目標(biāo)是使網(wǎng)絡(luò)功能自動化并具有良好的規(guī)模。

存儲虛擬化

存儲虛擬化是一種將數(shù)據(jù)中心中所有可用的物理存儲資源合并到單個虛擬存儲資源池中的技術(shù)。這個想法是一個網(wǎng)絡(luò)有一個單一的邏輯存儲池。這種抽象的虛擬化存儲與用于存儲的底層硬件和軟件系統(tǒng)無關(guān)。

存儲虛擬化可以虛擬化通過光纖通道、iSCI和SAN提供的數(shù)據(jù)塊訪問存儲系統(tǒng)。它還可以虛擬化通過NFS和SMB協(xié)議交付的文件存儲系統(tǒng)。

存儲虛擬化的好處是巨大的。它有助于在不中斷I/O的情況下更輕松地為主機(jī)和服務(wù)器遷移數(shù)據(jù)。存儲資源調(diào)配和利用率變得更好。數(shù)據(jù)管理變成了單點功能。

管理程序

虛擬機(jī)管理程序是一種以虛擬化為中心的軟件。它用于創(chuàng)建、管理和運(yùn)行虛擬機(jī)。它是虛擬機(jī)和底層硬件之間的一個抽象層。

它能夠從父主機(jī)的計算資源池中為虛擬機(jī)分配必要的計算資源。除此之外，它還使系統(tǒng)中運(yùn)行的所有虛擬機(jī)相互隔離。它還可以防止虛擬機(jī)干擾其他空間。

虛擬機(jī)管理程序有兩種類型，具體取決于它們的安裝方式。

1.裸機(jī)虛擬機(jī)管理程序:

這些虛擬機(jī)管理程序也稱為第1類虛擬機(jī)管理程序。它們被直接嵌入到主機(jī)的硬件中。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都使用它們。他們非常有效率。它們直接在主機(jī)硬件上運(yùn)行虛擬機(jī)。它充當(dāng)主機(jī)上的操作系統(tǒng)，完全取代操作系統(tǒng)。這些比第2類虛擬機(jī)管理程序更高效。VMware ESXi是裸機(jī)虛擬機(jī)管理程序的一個示例。

2.托管的虛擬機(jī)管理程序:

這些也稱為第二類虛擬機(jī)管理程序。這些虛擬機(jī)管理程序充當(dāng)安裝在桌面上的普通應(yīng)用程序。它可以像其他程序一樣啟動和停止。Oracle VirtualBox是一個非常流行的例子。它們的延遲比第1類虛擬機(jī)管理程序稍高。它們主要用于測試，因為安裝和開始工作起來不太復(fù)雜。

虛擬計算機(jī)

虛擬機(jī)，簡稱VM，是運(yùn)行在主機(jī)上的計算機(jī)系統(tǒng)的軟件仿真。虛擬機(jī)有自己的操作系統(tǒng)、CPU、RAM和存儲。這些計算能力通過虛擬機(jī)管理程序從主機(jī)上借用來分配給虛擬機(jī)。主機(jī)上可以同時運(yùn)行多個虛擬機(jī)。它們以隔離的方式運(yùn)行，互不干擾。虛擬機(jī)以文件格式保存為虛擬機(jī)映像。它可以很容易地復(fù)制或移動到另一臺機(jī)器上。通過在虛擬機(jī)管理程序的幫助下克隆現(xiàn)有虛擬機(jī)，可以快速創(chuàng)建虛擬機(jī)的新副本。虛擬機(jī)是操作系統(tǒng)虛擬化的例子。

容器

容器是運(yùn)行應(yīng)用程序的獨(dú)立的、不可變的、自包含的沙箱。與虛擬機(jī)相比，它們非常輕。它們沒有操作系統(tǒng)的開銷。容器直接與它們的主機(jī)共享資源。它們運(yùn)行在Docker等容器引擎之上，而虛擬機(jī)則運(yùn)行在虛擬機(jī)管理程序之上。容器被稱為圖像的運(yùn)行實例。映像是應(yīng)用程序、其運(yùn)行時、依賴項和所需庫的打包單元。當(dāng)我們啟動一個容器時，我們提取一個這樣的映像并開始運(yùn)行它。容器引擎負(fù)責(zé)為容器分配所需的存儲和網(wǎng)絡(luò)功能。容器比虛擬機(jī)更容易啟動、運(yùn)行和停止。

結(jié)論

本文試圖給出關(guān)于虛擬化、虛擬化類型、虛擬機(jī)管理程序、虛擬機(jī)和容器的簡要和高層次的概念。這些技術(shù)是云和DevOps工程師感興趣的主題。他們可以選擇閱讀更多關(guān)于這些主題的內(nèi)容，親自動手。感謝閱讀。