在計(jì)算中，可以通過(guò)某種形式的軟件將單個(gè)物理服務(wù)器分割成多個(gè)獨(dú)立的虛擬服務(wù)器。這些虛擬服務(wù)器中的每一個(gè)都完全能夠獨(dú)立運(yùn)行自己的操作系統(tǒng) (OS)。

除其他原因外，這樣做主要是為了更嚴(yán)格地控??制所有服務(wù)器用戶。服務(wù)器虛擬化意味著用戶只能訪問(wèn)分配給他們唯一實(shí)例的資源。例如，虛擬化服務(wù)器上??的用戶無(wú)法識(shí)別物理服務(wù)器上的操作系統(tǒng)、處理器或其他虛擬化服務(wù)器的總數(shù)。此外，他們只能使用與其實(shí)例關(guān)聯(lián)的最大內(nèi)存或 CPU 周期，以防止他們影響服務(wù)器上的其他用戶。

服務(wù)器虛擬化的工作原理

服務(wù)器是處理來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)的請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)。通常，一臺(tái)服務(wù)器專用于一項(xiàng)任務(wù)或應(yīng)用程序。考慮到有多少任務(wù)和應(yīng)用程序，這可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器數(shù)量難以管理。

服務(wù)器占用空間和電力來(lái)運(yùn)行。更重要的是，一些現(xiàn)代服務(wù)器擁有的資源（內(nèi)存和存儲(chǔ)）超過(guò)了它們處理所需的專用任務(wù)或應(yīng)用程序所需的資源。許多服務(wù)器對(duì)計(jì)算能力的這種未充分利用最終可能會(huì)消耗比必要更多的能量。從本質(zhì)上講，服務(wù)器需要以一種允許高效能源消耗而不犧牲計(jì)算能力的方式進(jìn)行管理。

服務(wù)器虛擬化通過(guò)使用軟件將單個(gè)物理服務(wù)器劃分為多個(gè)完全隔離的虛擬服務(wù)器來(lái)緩解服務(wù)器效率低下的情況。這些虛擬服務(wù)器中的每一個(gè)都能夠運(yùn)行獨(dú)立的操作系統(tǒng)，并通過(guò)在父服務(wù)器上分配資源來(lái)完成任務(wù)。

服務(wù)器虛擬化的好處

虛擬化可以極大地使組織受益。除了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)需求外，服務(wù)器虛擬化的好處還包括：

• 節(jié)省空間：如果您在每臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行一項(xiàng)任務(wù)或應(yīng)用程序，它們將很快接管您的數(shù)據(jù)中心。通過(guò)在更少的物理服務(wù)器上托管多個(gè)虛擬服務(wù)器，您可以潛在地節(jié)省大量物理空間。
• 降低硬件成本：構(gòu)建物理服務(wù)器的成本可能很高。虛擬服務(wù)器的部署成本要低得多。
• 提高資源效率：許多服務(wù)器的功能比它們所負(fù)責(zé)的需求所需要的更強(qiáng)大，這意味著組織在技術(shù)上為未使用的資源付費(fèi)。虛擬化有助于確保所有資源都得到有效利用。
• 降低能源成本：由于虛擬化允許您有效地使用服務(wù)器資源而不是構(gòu)建不必要的基礎(chǔ)設(shè)施，因此您使用能源的服務(wù)器更少。
• 減少對(duì) IT 的需求：維護(hù)大型物理服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)給組織的 IT 部門帶來(lái)負(fù)擔(dān)。虛擬化可以幫助釋放 IT 員工資源以專注于業(yè)務(wù)的其他需求。
• 加速設(shè)置：從購(gòu)買物理服務(wù)器硬件到實(shí)施可能需要幾天或幾周的時(shí)間。設(shè)置虛擬服務(wù)器可能需要幾分鐘時(shí)間。
• 簡(jiǎn)化恢復(fù)：虛擬機(jī) (VM) 上的備份系統(tǒng)快速高效。這意味著您可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后快速啟動(dòng)并運(yùn)行，幾乎不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

服務(wù)器虛擬化的缺點(diǎn)

服務(wù)器虛擬化并非一切都是完美的。虛擬化的一些缺點(diǎn)包括：

• 增加前期成本：任何新硬件和許可費(fèi)用都會(huì)增加前期成本。
• 性能略有下降：共享資源，尤其是基于管理程序的虛擬化，用戶可能會(huì)看到性能略差。任務(wù)可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能運(yùn)行。但是，隨著服務(wù)器虛擬化技術(shù)的進(jìn)步，這已不再是一個(gè)問(wèn)題。
• 服務(wù)器蔓延：由于 VM 相對(duì)容易構(gòu)建，管理員可能會(huì)無(wú)意中過(guò)度構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，這被稱為 VM 蔓延。當(dāng)只有10臺(tái)服務(wù)器就足夠時(shí)，可以構(gòu)建20臺(tái)虛擬機(jī)。

5種服務(wù)器虛擬化

服務(wù)器虛擬化作為跨組織和行業(yè)的解決方案得到廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)樗鉀Q了一些大問(wèn)題，例如管理服務(wù)器資源、節(jié)省基礎(chǔ)架構(gòu)成本以及減輕對(duì) IT 的需求。網(wǎng)絡(luò)管理員依賴多種類型的服務(wù)器虛擬化。服務(wù)器虛擬化示例的類型包括：

• 完全虛擬化。
• 準(zhǔn)虛擬化。
• 硬件輔助虛擬化。
• 操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化。
• 管理程序虛擬化。

1.全虛擬化

在完全虛擬化的情況下，一種稱為管理程序的軟件將服務(wù)器的資源分配給彼此隔離的完全獨(dú)立的虛擬服務(wù)器。管理程序處理如何在每個(gè)虛擬服務(wù)器之間分配資源。由于虛擬機(jī)是獨(dú)立的，它們都在自己的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并且可以根據(jù)需要進(jìn)行配置。

2.半虛擬化

半虛擬化與全虛擬化有些相關(guān)，因?yàn)楣芾沓绦蚩梢酝ㄟ^(guò)與底層硬件高度相似的接口訪問(wèn)虛擬機(jī)。在虛擬機(jī)內(nèi)安裝之前，半虛擬化涉及修改客戶操作系統(tǒng)以允許服務(wù)器上的所有其他客戶操作系統(tǒng)共享資源并相互通信。因?yàn)樗?VM 都協(xié)同工作，所以對(duì)需求更少，這意味著更多的虛擬化服務(wù)器資源專用于虛擬服務(wù)器。

3.硬件輔助虛擬化

通過(guò)硬件輔助虛擬化，支持多個(gè)虛擬機(jī)所需的資源劃分已經(jīng)內(nèi)置到主機(jī)服務(wù)器的 CPU 中。這允許虛擬機(jī)直接與主服務(wù)器通信，而不是完全通過(guò)管理程序。這是一種部分去除中間人的方法，但仍然需要管理程序。由于虛擬機(jī)和物理服務(wù)器之間的路徑更直接，管理程序使用了非常大量的服務(wù)器資源。這使得虛擬機(jī)看起來(lái)像是直接在服務(wù)器上運(yùn)行。

4.操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化

對(duì)于全虛擬化、準(zhǔn)虛擬化和硬件輔助虛擬化，需要管理程序來(lái)提供虛擬服務(wù)器操作系統(tǒng)可以在其上運(yùn)行的平臺(tái)。然而，對(duì)于操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化，主機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)被設(shè)置為允許稱為容器的虛擬機(jī)的多個(gè)實(shí)例。虛擬機(jī)在操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化中的運(yùn)行方式與在管理程序虛擬化中的運(yùn)行方式大致相同，但主機(jī)操作系統(tǒng)的計(jì)算開(kāi)銷占物理服務(wù)器資源的比例遠(yuǎn)高于基于管理程序的系統(tǒng)。但是，操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化對(duì)于新用戶來(lái)說(shuō)實(shí)施起來(lái)更簡(jiǎn)單且成本更低。

5.基于管理程序的虛擬化

通過(guò)基于管理程序的虛擬化，軟件（管理程序）虛擬地模擬了主服務(wù)器的硬件，基本上就像可以運(yùn)行操作系統(tǒng)的物理機(jī)一樣。管理程序在各種來(lái)賓虛擬機(jī)之間分配物理服務(wù)器的資源。全虛擬化和半虛擬化是基于管理程序的虛擬化類型。硬件輔助虛擬化是一種基于管理程序和硬件的混合虛擬化。

服務(wù)器虛擬化：需要考慮的事項(xiàng)

虛擬化服務(wù)器可以通過(guò)多種方式幫助改進(jìn)組織的計(jì)算系統(tǒng)。它們使 IT 可以將更少的時(shí)間集中在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，節(jié)省數(shù)據(jù)中心的空間，最大限度地利用服務(wù)器資源，并削減與硬件和能源相關(guān)的成本。最重要的是，設(shè)置虛擬機(jī)比設(shè)置新的物理服務(wù)器簡(jiǎn)單得多。

但是，服務(wù)器虛擬化通常與共享服務(wù)器資源或多租戶解決方案相關(guān)聯(lián)。雖然多租戶服務(wù)器更具成本效益并且可能非常強(qiáng)大，但它們通常與可能的挑戰(zhàn)相關(guān)聯(lián)，例如嘈雜的鄰居和額外的安全性或穩(wěn)定性問(wèn)題。

減輕這些風(fēng)險(xiǎn)的一種方法是選擇裸機(jī)虛擬化方法。使用裸機(jī)虛擬化，您是使用服務(wù)器資源的單一租戶，即使仍然有管理程序管理虛擬服務(wù)器。裸機(jī)虛擬化可以為您提供云計(jì)算的所有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)最大限度地降低與共享服務(wù)器配置相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。