带你了解虚拟化！

Posted 2021-05-02 鹤壁城市云计算中心

一、什么是虚拟化？

虚拟化和云计算不一样。虚拟化是一种技术，使用虚拟化我们可以在一台物理服务器上模拟出多个独立的服务器来。虚拟化的本质就是将原先的物理设备进行逻辑化，转化成一个文件夹或文件，实现软硬件的解耦。耦合，资源共享，资源动态分配等等。

虚拟机里具体有哪些东西：

包含两部分，一部分用来记录虚拟机的配置信息，另一部分用来保存用户数据的磁盘文件。

二、虚拟化的好处

1、使用虚拟化后每台物理机上可以同时运行多个虚拟机每个虚拟机上又可以运行一个操作系统，硬件资源利用率得到了有效提高，减少了硬件资源的浪费。

2、并且由于虚拟化技术实现了软硬件的解耦合，虚拟化可以摆脱当前服务器的禁锢，允许在集群范围内实现带着业务的动态迁移，并且迁移过程中可以做到业务无中断、用户无感知。

虚拟机的动态迁移就带来了高可用性HA 、动态资源调度 DRS 和分布式电源管理 DPM等高级特性。为企业数据中心实现了业务的可移动性、降低运行成本、减少管理费用、整合服务器、容错容灾等优势。

三、虚拟化的历史

1964 年，“蓝色巨人” IBM 就开始尝试在大型机上实现虚拟化，甚至在 1961 年， IBM 的 709 机就已经实现了分时系统，将 CPU 占用切分为多个极短时间片，每一个时间片都执行着不同的任务。通过对这些时间片的轮询，这样就可以将一个 CPU 虚拟化或者伪装成为多个 CPU。

1999 年， VMware 推出了最早的能在 x86 架构上运行的虚拟化产品。

20 世纪 90 年代，伦敦剑桥大学的 L an Pratt 和Keir Fraser 在一个叫做 Xenoserver 的研究项目中，开发了 Xen 虚拟机。作为 Xenoserver 的核心， Xen 虚拟机负责管理和分配系统资源，并提供必要的统计功能。在那个年代， x 86 的处理器还不具备对虚拟化技术的硬件支持，所以 Xen 从一开始是作为一个准虚拟化的解决方案（半虚拟化）出现的。因此，为了支持多个虚拟机，内核必须针对 Xen 做出特殊的修改才可以运行（必须是开源的系统）。

另外一个就是大名鼎鼎的 KVM ，最初是由一个以色列的创业公司 Qumranet 开发的，作为他们的 VDI VirtualDesktop Infrastructure 产品的虚拟机。为了简化开发，KVM 的开发人员并没有选择从底层开始新写一个 Hypervisor ，而是选择了基于 Linux kernel ，通过加载新的模块从而使 Linux Kernel 本身变成一个Hypervisor。Redhat 公司出人意料地出资 1 亿 700 百万美金，收购了KVM。

2010 年 11 月， Redhat 公司推出了新的企业版 Linux RHEL 6 ，在这个发行版中集成了最新的 KVM 虚拟机，而去掉了在RHEL 5.x 系列中集成的 Xen 。IBM 以340 亿美元收购 RedHat(红帽)。Dell完成对EMC、Vmware收购。

四、计算虚拟化中的重要概念

Guest OS：虚拟机操作系统

Guest Machine：虚拟出来的虚拟机

Hypervisor：虚拟化软件层/虚拟机监控机（Virtual MachineMonitor虚拟机监控器，VMM）

Host OS：运行在物理机之上的OS

Host Machine：物理机

Hypervisor/VMM （虚拟化操作系统）主要实现两个基本功能：首先是识别、捕获和响应虚拟机所发出的 CPU 特权指令或保护指令（特权指令和保护指令在 C PU 虚拟化中介绍））；其次，它负责处理虚拟机队列和调度，并将物理硬件的处理结果返回给相应的虚拟机。

也就是说， Hypervisor 将负责管理所有的资源和虚拟环境。VMM 可以看作一个为虚拟化而生的完整操作系统，掌控有所有资源（ CPU 、内存和 I/O 设备）。

五、虚拟化的特点

分区：虚拟化层为多个虚拟机划分服务器资源的能力；每个虚拟机可以同时运行一个单独的操作系统（相同或不同的操作系统）

作用：每个分区划分资源配额，防止虚拟化超配额使用资源；每个虚拟机单独安装操作系统，彼此互不影响。

隔离：通过分区所建立的多个虚拟机之间采用逻辑隔离措施，防止相互影响。

封装：封装意味着将整个虚拟机（硬件配置、 Bios 配置、内存状态、磁盘状态、 CPU状态）储存在独立于物理硬件的一小组文件中。只需复制几个文件就可以随时随地根据需要复制、保存和移动虚拟机。

相对硬件独立：虚拟机在封装为独立文件后，虚拟机迁移只需要把虚拟机设备文件和配置文件或磁盘文件复制到另一台主机上运行即可，而不用关心底层的硬件类型是否兼容，这就是相对硬件的独立性。