什么是虚拟化技术？虚拟化技术有哪些分类和方法？

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自从虚拟化提出以后，至今虚拟化技术分类有很多，方法也有很多，下面来一起了解下什么是虚拟化技术，及分类和方法。
当今发达国家在设计、制造、加工技术等方面已经达到相当自动化的水平，其产品设计普遍采用CAD、CAM、CAE和计算机仿真等手段，企业管理也已采用了科学的规范化的管理方法和手段，目前其主要从制造系统自动化方面寻找出路，为此提出了一系列新的制造系统，如敏捷制造、并行工程、计算机集成制造系统等。近些年，从虚拟机的大量部署到成功案例逐渐涌现，越来越多的制造企业开始关注虚拟化技术给优化IT基础架构，推动业务创新带来的启发，希望将其与业务相结合，找到掌握新技术、革新先进制造系统和先进制造模式的方法。虚拟化目前应用于制造业信息化主要体现在IT整合和节约成本，在其他方面很少，而实际上由于虚拟化技术的特点，其应用价值可以在远程办公、虚拟制造、工业控制等制造业相关领域都能得到体现。本文主要对虚拟化技术及其在制造业的应用现状进行综述，提出虚拟化在制造业的应用框架，为相关人员提供该领域的应用研究进展与发展趋势方面的介绍。
1 虚拟化技术
虚拟化是指为运行的程序或软件营造它所需要的执行环境，在采用虚拟化技术后，程序或软件的运行不再独享底层的物理计算资源，它只是运行在一个完全相同的物理计算资源中，而底层的影响可能与之前所运行的计算机结构完全不同。虚拟化的主要目的是对IT基础设施和资源管理方式的简化。虚拟化的消费者可以是最终用户、应用程序、 *** 作系统、访问资源或与资源交互相关的其他服务。由于虚拟化能降低消费者与资源之间的耦合程度，消费者不再依赖于资源的特定实现，因此在对消费者的管理工作影响最小的基础上，可以通过手工、半自动、或者服务级协定（SLA）等来实现对资源的管理。
11 虚拟化的分类
从虚拟化的目的来看，虚拟化技术主要分为以下几个大类：
（1）平台虚拟化（Platform Virtualization），它是针对计算机和 *** 作系统的虚拟化，又分成服务器虚拟化和桌面虚拟化。服务器虚拟化是一种通过区分资源的优先次序，并将服务器资源分配给最需要它们的工作负载的虚拟化模式，它通过减少为单个工作负载峰值而储备的资源来简化管理和提高效率。桌面虚拟化是为提高人对计算机的 *** 控力，降低计算机使用的复杂性，为用户提供更加方便适用的使用环境的一种虚拟化模式。平台虚拟化主要通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O接口虚拟化来实现。
（2）资源虚拟化（Resource Virtualization），针对特定的计算资源进行的虚拟化，例如，存储虚拟化、网络资源虚拟化等。存储虚拟化是指把 *** 作系统有机地分布于若干内外存储器，两者结合成为虚拟存储器。网络资源虚拟化最典型的是网格计算，网格计算通过使用虚拟化技术来管理网络上的数据，并在逻辑上将其作为一个系统呈现给消费者，它动态地提供了符合用户和应用程序需求的资源，同时还将提供对基础设施的共享和访问的简化。当前，有些研究人员提出利用软件代理技术来实现计算网络空间资源的虚拟化，如Gaia，Net Chaser[21]，Spatial Agent。
（3）应用程序虚拟化（Application Virtualization），它包括仿真、模拟、解释技术等。Java 虚拟机是典型的在应用层进行虚拟化。基于应用层的虚拟化技术，通过保存用户的个性化计算环境的配置信息，可以实现在任意计算机上重现用户的个性化计算环境。服务虚拟化是近年研究的一个热点，服务虚拟化可以使业务用户能按需快速构建应用的需求，通过服务聚合，可屏蔽服务资源使用的复杂性，使用户更易于直接将业务需求映射到虚拟化的服务资源。现代软件体系结构及其配置的复杂性阻碍了软件开发生命周期，通过在应用层建立虚拟化的模型，可以提供最佳开发测试和运行环境。
（4）表示层虚拟化。在应用上与应用程序虚拟化类似，所不同的是表示层虚拟化中的应用程序运行在服务器上，客户机只显示应用程序的UI界面和用户 *** 作。表示层虚拟化软件主要有微软的Windows 远程桌面（包括终端服务）、Citrix Metaframe Presentation Server和Symantec PcAnywhere等。
12 虚拟化的方法
通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化，它通过控制程序隐藏计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境。通常虚拟化可以通过指令级虚拟化和系统级虚拟化来实现。
121 指令级虚拟化方法
在指令集层次上实现虚拟化，即将某个硬件平台上的二进制代码转换为另一个平台上的二进制代码，实现不同指令集间的兼容，也被称作“二进制翻译”。二进制翻译是通过仿真来实现的，即在一个具有某种接口和功能的系统上实现另一种与之具有不同接口和功能的系统。二进制翻译的软件方式，它可以有3 种方式实现：解释执行、静态翻译、动态翻译。
近年来，最新的二进制翻译系统的研究主要在运行时编译、自适应优化方面，由于动态翻译和执行过程的时间开销主要包括四部分：即磁盘访问开销、存储访问开销、翻译和优化开销、目标代码的执行开销，所以要提高二进制翻译系统的效率主要应减少后3个方面的开销。目前典型的二进制翻译系统主要有Daisy/BOA、Crusoe、Aeries、IA-32EL、Dynamo 动态优化系统和JIT编译技术等。
122 系统级虚拟化方法
系统虚拟化是在一台物理机上虚拟出多个虚拟机。从系统架构看，虚拟机监控器（VMM）是整个虚拟机系统的核心，它承担了资源的调度、分配和管理，保证多个虚拟机能够相互隔离的同时运行多个客户 *** 作系统。系统级虚拟化要通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O虚拟化实现。
（1）CPU虚拟化
CPU虚拟化为每个虚拟机提供一个或多个虚拟CPU，多个虚拟CPU分时复用物理CPU，任意时刻一个物理CPU只能被一个虚拟CPU使用。VMM必须为各虚拟CPU合理分配时间片并维护所有虚拟CPU的状态，当一个虚拟CPU的时间片用完需要切换时，要保存当前虚拟CPU的状态，将被调度的虚拟CPU的状态载入物理CPU。X86 的CPU虚拟化方法主要有：二进制代码动态翻译（dynamic binary translation）、半虚拟化（para-virtualization）和预虚拟化技术。为了弥补处理器的虚拟化缺陷，现有的虚拟机系统都采用硬件辅助虚拟化技术。CPU虚拟化需要解决的问题是：①虚拟CPU的正确运行，虚拟CPU正确运行的关键是保证虚拟机指令正确执行，各虚拟机之间不互相影响，即指令的执行结果不改变其他虚拟机的状态，目前主要是通过模拟执行和监控运行；②虚拟CPU的调度。虚拟CPU的调度是指由VMM决定当前哪一个虚拟CPU实际在物理CPU上运行，保证虚拟机之间的隔离性、虚拟CPU的性能、调度的公平。虚拟机环境的调度需求是要充分利用CPU资源、支持精确的CPU分配、性能隔离、考虑虚拟机之间的不对等、考虑虚拟机之间的依赖。常见的CPU调度算法有BVT、SEDF、CB等。
（2）内存虚拟化
VMM通常采用分块共享的思想来虚拟计算机的物理内存。VMM将机器的内存分配给各个虚拟机，并维护机器内存和虚拟机内存之间的映射关系，这些内存在虚拟机看来是一段从地址0 开始的、连续的物理地址空间。在进行内存虚拟化后，内存地址将有机器地址、伪物理地址和虚拟地址三种地址。在X86 的内存寻址机制中，VMM能够以页面为单位建立虚拟地址到机器地址的映射关系，并利用页面权限设置实现不同虚拟机间内存的隔离和保护。为了提高地址转换的性能，X86 处理器中加入TLB，缓存已经转换过的虚拟地址，在每次虚拟地址空间切换时，硬件自动完成切块TLB。为了实现虚拟地址到物理地址的高效转换，通常采取复合映射的思想，通过MMU半虚拟化和影子页表来实现页表的虚拟化。虚拟机监控器的数据不能被虚拟机访问，因此需要一种隔离机制，这种隔离机制主要通过修改客户 *** 作系统或段保护来实现。内存虚拟化的优化机制，包括按需取页、虚拟存储、内存共享等。
（3）I/O虚拟化
由于I/O设备具有异构性强，内部状态不易控制等特点，VMM系统针对I/O设备虚拟化有全虚拟化、半虚拟化、软件模拟和直接I/O访问等设计思路。近年来，更多的学者将I/O虚拟化的研究放在共享的网络设备虚拟化研究，提出将IOVM结构映射到多核心服务器平台。I/O设备除了增加吞吐量和固有的并行数据流、联系串行特性以及基于分组的协议外，还应该考虑到传统的PCI 兼容的PCI Express的硬件，建立相应的总线适配器，以弥补象单一主机无专门的驱动程序时的需要。有些研究人员专注于外存储虚拟化的研究，提出让存储虚拟化系统上的SCSI目标模拟器运行在SAN上，存储动态的目标主机的物理信息，并使用映射表方法来修改SCSI命令地址，使用位图的技术来管理可用空间等思想。存储虚拟化系统应提供诸如逻辑卷大小、各种功能、数据镜像和快照，并兼容集群主机和多个 *** 作系统。由于外存储虚拟化能全面提升存储区域网络的服务质量，而带外虚拟化与带内虚拟化相比具有性能高和扩展性好等优点，通过运用按序 *** 作、Redo日志以及日志完整性鉴别，设计基于关系模型的磁盘上虚拟化元数据组织方式，可以形成一致持久的带外虚拟化系统。
13 虚拟化的管理
虚拟化的管理主要指多虚拟机系统的管理，多虚拟机系统是指在对多计算系统资源抽象表示的基础上，按照自己的资源配置构建虚拟计算系统，其主要包括虚拟机的动态迁移技术和虚拟机的管理技术。
（1）虚拟机之间的迁移
将虚拟化作为一种手段管理现有的资源和加强其在网络计算的利用率，通过构建分布式可重构的虚拟机，必要时在物理服务器运行时迁移服务。通过移动代理技术、分布式虚拟机等提高资源利用率和服务可用性，通过寻找服务最优的策略在可重构和分布式虚拟机上迁移。为了将虚拟机运行的 *** 作系统与应用程序从一个物理结点迁移到另外一个运行结点，同时保持客户 *** 作系统和应用程序不受干扰，有些研究者提出以数据为中心的可迁移的虚拟运行环境，使得用户 *** 作环境实现异地迁移、无缝重构；
也有研究人员提出程序执行环境的动态按需配置机制。在跨物理服务器迁移虚拟机，进行自动化的虚拟服务器的管理，必须考虑高层次的服务质量要求和资源管理成本。有些研究人员提出了通过管理程序控制的方法，以支持移动IP的实时迁移虚拟机在网络上，使虚拟机实时迁移其分布计算资源，从而改善迁移性能，降低网络恢复延迟，提供高可靠性和容错。有些研究机构通过设计一个通用的硬件抽象层，实现多个虚拟机的移植，具有高效率执行环境中的移动设备。虚拟机的迁移步骤一般有启动迁移、内存迁移、冻结虚拟机、虚拟机恢复执行。
（2）虚拟机的管理
对于多虚拟机来说，一个非常重要的方面是减少用户对动态的和复杂的物理设备的管理和维护，通过软件和工具来实现任务管理。当前典型的多虚拟机服务器管理软件是Virtual Infrastructure，它通过Virtual Center管理服务器的虚拟机池，通过VMotion完成虚拟机的迁移，通过VMFS管理多虚拟机文件系统。其次，Parallax 是针对Xen 的多虚拟机管理器，它通过采用消除写共享，增强客户端的缓存等方式并利用模板映像来建立整个系统；同时使用快照（snapshot）以及写时复制（copy-on-write）机制来实现块级共享，并使用副本来保证可用性。虚拟机监控器直接控制parallax 使用的物理盘，它们运行物理设备驱动器，并给虚拟磁盘镜像VDI 的本地虚拟机提供一个普通的块接口。
2 虚拟化在制造业信息化中的应用
21 虚拟化在制造业信息化中的应用框架
当今制造业正朝着精密化、自动化、柔性化、集成化、网络化、信息化和智能化的方向发展，在这种趋势下，诞生了许多先进制造技术和先进制造模式。这些先进制造技术和先进制造模式要求现有的IT基础设施能提供更高的计算服务水平，因此在制造业信息化中，需要建立以虚拟化为导向的资源分配体系结构，提供客户驱动的服务管理和计算风险管理，维持以服务水平协议（SLA）为导向的资源分配体系。虚拟化在制造业信息化中主要用于集中IT管理、应用整合、工业控制、虚拟制造等。
处在最底层的是制造业企业的虚拟计算资源池（VirtualCluster），它由多台物理服务器（PhysicsMachine）形成，各物理服务器上运行着虚拟化软件（VMM），虚拟化软件上运行着完成各种任务需求的虚拟机，虚拟计算资源池的虚拟化管理软件（VMS）为IT环境提供集中化、 *** 作自动化、资源优化的功能，可以快速部署向导和虚拟机模板。虚拟计算资源池中的虚拟机将不同类型的客户 *** 作系统（Guest OS）和运行其上的数据层、服务层应用程序（App）封装在一起，形成一个企业协同设计制造的完整系统，为表示层的用户提供多种形态的数据处理和显示功能。在图1 的框架中，虚拟计算资源池的动态资源调度（DRS）模块可以跨越物理机不间断地监控资源利用率，并根据反映业务需要和不断变化的优先级的预定规则，在多个虚拟机之间分配可用资源。在制造业信息化中，集中IT管理、应用整合、工业控制、虚拟制造等多种应用需求都将以各种服务的形式被封装到了虚拟机中，例如制造任务协同服务、资源管理服务、信息访问服务、>

在计算机服务器虚拟化实现过程中，设备和I/O也是计算机系统的主要组成部门，也需要实现虚拟化，才能促使服务器也实现虚拟化。和内存虚拟化相比，设备、I/O和网口虚拟化主要通过专业的封装技术来实现，为虚拟机的运行提供技术支持。经常满足虚拟机进行设备访问和I/O请求的需求，在计算机服务器虚拟化平台中，为设备和I/O的虚拟化实现奠定了坚实基础。在具体运行中，各设备型号、配置、参数等在计算机服务器中存在一定的差异，但具体实现计算机服务器中，虚拟机和实体机之间数据和信息的互换，展现出服务器虚拟化技术应用的效果。此项技术的合理应用，既能拓展计算机服务器虚拟化技术的应用范围，也可以大幅度降低信息时代对计算机底层硬件的依赖程度。只要搭设虚拟平台，就可以实现在不同物理机上的相互迁移。

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1、整合资源完成资源整合是服务器虚拟化的主要工作，在信息时代，各行各业在发展过程中，产生的数据呈现爆炸式增长，如何实现对这些数据和资源的综合利用，是各大行业亟需解决的问题。计算机服务器虚拟化技术的研发和应用，为实现资源整合提供技术支持和应用平台。尤其是近年来，云计算技术的不断普及，集中化资源管理愈发先进，为云技术的发展和推广提供了条件，目前各大企业对计算机硬件资源的利用率不足20%，资源浪费现象依然非常严重，通过服务器虚拟化技术可在原应用保持不变的基础上，集中在某一计算机服务器中，可促使企业的物力资源调利用率大大提升，从而降低了各项硬件的投入，节约了成本。

2、低能耗在信息时代，技术革新的重中之重，也是降低资源消耗的主要途径，云计算技术备受推广，在IT界大量推广云计算技术。计算机服务器虚拟化是提升资源利用率的主要途径，也可以对能耗进行合理的管理。虚拟化技术则可以模拟出不同场景，从而实现对计算机系统中各种硬件及软件进行全面系统的检查，发现问题立即显示在界面上，提醒相关人员及时处理，从而达到降低能耗，实现绿色发展的目的。

3、降低运营成本在信息化服务商不断经营转型的背景下，集约化对成本控制提出了更高的要求，投资愈发精细化，而企业实现IT化运行的关键自傲与集中对数据中心的投资，此项内容主要涉及到两方面内容；①计算机硬件和许可服务支持的投资。②计算机系统运维承的成本投资，通过计算机服务器虚拟化技术，能充分发挥服务器应的性能。

4、应用更加平坦化通过服务器虚拟化技术可促使计算机服务器应用平台更加平坦化和透明化，在信息时代，数据中心平台逐年增加，计算机服务器的应用愈发复杂，不同平台在具体运行过程中，需要充分考虑不同 *** 作系统和中间件的层面问题。通过服务器虚拟化技术可有效解决此类问题，将应用和硬件平台相互隔离，实现了跨越平台的限制。

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如果要问的是桌面虚拟化，就是citrix做的比较强，在通讯协议方面一直做的比较好。桌面虚拟化主要的核心在于通讯协议上。很多公司在桌面这块都是采用citrix的方案。现在最新的HDX技术，说是用户体验堪比本地PC；即便是使用多媒体、实时协作、3D应用。

vmware在服务器虚拟化上是市场占有率最多的。目前很多大的企业都在使用其解决方案。桌面虚拟化和服务器虚拟化是两个方面，有所相同也有所不同。vmware之所以在这块比较强势是因为有20年研究虚拟化的沉淀。

VMware vSphere也是值得关注的，主要是对虚拟机进行管理的平台。也做的比较完善比较好。微软就不用说了，在Server2008里面夹带了hyper-v的虚拟化技术，但是仅仅是虚拟化，hyper-v在后面做了很多的管理组件。和VMware vSphere相似，单就市场占有率在说还是前面两家比较强。

扩展资料：

虚拟化是一个广义的术语，是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。

如同空旷、通透的写字楼，整个楼层没有固定的墙壁，用户可以用同样的成本构建出更加自主适用的办公空间，进而节省成本，发挥空间最大利用率。这种把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路，在IT领域就叫做虚拟化技术。

虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个 *** 作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

在计算机科学中， 虚拟技术 是一种通过组合或分区现有的计算机资源（CPU、记忆体、磁碟空间等），使得这些资源表现为一个或多个 *** 作环境，从而提供优于原有资源配置的访问方式的技术。虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒。未来，所有的资源都是透明的，虚拟世界运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而虚拟化技术就是实现它的理想工具。虚拟化环境需要多种技术的协调配合：伺服器和作业系统的虚拟化、存储虚拟化、以及系统管理、资源管理和软体提交，与非虚拟化环境一致的套用环境。因为有了虚拟化，企业不再需要建立耗资巨大的数据中心就能够实现异地备份。这对用户来说极富吸引力。

基本介绍 中文名 ：虚拟技术 外文名 ：Virtualization 简介,虚拟仪器,虚拟显示,虚拟机,CPU,档案,桌面,技术分类,硬体模式, *** 作模式,半虚拟技术,弊端,优势,套用,科技开发,商业,医疗业,娱乐行业,城市规划,教育领域,军事领域, 简介 虚拟现实技术是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及感测技术的基础上发展起来的虚拟技术交叉学科，对该技术的研究始于20世纪60年代。直到90年代初，虚拟现实技术才开始作为一门较完整的体系而受到人们极大的关注。虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化 *** 作与互动的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗 *** 作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并 *** 作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域。 虚拟仪器 National Instruments—虚拟仪器创始人过去的三十多年里，NI通过虚拟仪器技术为测试测量和自动化领域带来了一 场革新：虚拟仪器技术把现成即用的商业技术与创新的软硬体平台相集成，从而为嵌入式设计、工业控制以及测试和测量提供了一种独特的解决方案。使用虚拟仪器技术，工程师们可以利用图形化开发软体方便高效地创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势——这完全不同于专门的、只有固定功能的传统仪器。如今，财富500强中85%的制造型企业已经选择了虚拟仪器技术，大幅度减少了自动化测试设备（ATE）的尺寸，使工作效率提升了十倍之多，而成本却只有传统仪器解决方案的一小部分。与此同时，虚拟仪器技术本身也在不断发展和创新，由于建立在商业可用技术的基础之上，使得正蓬勃发展着的新兴技术也成为推动虚拟仪器技术发展的新动力。 亦真亦假 虚拟显示 构建虚拟现实系统的目的是为了开发虚拟现实套用,所以任何一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完 看着迷糊备的虚拟现实套用开发平台，一般包括两个部分，一是硬体开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软体开发平台，即面向套用对象的虚拟现实套用软体开发平台。这其中面向套用对象的虚拟现实套用软体开发平台是最主要的，它在虚拟现实套用开发过程中承担著三维图形场景驱动的建立和套用功能的二次开发，是虚拟现实套用开发的高层API，同时也是连线VR外设、建立数学模型和套用资料库的基础平台，没有它将无法开发出功能完善的虚拟现实应用程式。因此，开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连线和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。虚拟现实显示系统。虚拟三维投影显示系统是整个虚拟现实系统中最重要的3D/VR图形显示输出系统，其核心部分是立体版的高亮度投影机及相关组件，它将VR工作站生成的高解析度3D/VR场景以大幅立体投影的方式显示出来，让要互动的三维虚拟世界高度逼真地浮现于参与者的眼前，从而为VR用户提供一个团体式参与，集体观看，具有高度临场感的投入型虚拟现实环境，并结合必要的虚拟外设(如数据手套、6自由度位置跟踪系统或其他互动设备)，参与者可从不同的角度和方位自由地进行互动、 *** 纵，实现三维虚拟世界的实时互动和实时漫游。在虚拟现实套用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大萤幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前套用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求套用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是现今国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。高度逼真的三维虚拟世界的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。非常适合于军事模拟训练、CAD/CAM（虚拟制造、虚拟装配）、建筑设计与城市规划、虚拟生物医学工程、科学可视化、教学演示等等诸多领域……虚拟现实互动系统，6自由度实时互动是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时互动，虚拟现实套用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体套用的最根本的区别。在虚拟现实互动套用中通常会借助于一些面向特定套用的特殊虚拟外设，它们主要是6自由度虚拟互动系统，比如：力或触觉反馈系统、数据手套、位置跟踪器或6自由度空间滑鼠、 *** 纵杆等等。 虚拟技术 虚拟机 虚拟机技术是国际反病毒领域的前沿技术。这种技术更接近于人工分析，智慧型化极高，查毒的准确性也极高。首先我们描述一下一个病毒分析者的工作：当拿到一个样本时，我们并不敢直接运行它，因为它可能是带毒的，而且极可能是未知的，谁也无法查杀的新病毒。要分析它，我们必须做的是跟踪它的执行，查看它是否有传染模组，是否有破坏模组。如果一个样本中有用于传染的模组，我们就无可争辩的认定它是病毒，如果它还有破坏模组，我们就会将它归人恶性病毒。有些病毒是戏滤性的、学术性的，不会破坏系统。但，这也就如让您穿了一双泡水的鞋一样，脚上不会有大问题，却终归是心里不舒服的。这里涉及到一个重要问题，判定样本是否是病毒的重要问题：传染性。我们可以想像，如果能让程式判定一个“样本”是否有传染性，也就解决了反病毒领域中的一个重要难题“预警”。传统的程式设计师分析病毒会使用DOS的DEBUG程式，如今更多的人选择SOFT-ICE一类功能更强大的软体。但终归一点这类动态调试软体的核心就是单步跟踪执行被调程式的每一个语句。事实上，更为具体的做法可以是这样：用程式代码虚拟一个CPU来，同样也虚拟CPU的各个暂存器，甚至将硬体连线埠也虚拟出来，用调试程式调人被调的“样本”，将每一个语句放到虚拟环境中执行，这样我们就可以通过记忆体和暂存器以及连线埠的变化来了解程式的执行。这样的一个虚拟环境就是一个虚拟机。未来的虚拟现实技术在系统底层级上是有借鉴于虚拟机技术的。既然虚拟中可以反映程式的任何动态，那么，将病毒放到虚拟机中执行，则病毒的传染动作一定会被反映出来。如果这样，未知病毒的查出机率将是100%！如今个别反病毒软体选择了样本代码段的前几K位元组虚拟执行，其查出机率已高达95%左右。虚拟机用来侦测已知病毒速度更为惊人，误报率可降到一个千分点以下！这项技术在1997年被认为是国际反病毒领域的前沿技术，至今仍有许多人在研究和完善它。因为它的未来可能是一台用于Inter上的庞大的人工智慧化的反病毒机器人。当然，也是一个软体机器人。 看着迷糊 CPU CPU的虚拟化技术是一种硬体方案，支持虚拟技术的CPU带有特别最佳化过的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集，VMM(VirtualMachineMonitor，虚拟机监视器)会很容易提高性能，相比软体的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。虚拟化技术可提供基于晶片的功能，借助兼容VMM软体能够改进纯软体解决方案。由于虚拟化硬体可提供全新的架构，支持作业系统直接在上面运行，从而无需进行二进制转换，减少了相关的性能开销，极大简化了VMM设计，进而使VMM能够按通用标准进行编写，性能更加强大。另外，在纯软体VMM中，现缺少对64位客户作业系统的支持，而随着64位处理器的不断普及，这一严重缺点也日益突出。而CPU的虚拟化技术除支持广泛的传统作业系统之外，还支持64位客户作业系统。 虚拟诱惑 档案 档案虚拟化(FileVirtualization)是在档案伺服器和访问这些档案伺服器的客户机之间创建一个抽象层。一旦套用，档案虚拟化层管理跨伺服器的档案和档案系统，允许管理员向客户机提供一个所有伺服器的逻辑档案挂接。这台伺服器继续托管档案数据和元数据。 虽然这种安排好想像不必要地增加了IT开销，但是，档案虚拟化提供了一些关键的优势，包括一个全局命名空间用来给网路档案伺服器上的档案加索引。此外，这种虚拟档案存储整合允许档案伺服器之间共享访问存储容量。档案伺服器之间实施的数据迁移对于最终用户和应用程式都是透明的。这在分层次的存储基础设施中是理想的。简言之，档案虚拟化允许企业访问网路档案伺服器上隔离的存储容量并且在上面进行无缝的档案迁移。 虚拟机 档案虚拟化可以部署为一台设备或者一台运行档案虚拟化软体的现成的伺服器。这种选择基本上是根据成本以及有关的管理和破坏水平确定的。最常用的部署选择是设备。这种设备有四种不同的架构：带外、带内、这两者的结合和分离路径(Split-Path)。 并为所有的档案虚拟化部署从长远看是成功的。有些机构也许会退回(撤销)他们的部署。这对于档案伺服器和网路附加存储平台来说是一个破坏性非常大的过程。在极端的情况下，退回可能需要机构卸载数据、删除档案虚拟化层，然后重新格式化和重新装载全部数据。经销商通常能够帮助识别潜在的退回问题，提供减轻破坏的建议。用户在一般部署之前通常要测试其退回的程式。 档案虚拟化受到可伸缩性的限制。可伸缩性包括档案系统、档案、伺服器或者输入/输出性能。档案虚拟化平台还必须要兼容当前的基础设施。这样，它就能够与现有的存储系统和交换机一起工作。要防止出现潜在的问题，档案虚拟化平台应该经常进行适当的可伸缩性和兼容性测试。 桌面 桌面虚拟化可以生成现有作业系统的全新虚拟镜像，它具有真实windows系统完全一样的功能。进入虚拟系统后，所有 *** 作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软体,保存数据,拥有自己的独立桌面。不会对真正的系统产生任何影响。也不会因为真正的系统出问题而影响在虚拟系统里面软体和数据。 国外的产品主要有MOJOPAC，它可以让你的iPod、外置硬碟、U 盘，或者别的什么奢华存储硬体摇身变为一台“私人便携 PC”的软体。MojoPac可以把你的XP桌面、设定、账号、甚至程式和习惯设定都塞进一个便携存储设备中，可以带着你的各种私人数据和习惯设定去不同机器上自由工作，真正即插即设即用。 国内的产品主要是prayaya v3，可以实现在任何非windows系统分区包括移动存储上安装大量的应用程式，当你还在为每次使用其它电脑但没有自己想用的软体而苦恼的时候，V3已经解决你的问题！我们可以在装有V3的移动存储里面装上自己常用软体，以后无论是你在公司还是在外面出差，只要带上装有V3的随身碟或者移动硬碟，就可以即插即用，并且所有的 *** 作记录全部保留在移动存储上，不会在主机留下任何痕迹。 技术分类 主流虚拟技术，主流的x86虚拟机技术主要有这样几类： 硬体模式 虚拟硬体模型将计算机、存储和网路硬体间建立了一个抽象的虚拟化平台，使得所有的硬体被统一到一个虚拟化层中。现今，此类虚拟机的典型产品有Vmware 的Workstation、GSX Server、ESX Server和Microsoft的Virtual PC、Virtual Server以及Parallels Workstation等。 虚拟硬体模式特点：虚拟了Intel x86平台，可以同时运行多个作业系统和应用程式。通过使用虚拟化层，提供了硬体级的虚拟，即虚拟机为运行于虚拟机的作业系统映像提供了一整套虚拟的Intel x86兼容硬体。这套虚拟硬体虚拟了真正伺服器所拥有的全部设备：主机板晶片、CPU、记忆体、SCSI和IDE磁碟设备、各种接口、显示和其他输入输出设备。并且，每个虚拟机都可以被独立的封装到一个档案中，可以实现虚拟机的灵活迁移。 *** 作模式 虚拟作业系统模型是基于虚拟机运行的主机作业系统创建了一个虚拟层，用来虚拟机主机的作业系统。在这个虚拟层之上，可以创建多个相互隔离的虚拟专用伺服器(Virtual Private Server, VPS)。这些VPS可以最大化的效率共享硬体、软体许可证以及管理资源。对其用户和应用程式来讲，每一个VPS平台的运行和管理都与一台独立主机完全相同，因为每一个VPS均可独立进行重启并拥有自己的root访问许可权、用户、IP位址、记忆体、过程、档案、应用程式、系统函式馆以及配置档案。对于运行着多个应用程式和拥有实际数据的产品伺服器来说，虚拟作业系统的虚拟机可以降低成本消耗和提高系统效率。现今，swsoft的virtuozzo是这一领域的成熟产品。 虚拟技术 半虚拟技术 在不断增加的虚拟化技术列表中，Xen是近来最引人注目的技术之一。Xen 是在剑桥大学作为一个研究项目被开发出来的，它已经在开源社区中得到了极大的推动。Xen 是一款半虚拟化(paravirtualizing)VMM(虚拟机监视器，Virtual Machine Monitor)，这表示，为了调用系统管理程式，要有选择地修改作业系统，然而却不需要修改作业系统上运行的应用程式。Xen是一种特殊的虚拟硬体虚拟机，具有虚拟硬体虚拟机的大部分特性，其最大的不同点在于，Xen需要修改作业系统核心。 如今，Xen只支持在Linux系统之上实现的Linux虚拟机。不过，其新的版本将支持Intel公司的硬体虚拟技术Intel-VT，这一个关键技术将可以用以解决Xen在虚拟化Windows系统方面的困难。 VMware仍然是虚拟技术领域的领袖，在产品的成熟度方面它比XenSource公司还是有着很明显的优势。但是很多的业内人士认为，由于开源的原因，Xen的实力将会越来越强。如今，开源领域的巨头Red Hat公司以及Novell公司都已经开始将该技术整合进入它们于Red Hat Enterprise Linux 5系统以及Novell、SuSE Linux Enterprise Server 10系统。 弊端 成本高 硬体成本较高。 运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。 兼容性差 系统和套用迁移到新的硬体需要和旧系统兼容的系统。 可用性 可用性低， 因为每个伺服器都是单机， 如果都配置为双机模式成本更高。 系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成套用中断。 缺乏可管理性 数量太多难以管理，新伺服器和套用的部署时间长，大大降低伺服器重建和套用载入时间。 硬体维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护视窗。 优势 在虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和最佳化整个资源。VMware的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和回响能力来降低企业的IT花费。管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连线和管理资源，以满足商业所需。其优势主要包括以下几个方面： TCO 节省 通过将整合多个物理伺服器到一个物理伺服器降低40%软体硬体成本。 整合比：生产环境10-15 ：1 ，开发测试环境15-20 : 1；每个伺服器的平均利用率从5%-15%提高到60%-80%；降低70-80%运营成本，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。 提高服务水平 帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先权对应。 将所有伺服器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配。 无中断的按需扩容。 提高运营效率 部署时间从小时级到分钟级，伺服器重建和套用载入时间从 20-40 hrs =>15-30 min，每年节省10,000 人/小时(300台伺服器)。 以前硬体维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护视窗，现今可以进行零宕机硬体维护和升级。 套用 虚拟技术早在20世纪70年代便开始将其用于培训太空人。由于这是一种省钱、安全、有效的培训方法，现今已被推广到各行各业的培训中。如今，虚拟现实已被推广到不同领域中，得到广泛套用。虚拟现实是用户可以和一个由计算机产生的三维立体空间中的对象互动,除观看外还可以在空间中随用户的意志自由 *** 纵其中的对象,进而产生相当的融入感及参与感。 虚拟技术如今被运用到科技、商业、医疗、娱乐等多个领域中。美国波音747的研制就是套用虚拟技术的典型例子。 科技开发 比如在科技馆中，利用虚拟现实技术，我们可以真实再现外星球星体表面的地况，演示其结构和运动过程；还可以深入到天体内部，把天体内部的情况通过模拟图像展示出来，太阳内部的结构通过其他手段是很难展示的，但通过虚拟现实技术，却可以逼真地表现出来。再比如在实验教育中，只有公众亲自动手进行探索与实践，通过实践培养创造性思维，传播科学思想和科学方法才能更好的达到实验教育的目的。以往由于科技馆各种软硬条件的限制下，这一点往往是最难实现或者代价最大的。而虚拟现实技术进行的虚拟实验，不但能产生视觉效果，还能够处理实时互动图形，具有图形以外的声间和触感。公众通过立体头盔、数据服和数据手套或三维滑鼠 *** 作感测装置，完全可以在虚拟世界充分感知信息，并做出选择或相应的动作。而且在不同的实验间切换，只需输入不同的处置方案即可。不需大量的置换外部元件。 商业 虚拟技术常被用于推销。例如建筑工程投标时，把设计的方案用虚拟现实技术表现出来，便可把业主带入未来的建筑物里参观，如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等，都可以感同身受。它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。因为用虚拟现实技术展现这类商品的魅力，比单用文字或宣传更加有吸引力。 医疗业 虚拟技术套用到医疗业一般有一下几个方向。 1、手术培训 未来的手术医生在真正走向手术台前，需进行大量精细的训练。而虚拟现实系统可提供理想的培训平台，受训医生观察高解析度三维人体图像，并通过触觉工作台摸拟触觉，让受训者在切割组织时感受到器械的压力，使手术者 *** 作的感觉就像在真实的人体上手术一样。既不会对病人造成生命危险，又可以重现高风险、低机率的手术病例，可供培训对象反复练习。 2、手术预演 虚拟现实技术可用病人的实际数据产生虚拟图像，在计算机中建立一个模拟环境，医生借助虚拟环境中的信息进行手术预演，以合理、定量制的制定手术方案，对于选择最佳手术路径、减小手术损伤、减少对临近组织损害、提高肿瘤定位精度、执行复杂外科手术和提高手术成功率等具有十分重要的意义。 3、临床诊断 利用三维重构技术开发的纯软体医学虚拟现实已经开发出许多虚拟内窥镜的软体，可以使医生的视线在病人体内甚至毛细血管中自由航行。这种动态的现实显示对临床诊断具有无比珍贵的价值。 娱乐行业 娱乐行业是虚拟技术最广阔的用途。英国出售的一种滑雪模拟器。使用者身穿滑雪服、脚踩滑雪板、手拄滑雪棍、头上载着头盔显示器，手脚上都装着感测器。虽然在斗室里，只要做着各种各样的滑雪动作，便可通过头盔式显示器，看到堆满皑皑白雪的高山、峡谷、悬崖陡壁，一一从身边掠过，其情景就和在滑雪场里进行真的滑雪所感觉的一样。虚拟现实技术不仅创造出虚拟场景，而且还创造出虚拟主持人、虚拟歌星、虚拟演员。日本电视台推出的歌星DiKi，不仅歌声迷人而且风采翩翩，引得无数歌迷纷纷倾倒，许多追星族欲亲睹其芳容，迫使电视台只好说明她不过是虚拟的歌星。美国迪斯尼公司还准备推出虚拟演员。这将使“演员”艺术青春常在、活力永存。明星片酬走向天价是导致使用虚拟演员的另一个原因。虚拟演员成为主角后，将成为软体产业的一个分支。各软体公司将开发数不胜数的虚拟演员软体供人选购。固然，在幽默和人情味上，虚拟演员在很长一段时间内甚至永远都无法同真演员相比，但它的确能成为优秀演员。不久前由计算机拍成的游戏节目《古墓丽影》片中的女主角入选全球知名人物，预示著虚拟演员时代即将来临。 城市规划 城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一，虚拟现实技术可以广泛的套用在城市规划的各个方面，并带来切实且可观的利益：展现规划方案虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理，有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。规避设计风险虚拟现实所建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求建立逼真的三维场景，对规划项目进行真实的“再现”。 教育领域 随着虚拟技术的发展和教育教学要求手段的不断提高，虚拟技术也开始走入教育领域，并且将成为未来的一种发展趋势。例如现今一些网路公司已经开发出“防灾减灾网上模拟体验馆”，利用游戏的方式让使用者（玩家）在欢乐之余学习防灾减灾的知识，该网上体验馆设定了“触电后如何自救？”“地震来临如何自救、逃生？”等问题，提高了安全教育的效果。未来虚拟技术将更深入、更全面的走进教育领域。使人们在虚拟的现实状况中学会生存、发展的技能。虚拟技术也将利用逼真的效果来虚拟教育场景中的方方面面，使教育更加直观，效果更好。 防灾减灾网上模拟体验馆 军事领域 如今美国、俄罗斯等国家已经在利用虚拟的网路游戏来练兵，这使得新兵能够在日常游戏训练中接触到模拟的真实场景，使得新兵能够迅速掌握新式武器，随着军事技术的提高，虚拟技术将在军事领域发挥更大的作用。 据美国媒体报导，美军从“红色风暴娱乐”、“互动魔力”和“时间线”等著名电脑游戏公司聘请了大批业内专家和高手，专为陆军和政府有关部门开发用于人员培训的电脑游戏，并套用于军事训练。 自《美国陆军》游戏推出后，美国防部对第一个数位化师第4机步师的新兵培训情况进行了调查。结果约40%的新兵仅用两个月时间就熟练掌握了复杂的数位化主战装备。当问及原因时，新兵们回答： *** 作这些武器装备跟他们入伍前玩的游戏差不多。

虚拟化已经成为少数几种彻底改变业务场景的技术之一。值得注意的是，它仅作为一种新的创新技术开始，只有大公司才能使用，但现在它被中小型企业广泛使用。虚拟化带来的主要好处是节省成本并集中管理您的IT运营。

1、虚拟化节省了对IT硬件的投资

在虚拟化中，您将多个物理机转换为虚拟机，并将所有虚拟机转换为托管在单个（或少数）物理机上。这将减少您购买多个硬件资源的需求。通过这种方式，它可以集中您的运营环境，还可以显着节省购买硬件设备的投资成本。

大幅减少运行更大工作负载所需的物理机数量会对数据中心的节省产生连锁反应。更少的硬件意味着更少的持续支持和维护成本。虚拟化可以将硬件和运营成本降低多达50％。

根据一项研究，虚拟化可以将每台服务器的利用率提高80％。通过恰当地利用虚拟化，您可以轻松地将20台服务器的工作量减少到单台或几台服务器。最终，虚拟化可以以10：1甚至更好的比例降低业务的硬件需求。

虚拟化不仅可以节省IT硬件成本，还可以节省存储硬件设备所需的基础架构空间和处理它们所需的人力资源。此外，它还允许公司在较长时间内使用较旧的IT硬件设备。

2、虚拟化可以节省过多的电力成本

使用更大的IT基础架构的公司基本上需要在其电力成本上花费更多。较少的IT硬件显然会节省大量的电力费用。服务器，台式机和存储单元等设备必然会耗费大量电力来保持运行。但如果是虚拟化环境，从长远来看，企业将能够节省大量的能源费用。

此外，服务器和台式机等硬件设备需要大量冷却才能保持平稳运行。如果使用大量服务器和IT硬件，那么维护IT基础架构的必要冷却水平将花费很多。然而，虚拟化环境还节省了大量的冷却费用，并鼓励环境友好的业务。

因此，通过虚拟化，您可以在更少的服务器上运行更多工作负载，从而节省能源和资金。此外，公用事业成本从未降低，因此随着时间的推移，电力和冷却要求的降低将继续得到回报。

3、虚拟化具有更轻松，更具成本效益的维护

虚拟化基础架构可以节省人力和服务器生命周期维护费用。使用较少的物理服务器，手动配置，监视和维护的次数较少。物理服务器数量的减少还会降低硬件维护成本并增加可用的工作空间量。

仅在一台物理机器上运行虚拟处理器环境也会使处理过程变得更加简单和容易。它将大大降低维护成本，否则将需要维护大型基础架构。报告称，资本和运营支出减少了一半，每个虚拟化服务器每年可节省超过1,500美元。

它还可以减少处理多台机器所需的人力。此外，它将导致按优先级顺序快速处理IT *** 作。这将确保在集中式虚拟环境中实现更轻松，更好的IT *** 作。总的来说，这将节省大量的维护成本和人力开支。

它还将确保更好的支持，并且升级和补丁将更易于使用，这意味着企业将与最新的IT更新保持一致，减少停机时间，并且肯定会节省更多成本。

4、虚拟化确保更好的可靠性和安全性

安全成本是许多企业在构建IT基础架构时可能不会考虑的一种支出。尽管如此，虚拟化还可以提高整体安全性，因为IT人员拥有的机器数量较少，而且监控和处理的基础设施较小。

虚拟化通过使其更具流动性和上下文感知来提高安全性。使用基于软件的安全解决方案时，与传统的物理安全性相比，安全性变得更加准确，易于管理且部署成本更低。

虚拟化环境还可以节省IT基础架构中安全漏洞期间发生的意外成本，因为IT工作人员拥有的机器较少，而且基础设施较小。这使得解决安全威胁变得更加容易和快捷。

由于虚拟化，还可以将系统与其他系统隔离开来，并阻止安全漏洞从一台机器传播到另一台机器。这样，虚拟化还有助于防止环境的安全性，并且从长远来看还可以节省安全成本。

虚拟化的好处结论

虚拟化正在引发数据中心形成方式的变化。服务器虚拟化正成为整合，节能和降低成本的首选解决方案。它还为基础架构和安全团队带来了新的挑战，能够提供一致的隔离，监控和策略实施级别-类似于当今物理服务器和系统的可用性。

现在，即使是小型企业也可以选择虚拟化，但对于所有企业而言，这对于节省额外的IT成本来说无疑是一块蛋糕。结合虚拟环境起初可能并不容易，但大多数企业都同意这样一个事实，即从长远来看它是非常有利可图的。因此，可以恰当地说，虚拟化不仅有助于节省企业的大量IT成本，而且同时还使企业更灵活，更高效，更高效，从而产生更好的业务成果。

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