什么是虛擬機？顧名思義，虛擬機（VM）就是模擬物理機的虛擬環境。VM 有自己的中央處理器 (CPU)、內存、網絡接口和存儲，但它們獨立于物理硬件。只要硬件資源得到有效分配，多個虛擬機就可以在一臺物理機上共存而不會發生沖突。VM 是使用軟件仿真和硬件虛擬化實現的。

虛擬機類型

組織可以使用兩種類型的虛擬機：

進程虛擬機

也稱為應用程序虛擬機，進程虛擬機支持單個進程或應用程序在主機操作系統上運行。它用于屏蔽底層硬件或操作系統，并像其他本機應用程序一樣執行應用程序。它通常用于提供獨立于平臺的編程環境。例如，Java 應用程序是使用 Java 虛擬機 (JVM) 實現的。另一個例子是 Wine 軟件，它幫助 Windows 應用程序在 Linux 上運行

虛擬化類型

如今，IT 基礎設施或傳統數據中心的所有組件都可以虛擬化，并提供多種虛擬化：

• 存儲虛擬化：可以通過將多個物理存儲設備整合為單個存儲設備來實現存儲虛擬化。
• 軟件虛擬化：可以通過創建一個完整的計算機系統來虛擬化軟件，該計算機系統具有允許一個或多個來賓操作系統在物理主機上運行的硬件。
• 硬件虛擬化：計算機和操作系統 (VM) 的虛擬版本被創建并整合到一個單一的、主要的物理服務器中。
• 桌面虛擬化：桌面虛擬化將桌面環境與物理設備分離，并將桌面存儲在遠程服務器上，允許用戶從任何地方在任何設備上訪問他們的桌面。
• 網絡虛擬化：通過將設備組合成一個基于軟件的虛擬網絡資源，可以在同一物理網絡上創建多個子網。

系統虛擬機

系統虛擬機，也稱硬件虛擬機，虛擬出一個完整的操作系統，可以作為物理機的替代品。系統虛擬機共享主機的物理資源，但有自己的操作系統。虛擬化進程在裸硬件（本機虛擬機）或操作系統（托管虛擬機）之上運行的管理程序或虛擬機監視器上運行。VirtualBox 和 VMware ESXi 都是系統虛擬機的例子。

使用虛擬機的好處

虛擬機本質上是計算機中的計算機。虛擬機有幾個優點：

• 降低硬件成本。許多組織沒有充分利用他們的硬件資源。組織可以啟動虛擬服務器，而不是投資另一臺服務器。
• 更快的桌面配置和部署。部署新的物理服務器通常需要許多耗時的步驟。但是，借助虛擬化系統，組織可以使用安全的預配置服務器模板快速部署新的虛擬服務器。
• 占地面積更小。利用虛擬化減少了維護和擴展 IT 功能所需的辦公空間，同時還釋放了辦公桌空間以支持更多員工。
• 增強的數據安全性。虛擬化通過在云中復制您的服務器來簡化災難恢復。由于 VM 獨立于底層硬件，因此組織不需要異地的相同物理服務器來促進輔助恢復站點。在發生災難時，員工可以使用經濟高效的備份和災難恢復解決方案快速恢復在線。
• 便攜性。可以跨虛擬環境無縫移動 VM，甚至可以從一臺物理服務器移動到另一臺物理服務器，而 IT 團隊的投入最少。VM 彼此隔離并具有自己的虛擬硬件，從而使它們與硬件無關。將物理服務器移動到另一個位置是一項資源密集型任務。
• 提高 IT 效率。許多 IT 部門至少有一半的時間用于管理日常管理任務，但是通過虛擬化，可以將一臺物理服務器劃分為多個虛擬機——管理員可以從一臺物理服務器同時部署和管理多個操作系統。

使用虛擬機的挑戰

虛擬機有很多優勢，尤其是當人們需要在一臺物理設備上運行多個操作系統時。但是，使用 VM 會面臨一些挑戰：

• 當同時運行的 VM 在主機上運行時，每個 VM 都會引入不穩定的性能，具體取決于系統的工作負載。
• 與物理機器相比，VM 的效率有所下降。
• 虛擬化解決方案的許可模式可能很棘手。由于額外的硬件要求，它們可能會導致巨大的前期投資成本。
• 由于 VM 和云部署的漏洞數量越來越多，安全性成為一個額外的問題。
• 對于每個虛擬化解決方案，基礎架構設置都很復雜。小型企業必須聘請專家才能成功部署這些解決方案。
• 當多個用戶嘗試訪問同一物理主機上的相同或不同虛擬機時，虛擬機會構成數據安全威脅。

虛擬機與容器的異同

容器是一個標準化的軟件單元，包括代碼及其所有依賴項，例如系統庫、系統工具和設置。可以跨所有類型的基礎架構快速可靠地部署容器化應用程序。虛擬機和容器都隔離應用程序，因此它們可以在任何平臺上運行。但虛擬機與容器的不同之處在于，它虛擬化硬件以在一臺機器上運行多個操作系統。相比之下，容器將單個應用程序及其所有依賴項打包在一起，因此它可以在任何操作系統上運行。

虛擬機在管理程序上運行并包含單獨的操作系統映像，而單個主機上的容器共享主機的操作系統內核。與虛擬機相比，這使得容器非常輕便并減少了管理開銷。它們的可移植性使它們非常適合 Web 應用程序和微服務。虛擬機不是輕量級的，可能需要更多時間才能啟動，但它們有自己的操作系統內核，最適合同時運行多個應用程序或需要舊操作系統的遺留應用程序。虛擬機和容器也可以一起使用。