什么是虚拟机,为什么它们如此有用?

当今的许多IT创新都起源于虚拟机以及将软件与硬件分离。

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今天的许多尖端技术,比如云计算,边缘计算微服务起源于虚拟机的概念——将操作系统和软件实例从物理计算机中分离出来。

什么是虚拟机?

在其基本级别上,虚拟机(VM)是运行程序或应用程序的软件,而不与物理机器绑定。在一个VM实例中,一个或多个客户计算机可以运行在物理主机上。

每个虚拟机都有自己的操作系统,即使它们位于同一物理主机上,功能也与其他虚拟机分开。vm通常运行在计算机服务器上,但它们也可以运行在桌面系统,甚至嵌入式平台上。多个虚拟机可以共享物理主机的资源,包括CPU周期、网络带宽、内存等。

虚拟机的早期起源当时,大型机用户的时间共享是将软件从物理主机系统中分离出来的一种方法。虚拟机在20世纪70年代早期被定义为“一个有效的,独立的真实计算机的复制品”。

我们今天所知道的虚拟机在过去15年里随着公司的采用而得到了发展服务器虚拟化为了更有效地利用其物理服务器的计算能力,减少对物理服务器的需求,从而节省数据中心的空间。雷竞技电脑网站因为有不同操作系统要求的应用程序可以在单个物理主机上运行,所以每个主机不需要不同的服务器硬件。

一般来说,有两种类型的虚拟机:进程虚拟机(Process vm)和系统虚拟机(system vm),前者将单个进程分开,后者将操作系统和应用程序与物理计算机完全分离。进程虚拟机的例子包括Java虚拟机、。net框架和Parrot虚拟机。

系统虚拟机依赖于虚拟机监控程序,作为提供软件访问硬件资源的中介。hypervisor空间中的大公司包括VMware (ESX/ESXi)、Intel/Linux Foundation (Xen)、Oracle (MV Server for SPARC和Oracle VM Server for x86)和Microsoft (Hyper-V)。

桌面计算机系统也可以利用虚拟机。最大的例子是一个Mac用户在他们的物理Mac硬件上运行一个虚拟的Windows 10实例。

虚拟机的优点

由于软件与物理主机是分离的,用户可以在单个硬件上运行多个操作系统实例,节省了公司的时间、管理成本和物理空间。VMs的另一个优点是可以支持遗留应用程序,减少或消除将旧应用程序迁移到更新或不同操作系统的需求和成本。

此外,开发人员使用VMs是为了在安全的沙箱环境中测试应用程序。这也可以帮助隔离可能感染给定VM实例的恶意软件。由于虚拟机内部的软件不能篡改主机,恶意软件不能传播更多的破坏。

虚拟机的缺点

虚拟机确实有一些缺点。在一台物理主机上运行多个虚拟机可能会导致性能不稳定,特别是在不能满足特定应用程序的基础设施需求的情况下。这也使得它们在许多情况下的效率低于物理计算机。大多数IT操作利用物理系统和虚拟系统之间的平衡。

其他形式的虚拟化

vm在服务器虚拟化方面的成功导致了将虚拟化应用到其他领域,包括存储、网络和桌面。如果有一种硬件正在被用在雷竞技电脑网站,虚拟化的概念正在被探索(参见应用交付控制器作为一个案例)。

在网络虚拟化中,公司已经探索了网络即服务的选项网络虚拟化功能(NFV),它使用商用服务器取代专门的网络设备,以支持更灵活和可扩展的服务。这与软件定义组网有一点不同,软件定义组网将网络控制平面和转发平面分开,实现网络资源的自动化发放和基于策略的管理。第三个技术,虚拟网络功能,是可以在NFV环境中运行的基于软件的服务,包括路由、防火墙、负载均衡、广域网加速和加密等进程。

vm和容器

VMs的增长导致了容器等技术的进一步发展,容器的概念又向前迈进了一步,并吸引了web应用程序开发人员。在容器设置中,可以虚拟化单个应用程序及其依赖项。容器的开销比VM小得多,它只包含二进制文件、库和应用程序。

而有些人认为集装箱的发展可能关闭虚拟机在美国,vm有足够的能力和好处使技术不断向前发展。例如,在一起运行多个应用程序时,或者在旧操作系统上运行遗留应用程序时,vm仍然很有用。

此外,有些人认为容器是安全性低于虚拟机管理程序因为容器中只有一个操作系统供应用共享,而虚拟机可以将应用和操作系统隔离。

IDC软件定义计算部门的研究经理Gary Chen表示,即使客户在探索云架构和云容器,虚拟机软件市场仍然是一项基础性技术。陈在IDC的报告中写道:“尽管虚拟机软件市场已经高度成熟并接近饱和,但它仍具有显著的弹性,并将在未来五年继续积极增长。全球虚拟机软件预测,2019-2022

虚拟机、5G和边缘计算

虚拟机被视为5G和边缘计算等新技术的一部分。例如,微软、VMware和Citrix等虚拟桌面基础设施(VDI)供应商正在寻找方法,将其VDI系统扩展到因COVID-19大流行而现在在家工作的员工。卡内基梅隆大学的计算机科学教授Mahadev Satyanarayanan说:“使用VDI,你需要极低的延迟,因为你将按键和鼠标移动发送到远程桌面。”2009年,Satyanarayanan写了一篇关于如何使用基于虚拟机的云计算为处于互联网边缘的移动设备提供更好的处理能力的文章,这导致了边缘计算的发展。

与今天使用的许多其他技术一样,如果不是几十年前引入的原始虚拟机概念,这些技术就不会得到开发。

基思·肖(Keith Shaw)是一名自由数字记者,他写关于IT世界的文章已有20多年。

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