虛擬化使IT基礎(chǔ)架構(gòu)的供應(yīng)變得非常快速、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(shí)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(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的軟件模擬。它在20世紀(jì)60年代被用于大型計(jì)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(gè)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(gè)全功能系統(tǒng)。我們可以在一臺(tái)主機(jī)中創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)，并為每個(gè)虛擬機(jī)分配一部分主機(jī)計(jì)算資源，如CPU、內(nèi)核、RAM和存儲(chǔ)。所有虛擬機(jī)的計(jì)算能力加在一起永遠(yuǎn)不會(huì)超過主機(jī)的計(jì)算能力。每個(gè)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(tái)主機(jī)上的所有虛擬機(jī)都依賴主機(jī)來獲得計(jì)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(huì)存儲(chǔ)為一個(gè)文件。只需克隆第一個(gè)虛擬機(jī)，即可快速創(chuàng)建同一虛擬機(jī)的多個(gè)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(tái)主機(jī)復(fù)制到另一臺(tái)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(dòng)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(chǔ)系統(tǒng)。我們將了解目前可能實(shí)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(jì)算技術(shù)，組織可以快速設(shè)計(jì)、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(chǔ)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心托管多個(gè)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(gè)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(chǔ)，在其上創(chuàng)建一個(gè)抽象層，并將其顯示為單一來源。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)的底層類型。從原始位置訪問數(shù)據(jù)。

它提供快速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪問。它減少了系統(tǒng)工作量和數(shù)據(jù)錯(cuò)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?cè)谝慌_(tái)主機(jī)上創(chuàng)建多個(gè)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(gè)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(jì)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(shí)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(jì)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(gè)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(gè)虛擬實(shí)體。

虛擬化的不同網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(yàn)。主要目標(biāo)是使網(wǎng)絡(luò)功能自動(dòng)化并具有良好的規(guī)模。

存儲(chǔ)虛擬化

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

存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)。

存儲(chǔ)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(chǔ)資源調(diào)配和利用率變得更好。數(shù)據(jù)管理變成了單點(diǎn)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(gè)抽象層。

它能夠從父主機(jī)的計(jì)算資源池中為虛擬機(jī)分配必要的計(jì)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(gè)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(dòng)和停止。Oracle VirtualBox是一個(gè)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?yàn)榘惭b和開始工作起來不太復(fù)雜。

虛擬計(jì)算機(jī)

虛擬機(jī)，簡稱VM，是運(yùn)行在主機(jī)上的計(jì)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(chǔ)。這些計(jì)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(shí)運(yùn)行多個(gè)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(dòng)到另一臺(tái)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(shí)例。映像是應(yīng)用程序、其運(yùn)行時(shí)、依賴項(xiàng)和所需庫的打包單元。當(dāng)我們啟動(dòng)一個(gè)容器時(shí)，我們提取一個(gè)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(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)功能。容器比虛擬機(jī)更容易啟動(dòng)、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(dòng)手。感謝閱讀。