虚拟化有哪些应用？

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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资源虚拟化
虚拟化有两个方向，一个是将一台主机虚拟化为多台主机，另一个方向是将多台主机虚拟化为一台主机。虚拟化分为了两类，一类是建立在宿主机上的，也就是宿主机是有 *** 作系统的，另一类是宿主机没有 *** 作系统的，我们把前者称为寄居虚拟化，后者称为裸机虚拟化。

寄居虚拟化
寄居虚拟化如图2所示，最底层是物理硬件，物理硬件之上是主机的 *** 作系统， *** 作系统之上是VMM(virtual machine monitor,虚拟机管理层)，再往上就是客户的虚拟户了。
裸机虚拟化
裸机虚拟化指的是，直接将VMM安装在硬件设备与物理硬件之间，如图3所示。VMM在这种模式下又叫做Hypervisor,虚拟机有指令要执行时,Hypervisor会接管该指令，模拟相应的 *** 作。
Hypervisor是一种在虚拟环境中的“元” *** 作系统。他们可以访问服务器上包括磁盘和内存在内的所有物理设备。Hypervisor不但协调着这些硬件资源的访问，也同时在各个虚拟机之间施加防护。当服务器启动并执行Hypervisor时，它会加载所有虚拟机客户端的 *** 作系统同时会分配给每一台虚拟机适量的内存，CPU，网络和磁盘。

如果要进行虚拟化，必须要给虚拟机一个假的独立的环境，让他误以为自己处在一个独立的环境当中，于是就需要模拟cpu、内存、硬盘、网络等资源，模拟一个独立完整的硬件环境。

1、内存虚拟化

        内存虚拟化可能是最困难的任务，内存负责管理和分配物理内存，以及保证硬件分页调度和分割的安全使用。由于几个域共享了一个内存，必须要注意保持域的隔离。虚拟必须保证两个特权域能够访问同一个内存范围。每个分页或目录表的更新必须通过验证，以保证这些域只 *** 纵他们自己的表。

2、CPU虚拟化

        CPU虚拟化技术是单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运行而互不影响。
          CPU虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个 *** 作系统中多个程序同时并行运行，而在CPU虚拟化技术中，则可以同时运行多个 *** 作系统，而且每个 *** 作系统可以运行多个程序，每个 *** 作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上。而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。

3、存储虚拟化

        存储虚拟化是将底层存储设备进行抽象化统一管理，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，实时地在后台从一个存储平台向另一个平台迁移，而不对主机造成任何中断或影响。从而实现了存储系统集中、统一而方便的管理。对一个计算机系统来说，整个存储系统中的虚拟存储部分就像计算机系统中的 *** 作系统，对下层管理着各种特殊而具体的设备，而对上层则提供了相对统一的运行环境和资源使用方式。

4、I/O虚拟化

        服务器使用一个输入/输出内存管理单元（input/output memory management unit，IOMMU）将DMA I/O总线连接到主存储器，和传统的内存管理单元一样，它将CPU可见的虚拟地址转换成物理地址，IOMMU会将设备可见的虚拟地址映射到物理地址，输入/输出内存管理单元提供了内存保护功能，隔离和限制设备访问由分区管理设备拥有的资源。I/O设备的虚拟化遵循了与CPU和内存虚拟化类似的思想。

5、服务器虚拟化

        服务器虚拟化就是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的服务器，不在受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。核心思想：能够通过区分资源优先次序并随时随地能够将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而存储的资源。

6、网络虚拟化

      网络虚拟化是将多个硬件或软件网络资源，以及相关的网络功能集成到一个可用软件中统一管理的过程。并且对于网络应用而言，改网络环境的实现方式是透明的。改网络环境称为虚拟网络，形成改虚拟网络的过程为网络虚拟化。           

资源虚拟化的意义:

1 化整为零，提高基础资源利用率。将基础架构资源池化，打破一个应用一台物理机的藩篱，虚拟化大幅提高了资源利用率。

2通过减少硬件采购率，降低成本，减少能耗。

3提高安全性。将 *** 作系统和应用从服务器硬件隔离开来，病毒和其它安全威胁无法感染其它应用。

4灾难恢复变的容易。可以利用一些富余的基础设施建立灾难恢复点。可快速的将整个虚拟环境迁移别处。

5 业务的连续性和应用的可用性都提高了。通过虚拟化可以降低计划停机时间，并且可以从意外宕机中快速恢复业务。

6利用低成本存储。虚拟化让ISCSI存储和NAS存储得到更好的利用。这些存储为公司提供了除FCSAN之外其它的存储选择。

当一个资源需要池化，它应该符合如下几点：
1、资源的创建和销毁是耗费硬件或者时间资源的。

2、资源重用度高：系统需要频繁使用这个资源。

当池化一种资源时，应该注意如下几点：

1、资源数量上的伸缩度：最大量，最小量，平均量。

2、资源生命周期的控制：什么情况下，创建新资源；什么情况下，销毁该资源。

NAT网络中，相当于虚拟机的网卡和主机的VMware Network Adapter VMnet8虚拟网卡连接到虚拟机软件提供的VMnet8虚拟交换机上，因此主机是通过VMware Network Adapter VMnet8这个虚拟网卡通信的，并且可以知道VMware Network Adapter VMnet8就只是主机用来和虚拟机通信的一个虚拟网卡。在这种网络结构中，VMware为虚拟机提供了一个虚拟的NAT服务器和一个虚拟的DHCP服务器（其实就是主机系统服务中的两个服务），虚拟机便是利用这两个服务连接到Internet的，所以正常情况下，虚拟机系统只要设定自动获得IP就可以上网了。 \x0d\\x0d\但是，由于我的两台虚拟机需要使用静态IP来实现一些服务，所以只能想办法设置成静态IP。于是查看了VMware中虚拟交换机VMnet8的属性和虚拟网卡VMware Network Adapter VMnet8的NAT属性，发现VMnet8是处在1921681100子网中，并且VMware中查看到VMware Network Adapter VMnet8的GATEWAY是1921681102，经过实验后，发现虚拟机使用DHCP时查看到的GATEWAY也是这地址，这个地址应该就是那个虚拟的NAT服务器的地址。所以这时我的虚拟机要设置静态IP，网关就是1921681102。 \x0d\\x0d\同时，为了保证虚拟机和主机的通信，虚拟机的IP需要和主机的VMware Network Adapter VMnet8网卡在同一网段，VMware Network Adapter VMnet8的IP是安装VMware时自动分配的，在我的电脑上查看到的是1921681101。于是，设置虚拟机的IP为 192168110172。DNS仍然是我的主机用的DNS服务器，就是学校网络中心的2021181922。 \x0d\\x0d\这样设置完成后，虚拟机就既能和主机通信，又能连接到Internet了。其中，虚拟机和主机通信是由其IP决定的，IP和主机的虚拟网卡 VMware Network Adapter VMnet8的IP一致，连接到Internet则是利用了VMware提供的NAT服务为虚拟交换机VMnet8作路由，也就是网关设置为虚拟NAT服务器的地址。这里，由于用了静态IP，所以没有用到VMware的DHCP服务。

>裸机服务器与虚拟化的区别：
1、安全
与公有云相比，裸机服务器和服务器托管由于远离客户端，因此更注重安全性。在多租户虚拟化服务器的世界中，被恶意软件感染的数据流会影响资源在服务器上的分布。尽管其他数据流无法从污染中访问，但邻居可能会遭受重定向的资源负载。
2、表现
就性能而言，裸机服务器超过了虚拟机。由于专用服务器上有一个租户，因此可以访问所有物理资源而无需共享它们。虚拟服务器可以分离客户，但优化的资源由同一物理服务器上的这些客户共享。虚拟机管理程序的存在禁止使用可以利用物理硬件的架构优势的软件。这将裸机用户置于有效使用硬件资源的独特位置。
3、资源使用
在裸机服务器上，与虚拟化云基础架构相比，资源使用是可预测的。如果您计划处理数据或运行使用高峰期的应用程序，那么裸机服务器可能是您的最佳选择。在云中，处理数据肯定会变得非常昂贵，因为您必须提供巨大的容量来维持预期的性能。
4、缩放
虚拟机更容易扩展，因为可以在几分钟内配置额外的资源。这意味着您需要提前计划裸机服务器。扩展和调整当前需求有点挑战性。
要考虑的另一件事是，对于某些用例，单个裸机虚拟机无法提供足够的资源。例如，单个虚拟机可以是 64 GB RAM、8 个 vCPU 和 2 TB 存储。与之不同的是，裸机可以提供最大的先进技术资源。
5、控制
与云中的人员相比，单个租户可以更好地控制一台物理服务器。裸机基础设施让客户可以完全预测和控制内存使用、带宽和其他重要的网络托管方面。
6、长期托管
虚拟机通常部署为短期使用，但众所周知，裸机是首选的长期部署托管解决方案之一。有许多重要的贡献方面。
首先，没有租户可以争夺服务器的物理资源，因此更容易组合和扩展您的资源。尽管一些服务提供商并没有严格限制虚拟资源。
此外，组织的要求随着时间的推移而不断变化。裸机功能中添加的自定义选项意味着裸机服务器提供了广泛的负载范围。此外，它可以成为混合基础架构的出色起点。混合基础架构结合了现代云解决方案和裸机服务器，以提供两全其美的优势。
具有合规规则的企业可以使用专用服务器来提高其安全性。金融、医疗保健和政府部门必须在顺从的基础设施中拥有最终用户的个人和财务信息。对于这些用例，托管服务器是更好的选择。
以上就是恒讯科技给大家讲解的裸机服务器与虚拟化的区别。希望能帮助到大家。

其实虚拟机就是将一台计算机虚拟化实现一台计算机具备多台计算机的功能，但整机性能也会被各个虚拟机所分配划分，因此划分虚拟机越多，各个虚拟机所分配的CPU、内存、存储空间资源也越少，因此组建虚拟机通常是配置越高越好，因此广泛使用于服务器等行业。虚拟机有什么用？ 虚拟机在平常的生活和工作中的作用还是相当大的，比如最简单我们电脑中没有光驱，如果要安装系统我们就可以使用虚拟机来安装系统，虚拟机内部拥有虚拟光驱，支持直接打开系统镜像文件安装系统，另外虚拟机技术在游戏爱好者朋友眼中也相当实用，比如我们知道一般一台电脑很多游戏不支持同时多开，但我们可以在电脑中多创建几个虚拟机，那么在虚拟机系统中即可单独再运行程序了，这样即可实现一台电脑同时多开同一游戏了。另外虚拟机的作用还有很多，比如用来病毒分析等等。其实虚拟机在企业中应用也非常广泛，由于服务器通常配置很高，因为很多服务器网络商为了满足中小站长需求，通常将一台服务器划分出多个虚拟机服务器，这样每个网站即可分配独立服务器资源一部分，并且互相不影响且可以配独立IP地址，大大解决了中小企业使用单独服务器费用过高的问题，目前购买的VPS服务器则均为采用该技术，相信站长们虚拟机有什么用都比较了解。

1、不需要分区或重开机就能在同一台PC上使用两种以上的 *** 作系统。

2、完全隔离并且保护不同OS的 *** 作环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料。

3、不同的OS之间还能互动 *** 作，包括网络、周边、文件分享以及复制贴上功能。

4、有复原（Undo）功能。

5、能够设定并且随时修改 *** 作系统的 *** 作环境，如：内存、磁碟空间、周边设备等等。

虚拟机可以装多个不同的 *** 作系统，以便我们不同的需要，比如，有一款软件，我需要使用不同的版本，那么是大多数没法在一个系统上装，多个版本的，会被覆盖会冲突，那么我们可以装多个虚拟机。

虚拟机可以直接装好了，拷贝一份放到硬盘里头去备份，我们可以直接带着移动硬盘去别的任意一台电脑上把拷出来试用，不需要带着电脑走。

在虚拟机里头可以像在本机一样使用任何软件，可以随意装东西，不怕中病毒，可以和本机隔离，就算虚拟机中毒了直接复制一个之前备份的就是。

扩展资料：

虚拟机目前分三种：

系统虚拟机，例如：VMware程序虚拟机，例如：Java虚拟机（JVM） *** 作系统层虚拟化，例如：Docker。

按系统分类：

linux虚拟机：

一种安装在Windows上的虚拟linux *** 作环境，就被称为linux虚拟机。它实际上只是个文件而已，是虚拟的linux环境，而非真正意义上的 *** 作系统。但是它们的实际效果是一样的。所以安装在虚拟机上使用好。

Java虚拟机：

Java虚拟机（JVM）是Java Virtual Machine的缩写，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能模拟来实现的。Java虚拟机有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。

参考资料来源：百度百科-虚拟机

参考资料来源：百度百科-VMware虚拟机

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