虛擬機(jī) (VM) 是一種基于軟件的計(jì)算機(jī)，它運(yùn)行的操作系統(tǒng) (OS) 和應(yīng)用程序與主機(jī)不同。例如，您可以在 Windows 計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 Linux VM。

上個(gè)世紀(jì)，計(jì)算機(jī)的力量改變了世界。如今，它們服務(wù)于我們的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)等。同樣，虛擬機(jī)已成為新千年企業(yè)計(jì)算的基石。

雖然虛擬化技術(shù)于 20 世紀(jì) 60 年代推出，但直到 1999 年 VMware 推出工作站后，虛擬機(jī)才成為一種可銷(xiāo)售的解決方案。現(xiàn)在，F(xiàn)uture Market Insight預(yù)測(cè)，到 2033 年，全球虛擬機(jī)市場(chǎng)將達(dá)到 1773 億美元的估值。全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型、云計(jì)算的興起、成本節(jié)約以及尖端技術(shù)的普及推動(dòng)了市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

本文深入探討了虛擬機(jī)是什么、它為什么有價(jià)值、它如何工作以及在轉(zhuǎn)向虛擬化時(shí)需要考慮什么。

虛擬機(jī)的工作原理

虛擬機(jī)是一種獨(dú)立的服務(wù)器，它不依賴(lài)硬件運(yùn)行，而是使用軟件。管理員可以從一臺(tái)物理主機(jī)服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)“客戶(hù)”虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)具有各自的操作系統(tǒng)和用途。

作為參考，操作系統(tǒng)是安裝在硬件中用于管理機(jī)器操作的基礎(chǔ)軟件。但是，由于應(yīng)用程序（為最終用戶(hù)設(shè)計(jì)的軟件程序）是特定于操作系統(tǒng)的，因此本機(jī)操作系統(tǒng)可能會(huì)限制用戶(hù)探索其他系統(tǒng)和應(yīng)用程序的能力。

與其主機(jī)服務(wù)器一樣，虛擬機(jī)包含內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口、存儲(chǔ)和分配的 CPU 容量。虛擬機(jī)管理程序?qū)⑻摂M機(jī)客戶(hù)機(jī)彼此隔離，而物理主機(jī)的資源則根據(jù)需要在虛擬機(jī)之間共享。

使用虛擬機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

使用虛擬機(jī)的好處包括節(jié)省成本、靈活性和可移植性。虛擬機(jī)允許管理員從單個(gè)物理設(shè)備管理數(shù)百臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)。虛擬機(jī)還可以快速地從一臺(tái)物理設(shè)備移動(dòng)至另一臺(tái)物理設(shè)備。

虛擬機(jī)的運(yùn)行方式與任何計(jì)算機(jī)一樣，但只占用物理硬件的一小部分。例如，管理員可以從主機(jī)運(yùn)行十幾臺(tái)虛擬機(jī)，每臺(tái)虛擬機(jī)都可充當(dāng)獨(dú)立的操作系統(tǒng)。

VM 部署已經(jīng)是服務(wù)器虛擬化的熱門(mén)選擇，它非常適合當(dāng)今的混合基礎(chǔ)設(shè)施。

這些優(yōu)勢(shì)使得虛擬機(jī)被各行各業(yè)采用，并在其云環(huán)境中運(yùn)行。

然而，虛擬機(jī)的許多優(yōu)點(diǎn)也暴露了其缺點(diǎn)。雖然虛擬機(jī)可以做很多事情，但它們的生產(chǎn)力自然不如獨(dú)立的物理主機(jī)，因?yàn)樗鼈儚奈锢碇鳈C(jī)中獲取所有功能，并且必須與其他客戶(hù)虛擬機(jī)共享如此多的資源。

您需要虛擬機(jī)嗎？

您是否曾經(jīng)想要擁有多臺(tái)計(jì)算機(jī)？舊計(jì)算機(jī)貶值速度快，而您想保留其內(nèi)容？您是否同時(shí)為 Windows、Mac 和 Linux 開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序？

如果您有這些問(wèn)題，那么虛擬機(jī)可以成為您技術(shù)工具包的寶貴補(bǔ)充。從組建計(jì)算機(jī)大軍到保存舊數(shù)據(jù)以及開(kāi)發(fā)跨操作系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用程序，虛擬機(jī)可以做到這一切，甚至更多。

虛擬化的另一個(gè)吸引人的特點(diǎn)是它對(duì)庫(kù)存和成本的影響。企業(yè)可以削減成本，提高利用率，并減少硬件問(wèn)題，只需使用一小部分硬件，包括磁盤(pán)、驅(qū)動(dòng)器和服務(wù)器設(shè)備。

虛擬機(jī)與數(shù)據(jù)中心、軟件開(kāi)發(fā)人員和 IT 組織最為相關(guān)。但是，它們也可以在最終用戶(hù) PC 和筆記本電腦上使用，以隔離工作負(fù)載或應(yīng)用程序。

虛擬機(jī)的類(lèi)型

虛擬機(jī)主要有兩種類(lèi)型：進(jìn)程虛擬機(jī)和系統(tǒng)虛擬機(jī)。系統(tǒng)虛擬機(jī)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)完整的虛擬操作系統(tǒng)環(huán)境，本質(zhì)上與標(biāo)準(zhǔn)物理計(jì)算機(jī)相同，而進(jìn)程虛擬機(jī)僅會(huì)暫時(shí)模擬操作系統(tǒng)以運(yùn)行特定應(yīng)用程序或進(jìn)程。

以下是這兩種類(lèi)型的虛擬機(jī)的更詳細(xì)比較：

虛擬機(jī)與容器

容器和虛擬機(jī)經(jīng)常被混淆，因?yàn)樗鼈兌紡膯我黄脚_(tái)運(yùn)行獨(dú)立的應(yīng)用程序。它們的區(qū)別在于大小、速度、工作負(fù)載效率以及與主機(jī)的集成。

雖然虛擬機(jī)可以模擬計(jì)算機(jī)硬件并以 GB 為單位來(lái)衡量數(shù)據(jù)，但容器通常只能容納單個(gè)應(yīng)用程序或進(jìn)程（以 MB 為單位）。輕量級(jí)容器在速度和微服務(wù)部署方面比虛擬機(jī)具有天然優(yōu)勢(shì)。相比之下，虛擬機(jī)更適合管理更大的工作負(fù)載和應(yīng)用程序。

如何部署虛擬機(jī)

虛擬機(jī)部署背后的技術(shù)是稱(chēng)為虛擬機(jī)管理程序的軟件機(jī)制。虛擬機(jī)管理程序位于硬件和客戶(hù)虛擬機(jī)之間，在物理主機(jī)上運(yùn)行并監(jiān)督現(xiàn)有虛擬機(jī)。虛擬機(jī)管理程序不僅可用于服務(wù)器虛擬化，還能夠虛擬化應(yīng)用程序、存儲(chǔ)和桌面。

部署虛擬機(jī)管理程序不僅為管理員提供了所需的管理功能，還提供了實(shí)施微分段的機(jī)會(huì)。另一個(gè)發(fā)展迅速的趨勢(shì)是嵌入虛擬機(jī)管理程序（如基于內(nèi)核的 Linux 虛擬機(jī) (KVM)）的設(shè)備銷(xiāo)售。頂級(jí)虛擬機(jī)管理程序供應(yīng)商包括VMware、Microsoft和Red Hat。

8 個(gè)虛擬機(jī)用例

由于靈活性是虛擬機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)之一，因此有大量的潛在用例。您可能會(huì)考慮的一些常見(jiàn)用例包括優(yōu)化容量利用率、運(yùn)行舊版軟件和不同的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)級(jí)快照以及用于探索和修改的沙盒環(huán)境。

優(yōu)化產(chǎn)能利用率

采用虛擬機(jī)的最大好處或許是擴(kuò)大了存儲(chǔ)、應(yīng)用程序和處理能力。虛擬化提供了壓縮工作負(fù)載的機(jī)會(huì)，從而減少了工作負(fù)載所在的物理空間以及所需的設(shè)備和開(kāi)銷(xiāo)。通過(guò)減少本地空間占用，組織可以管理比以往更多的資源。

運(yùn)行舊版軟件

舊版軟件應(yīng)用程序可能會(huì)與較新的操作系統(tǒng)版本不兼容，或無(wú)法供組織員工使用。這可能是由于 IT 團(tuán)隊(duì)有意遷移或軟件開(kāi)發(fā)人員終止支持。無(wú)論是哪種情況，員工想要使用舊版應(yīng)用程序都不是問(wèn)題。使用虛擬機(jī)，用戶(hù)可以重新創(chuàng)建運(yùn)行已停用的程序所需的環(huán)境。

使用不同的操作系統(tǒng)

虛擬機(jī)最常見(jiàn)的用例是從單個(gè)物理主機(jī)訪問(wèn)一組不同的操作系統(tǒng)。無(wú)論主機(jī)的本機(jī)操作系統(tǒng)是什么，IT 人員創(chuàng)建或復(fù)制新機(jī)器的能力使跨操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)變得更容易。

系統(tǒng)級(jí)快照

在調(diào)整虛擬機(jī)時(shí)，用戶(hù)會(huì)發(fā)現(xiàn)快照功能對(duì)于保存客戶(hù)機(jī)版本非常有用。此功能允許客戶(hù)端保存當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，包括磁盤(pán)、內(nèi)存和虛擬網(wǎng)絡(luò)接口 (VNI) 卡。用戶(hù)可以創(chuàng)建和管理多個(gè)快照以在其虛擬機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，但請(qǐng)注意，長(zhǎng)時(shí)間在快照上運(yùn)行虛擬機(jī)可能會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定和數(shù)據(jù)丟失。

開(kāi)發(fā)非原生操作系統(tǒng)軟件

虛擬機(jī)的一個(gè)不變主題是它們對(duì)需要大量訪問(wèn)不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人員和專(zhuān)業(yè)人士的價(jià)值。不久前，程序員還不得不將時(shí)間分配到不同類(lèi)型的設(shè)備（例如桌面平臺(tái)和移動(dòng)平臺(tái)）上，而虛擬機(jī)則為更快、更順暢的跨操作系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)打開(kāi)了大門(mén)。

提供安全的沙盒

VM 的服務(wù)器安全特性之一是它們是物理主機(jī)內(nèi)的隔離環(huán)境。由于它們不是使用自己硬件的獨(dú)立計(jì)算機(jī)，其操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序也不連接到主機(jī)或其他客戶(hù)機(jī)，因此 VM 可以成為在隔離環(huán)境中測(cè)試可疑文件、新項(xiàng)目等的絕佳場(chǎng)所，而不必?fù)?dān)心損害系統(tǒng)本身。

系統(tǒng)探索和調(diào)整

雖然開(kāi)發(fā)人員在使用計(jì)算機(jī)時(shí)可能會(huì)有詳細(xì)的目標(biāo)計(jì)劃，但技術(shù)愛(ài)好者通常沒(méi)有任何計(jì)劃就開(kāi)始使用。許多用戶(hù)希望通過(guò)說(shuō)明書(shū)、網(wǎng)絡(luò)指南等來(lái)探索設(shè)備的功能。對(duì)于好奇的人來(lái)說(shuō)，虛擬機(jī)提供了一個(gè)可以隨意擺弄的游樂(lè)場(chǎng)。無(wú)論是學(xué)習(xí)新的操作系統(tǒng)還是拆解計(jì)算機(jī)，虛擬機(jī)都為感興趣的用戶(hù)提供了探索的空間。

將虛擬機(jī)復(fù)制到其他機(jī)器

由于單個(gè)主機(jī)可以為多個(gè)虛擬機(jī)提供服務(wù)，因此很容易理解為什么它們?nèi)绱巳菀讖?fù)制。此功能的一個(gè)警告是，虛擬機(jī)僅限于其虛擬機(jī)管理程序所服務(wù)的目標(biāo)。否則，虛擬機(jī)將包含在幾個(gè)文件中，并且可以轉(zhuǎn)移到其他主機(jī)。

頂級(jí)虛擬機(jī)解決方案

VM 市場(chǎng)多種多樣，有眾多選擇和新公司提供 VM。Microsoft、Red Hat、Canonical、Oracle、Linux Mint 和 IBM 是領(lǐng)先的 VM 提供商。讓我們來(lái)看看三種流行的 VM 產(chǎn)品。

微軟 Azure

Microsoft Azure 虛擬機(jī)是最受歡迎的云計(jì)算服務(wù)之一，允許用戶(hù)按需創(chuàng)建和運(yùn)行虛擬機(jī)。Azure 為不同的工作負(fù)載提供各種選項(xiàng)，包括 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)、多種大小和配置以及高可用性和可擴(kuò)展性功能。

用戶(hù)還可以從與其他 Azure 服務(wù)（例如存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全和管理）集成中受益。Azure VM 為用戶(hù)提供了對(duì)其云基礎(chǔ)架構(gòu)的更多控制和靈活性，同時(shí)降低了成本和復(fù)雜性。

價(jià)格

在您創(chuàng)建新帳戶(hù)后，Microsoft Azure 會(huì)為您提供為期 12 個(gè)月的免費(fèi) Windows 或 Linux 虛擬機(jī)。此后，他們會(huì)提供一個(gè)方便（但非常復(fù)雜）的成本計(jì)算器來(lái)估算您的費(fèi)用。

規(guī)范的Ubuntu

Canonical Ubuntu 虛擬機(jī)是基于云的實(shí)例，可在 Amazon Web Services (AWS) 和 Microsoft Azure 等流行平臺(tái)上運(yùn)行。它們?yōu)樾枰煽壳铱蓴U(kuò)展解決方案的企業(yè)和開(kāi)發(fā)人員提供增強(qiáng)的安全性、合規(guī)性和支持功能。它們與 Linux、Windows 和 Mac OS 兼容。

Ubuntu Pro 虛擬機(jī)之所以受歡迎，是因?yàn)樗鼈兲峁╅_(kāi)源資源，讓開(kāi)發(fā)人員擁有完全的自由，同時(shí)還通過(guò)更新、補(bǔ)丁和修復(fù)以及來(lái)自 Canonical 及其合作伙伴的認(rèn)證軟件包和工具來(lái)降低與開(kāi)源相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

價(jià)格

Ubuntu Pro VM 的起價(jià)為每年 25 美元（單個(gè)桌面，無(wú)支持）或每年 300 美元（全天候支持）。對(duì)于具有無(wú)限 VM 的服務(wù)器，起價(jià)為每年 500 美元（無(wú)支持），或每年 3,400 美元（全支持）。

紅帽虛擬化

Red Hat Virtualization (RHV) 是一個(gè)全面的企業(yè)級(jí)虛擬化平臺(tái)，可讓您在單個(gè)或集群基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行和管理虛擬機(jī)。RHV 基于 Linux 構(gòu)建，可為您的工作負(fù)載提供高性能、可擴(kuò)展性、安全性和靈活性。

RHV 之所以受歡迎，是因?yàn)樗?Linux、KVM 和 oVirt 等開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)。RHV 還與其他 Red Hat 產(chǎn)品和服務(wù)（如 Ansible、Satellite 和 OpenShift）集成，為您的混合云環(huán)境提供完整的解決方案。

價(jià)格

RHV 標(biāo)準(zhǔn)版起價(jià)為每個(gè)虛擬機(jī)管理程序每年 999 美元，高級(jí)版起價(jià)為每個(gè)虛擬機(jī)管理程序每年 1,499 美元。

結(jié)論：虛擬機(jī)可實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)靈活性

雖然計(jì)算機(jī)虛擬化可以追溯到 20 世紀(jì) 60 年代，但虛擬機(jī)的普及卻是 21 世紀(jì)的現(xiàn)象。隨著軟件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用程序成為優(yōu)先事項(xiàng)，訪問(wèn)多個(gè)操作系統(tǒng)和獨(dú)立的內(nèi)部環(huán)境變得至關(guān)重要。

虛擬機(jī)提供：

• 運(yùn)營(yíng)靈活性
• 集中管理
• 災(zāi)難恢復(fù)保護(hù)
• 減少開(kāi)銷(xiāo)和停機(jī)時(shí)間
• 可擴(kuò)展性

為了服務(wù)未來(lái)的組織、應(yīng)用程序和工作負(fù)載，虛擬機(jī)將繼續(xù)成為提高企業(yè)生產(chǎn)力的重要組成部分。