計算機的力量在上個世紀改變了世界。如今，它們服務于我們的關鍵基礎設施、業務運營等。盡管很容易想到辦公樓和服務器場中的物理機器世界，但虛擬機 (VM) 實際上已成為新千年企業計算的基石。

VM 使管理員能夠從單個物理設備管理數百臺虛擬計算機。VM 部署已經成為服務器虛擬化的流行選擇，適合當今的混合基礎架構。值得注意的是，虛擬機整合了物理托管的數據和進程，并支持其他操作系統的訪問以供使用。本文深入探討了虛擬機是什么、它為什么有價值、它是如何工作的，以及在轉向虛擬化時需要考慮的事項。

什么是虛擬機？

虛擬機是一個獨立的服務器，它不依賴于硬件來運行，而是使用軟件。管理員可以從單個物理主機服務器運行多個帶有操作系統和用途的來賓虛擬機。

作為參考，操作系統是放置在硬件中的基礎軟件，用于管理機器的整體操作。但是，由于應用程序（為最終用戶設計的軟件程序）是特定于操作系統的，因此本機操作系統可能會限制用戶探索其他系統和應用程序的能力。

與其主機服務器一樣，虛擬機包含內存、網絡接口、存儲和分配的 CPU 容量。管理程序將VM 來賓彼此分開，而物理主機的資源根據需要在 VM 之間共享。雖然虛擬化技術是在 1960 年代推出的，但直到 VMware 于 1999 年推出其工作站后，VM 才成為一種有市場價值的解決方案。

虛擬機的硬件冒名頂替綜合癥

虛擬機的運行方式與任何其他具有一小部分物理硬件的計算機一樣。因此，例如，管理員可以從他們的主機運行十幾個虛擬機，每個虛擬機都可以作為一個獨立的操作系統。這就是虛擬機的冒名頂替綜合癥。雖然 VM 可以做很多事情，但它們的生產力自然不如獨立的物理主機。

虛擬機與容器

容器和虛擬機經常混淆，因為它們都從單一平臺運行獨立的應用程序。它們的不同之處在于它們的大小、速度、工作負載生產力以及與主機的集成。雖然 VM 可以模擬計算機的硬件并測量以千兆字節為單位的數據，但容器通常只包含一個應用程序或以兆字節為單位的進程。因為容器是輕量級的，所以在速度和微服務部署上比VM有天然的優勢。相比之下，虛擬機更適合管理更大的工作負載和應用程序。

為什么我需要虛擬機？

您是否曾經想要過不止一臺計算機？舊電腦貶值很快，您想保留其中的內容嗎？您正在為 Windows、Mac 和 Linux 開發應用程序嗎？

如果這些問題適用于您，那么 VM 可以成為您技術工具包的寶貴補充。從創建計算機大軍到保存舊數據和開發跨操作系統運行的應用程序，虛擬機可以完成所有這一切，甚至更多。虛擬化的另一個吸引人的特性是它如何影響庫存和成本。只需一小部分硬件，包括磁盤、驅動器和服務器設備，組織就可以削減成本、提高利用率并減少硬件問題。

虛擬機與數據中心、軟件開發人員和 IT 組織最相關，盡管對于那些希望隔離工作負載或應用程序的人來說，它們也可以用于 PC 和筆記本電腦。

虛擬機的類型

	進程虛擬機	系統虛擬機
替代名稱	語言虛擬機或托管運行時環境	硬件虛擬機
用途	軟件仿真；模仿設備的行為	軟件仿真；完全按原樣復制
能力	運行單個程序或進程	完整的計算機操作系統訪問權限
抽象	指令集架構 (ISA)	高級編程
例子	Java 虛擬機 (JVM) 鸚鵡虛擬機 (PVM) 公共語言運行時 (CLR)	VMware 虛擬盒子 視窗虛擬電腦 思杰 Xen

部署虛擬機

管理程序，虛擬機管理器

虛擬機部署背后的技術是稱為管理程序的軟件機制。管理程序位于硬件和來賓虛擬機之間，在物理主機上運行并監督現有的虛擬機。不僅僅是服務器虛擬化，管理程序還能夠虛擬化應用程序、存儲和桌面。

部署管理程序可為管理員提供所需的管理功能以及實施微分段的機會。另一個加速發展的是嵌入了管理程序的設備的銷售，例如用于 Linux 的基于內核的虛擬機(KVM)。頂級管理程序供應商包括VMware、Microsoft和Red Hat。

虛擬機用例

產能利用率

或許采用虛擬機的最大好處是擴展了存儲、應用程序和處理能力。虛擬化提供了壓縮工作負載的機會，從而減少了它們所在的物理空間以及所需的設備和開銷。憑借更小的本地占用空間，組織可以管理比以往更多的東西。

運行遺留軟件

遺留軟件應用程序可能不再使用或不再可供組織的員工使用。這可能是由于 IT 團隊有意遷移或軟件開發人員終止支持。在任何一種情況下，人員使用遺留應用程序的愿望都不是破壞因素。借助 VM，用戶可以重新創建運行已停產程序所需的環境。

使用不同的操作系統

虛擬機最常見的用例是從單個物理主機訪問一組不同的操作系統。無論主機的本機操作系統如何，IT 人員創建或復制在其他操作系統上運行的新機器的能力使跨操作系統開發變得更加容易。此外，訪問不同的操作系統可能意味著可以為其他用戶做本機操作系統客戶端可以做的任何事情。

系統級快照

在修補虛擬機時，用戶會發現快照功能有助于保存其來賓計算機的版本。與真實照片非常相似，此功能使客戶有機會保存狀態和數據，包括磁盤、內存和 VNI 卡。用戶可以創建和管理多個快照以在其 VM 上進行測試，但請注意——長時間在快照上運行 VM 會導致不穩定和數據丟失。

開發非原生操作系統軟件

虛擬機的一貫主題是它們對需要大量訪問不同計算機系統的開發人員和專業人員的價值。不久之前，程序員不得不在設備和設備類型（桌面平臺與移動平臺）之間分配時間，而虛擬機為更快、更順暢的跨操作系統應用程序開發打開了大門。

充當沙箱

虛擬機的一項服務器安全功能是它們是物理主機內的隔離環境。他們自己并不知道，他們不是使用自己硬件的獨立計算機，他們的操作系統和應用程序也沒有連接到主機或其他來賓機器。因此，VM 可以成為測試可疑文件、新項目等的絕佳位置，作為一個獨立的設置。

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系統探索和修補

雖然開發人員在使用計算機時可能有詳細的目標計劃，但技術愛好者通常在沒有任何計劃的情況下開始使用。借助使用說明書、網絡指南或更少的內容，許多用戶希望探索其設備的功能。對于好奇的人來說，虛擬機提供了一個游樂場 - 與沙箱不同 - 可以進行修補而不會產生任何后果。無論是學習新操作系統還是拆解計算機，VM 都為感興趣的用戶提供了探索的空間。

將 VM 復制到其他機器

考慮到單個主機可以為多個虛擬機提供服務，很容易理解為什么它們也是可復制的。此功能的一個警告是 VM 僅限于其管理程序服務的目的地。否則，VM 包含在幾個文件中并且可以轉移到其他主機。

虛擬機注意事項

虛擬機市場

根據 MarketWatch 的數據，虛擬機市場規模預測顯示該行業的復合年增長率為 2.9%，從 2019 年的 35.3 億美元增至 2026 年的 43.2 億美元。VMware、IBM 和華為占據了市場前列，合計近四分之三的市場份額。市場供應商包括：

• 思杰
• 東方的
• 慧與
• 華為
• 新華三
• IBM
• 浪潮
• 微軟
• 甲骨文
• 紅帽
• VMware
• 永宏

VM 可實現操作靈活性

盡管計算機虛擬化可以追溯到 1960 年代，但虛擬機的激增是 21 世紀的現象。隨著軟件開發和應用程序的優先級不斷提高，訪問多個操作系統和隔離的內部環境變得至關重要。總之，虛擬機提供：

• 操作靈活
• 集中管理
• 容災保護
• 減少開銷和停機時間
• 可擴展性

為了服務于未來的組織、應用程序和工作負載，虛擬機將繼續成為提高企業生產力的重要組成部分。