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虚拟化技术是什么?CPU,网络以及服务器虚拟化

作者/来源:新睿云 发布时间:2019-11-11

虚拟化技术,一般理解上,是在一个操作系统之上,模拟另一个操作系统的执行环境。


虚拟化实现了用软件的方法重新划分和定义了IT资源,可以实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享,提高IT资源的利用率,使资源能够真正成为社会基础设施,服务于各行各业中灵活多变的应用需求。


虚拟化的目的就是要对IT基础设施进行简化,可以简化对资源以及对资源管理的访问。现在主流的虚拟化技术有:CPU虚拟化、网络虚拟化、服务器虚拟化、存储虚拟化和应用虚拟化。下面我们来主要介绍一下这几种虚拟化技术的基本原理:

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虚拟化技术


CPU虚拟化

通俗来讲,CPU虚拟化就是用单个CPU模拟出多个并行的CPU,允许一个平台同时运行多个操作系统,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。


CPU的虚拟化技术是一种硬件方案,原因是纯软件虚拟化解决方案存在很多限制 。“客户”操作系统很多情况下是通过VMM(Virtual Machine Monitor,虚拟机监视器)来与硬件进行通信,由VMM来决定其对系统上所有虚拟机的访问。(注意,大多数处理器和内存访问独立于VMM,只在发生特定事件时才会涉及VMM,如页面错误。)。在纯软件虚拟化解决方案中,VMM在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位置。如处理器、内存、存储、显卡和网卡等)的接口,模拟硬件环境。这种转换必然会增加系统的复杂性。支持虚拟技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程,通过这些指令集,VMM会很容易提高性能,相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。

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网络虚拟化

网络虚拟化是目前业界关于虚拟化细分领域界定最不明确,存在争议较多的一个概念。微软眼中的“网络虚拟化”,是指虚拟专用网络 (VPN)。VPN 对网络连接的概念进行了抽象,允许远程用户访问组织的内部网络,就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护 IT环境,防止来自 Internet 的威胁,同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。


但是思科(Cisco)不那么认为。出身、成名且目前称霸于网络的思科公司,当然在对IT未来的考虑上以网络为核心。它认为在理论上,网络虚拟化能将任何基于服务的传统客户端/服务器安置到“网络上”。那么,这意味着可以让路由器和交换机执行更多的服务,自然,思科在业界的重要性和生意额都将大幅增加。思科表示网络虚拟化由三个部分组成: 访问控制、路径提取,以及服务优势。从思科的产品规划图上看,该公司的路由器和交换机将拥有诸如安全、存储、VoIP、移动和应用等功能。 对思科而言,他们的战略是通过扩大网络基础设备的销售来持续产生盈利。 而对用户来讲,这能帮助他们提高网络设备的价值,并调整原有的网络基础设备。


服务器虚拟化

与网络虚拟化不同,服务器虚拟化却是虚拟化技术最早细分出来的子领域。根据2006年2月Forrester Research的调查,全球范围的企业对服务器虚拟化的认知率达到了75%。三分之一的企业已经在使用或者准备部署服务器虚拟化。这个产生于20世纪60年代的技术日益显示出其重要价值。由于服务器虚拟化发展时间长,应用广泛,所以很多时候人们几乎把服务器虚拟化等同于虚拟化。


关于服务器虚拟化的概念,各个厂商有自己不同的定义,然而其核心思想是一致的,即它是一种方法,能够通过区分资源的优先次序并随时随地能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储备的资源。


目前最受追捧的虚拟化方案是:KVM,但是像KVM这样的Hypervisor软件,实际上提供了一种虚拟化能力,模拟CPU运行,但是它的用户交互不好,不方面使用,于是就有了OpenStack、Zstack等这样的云管理平台。

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