虛擬機 (VM) 是一種基于軟件的計算機，它運行的操作系統(tǒng) (OS) 和應用程序與主機不同。例如，您可以在 Windows 計算機上運行 Linux VM。

上個世紀，計算機的力量改變了世界。如今，它們服務于我們的關鍵基礎設施、業(yè)務運營等。同樣，虛擬機已成為新千年企業(yè)計算的基石。

雖然虛擬化技術于 20 世紀 60 年代推出，但直到 1999 年 VMware 推出工作站后，虛擬機才成為一種可銷售的解決方案。現(xiàn)在，F(xiàn)uture Market Insight預測，到 2033 年，全球虛擬機市場將達到 1773 億美元的估值。全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型、云計算的興起、成本節(jié)約以及尖端技術的普及推動了市場的增長。

本文深入探討了虛擬機是什么、它為什么有價值、它如何工作以及在轉(zhuǎn)向虛擬化時需要考慮什么。

虛擬機的工作原理

虛擬機是一種獨立的服務器，它不依賴硬件運行，而是使用軟件。管理員可以從一臺物理主機服務器運行多個“客戶”虛擬機，這些虛擬機具有各自的操作系統(tǒng)和用途。

作為參考，操作系統(tǒng)是安裝在硬件中用于管理機器操作的基礎軟件。但是，由于應用程序（為最終用戶設計的軟件程序）是特定于操作系統(tǒng)的，因此本機操作系統(tǒng)可能會限制用戶探索其他系統(tǒng)和應用程序的能力。

與其主機服務器一樣，虛擬機包含內(nèi)存、網(wǎng)絡接口、存儲和分配的 CPU 容量。虛擬機管理程序?qū)⑻摂M機客戶機彼此隔離，而物理主機的資源則根據(jù)需要在虛擬機之間共享。

使用虛擬機的優(yōu)點和缺點

使用虛擬機的好處包括節(jié)省成本、靈活性和可移植性。虛擬機允許管理員從單個物理設備管理數(shù)百臺虛擬計算機。虛擬機還可以快速地從一臺物理設備移動至另一臺物理設備。

虛擬機的運行方式與任何計算機一樣，但只占用物理硬件的一小部分。例如，管理員可以從主機運行十幾臺虛擬機，每臺虛擬機都可充當獨立的操作系統(tǒng)。

VM 部署已經(jīng)是服務器虛擬化的熱門選擇，它非常適合當今的混合基礎設施。

這些優(yōu)勢使得虛擬機被各行各業(yè)采用，并在其云環(huán)境中運行。

然而，虛擬機的許多優(yōu)點也暴露了其缺點。雖然虛擬機可以做很多事情，但它們的生產(chǎn)力自然不如獨立的物理主機，因為它們從物理主機中獲取所有功能，并且必須與其他客戶虛擬機共享如此多的資源。

您需要虛擬機嗎？

您是否曾經(jīng)想要擁有多臺計算機？舊計算機貶值速度快，而您想保留其內(nèi)容？您是否同時為 Windows、Mac 和 Linux 開發(fā)應用程序？

如果您有這些問題，那么虛擬機可以成為您技術工具包的寶貴補充。從組建計算機大軍到保存舊數(shù)據(jù)以及開發(fā)跨操作系統(tǒng)運行的應用程序，虛擬機可以做到這一切，甚至更多。

虛擬化的另一個吸引人的特點是它對庫存和成本的影響。企業(yè)可以削減成本，提高利用率，并減少硬件問題，只需使用一小部分硬件，包括磁盤、驅(qū)動器和服務器設備。

虛擬機與數(shù)據(jù)中心、軟件開發(fā)人員和 IT 組織最為相關。但是，它們也可以在最終用戶 PC 和筆記本電腦上使用，以隔離工作負載或應用程序。

虛擬機的類型

虛擬機主要有兩種類型：進程虛擬機和系統(tǒng)虛擬機。系統(tǒng)虛擬機會創(chuàng)建一個完整的虛擬操作系統(tǒng)環(huán)境，本質(zhì)上與標準物理計算機相同，而進程虛擬機僅會暫時模擬操作系統(tǒng)以運行特定應用程序或進程。

以下是這兩種類型的虛擬機的更詳細比較：

虛擬機與容器

容器和虛擬機經(jīng)常被混淆，因為它們都從單一平臺運行獨立的應用程序。它們的區(qū)別在于大小、速度、工作負載效率以及與主機的集成。

雖然虛擬機可以模擬計算機硬件并以 GB 為單位來衡量數(shù)據(jù)，但容器通常只能容納單個應用程序或進程（以 MB 為單位）。輕量級容器在速度和微服務部署方面比虛擬機具有天然優(yōu)勢。相比之下，虛擬機更適合管理更大的工作負載和應用程序。

如何部署虛擬機

虛擬機部署背后的技術是稱為虛擬機管理程序的軟件機制。虛擬機管理程序位于硬件和客戶虛擬機之間，在物理主機上運行并監(jiān)督現(xiàn)有虛擬機。虛擬機管理程序不僅可用于服務器虛擬化，還能夠虛擬化應用程序、存儲和桌面。

部署虛擬機管理程序不僅為管理員提供了所需的管理功能，還提供了實施微分段的機會。另一個發(fā)展迅速的趨勢是嵌入虛擬機管理程序（如基于內(nèi)核的 Linux 虛擬機 (KVM)）的設備銷售。頂級虛擬機管理程序供應商包括VMware、Microsoft和Red Hat。

8 個虛擬機用例

由于靈活性是虛擬機的主要優(yōu)勢之一，因此有大量的潛在用例。您可能會考慮的一些常見用例包括優(yōu)化容量利用率、運行舊版軟件和不同的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)級快照以及用于探索和修改的沙盒環(huán)境。

優(yōu)化產(chǎn)能利用率

采用虛擬機的最大好處或許是擴大了存儲、應用程序和處理能力。虛擬化提供了壓縮工作負載的機會，從而減少了工作負載所在的物理空間以及所需的設備和開銷。通過減少本地空間占用，組織可以管理比以往更多的資源。

運行舊版軟件

舊版軟件應用程序可能會與較新的操作系統(tǒng)版本不兼容，或無法供組織員工使用。這可能是由于 IT 團隊有意遷移或軟件開發(fā)人員終止支持。無論是哪種情況，員工想要使用舊版應用程序都不是問題。使用虛擬機，用戶可以重新創(chuàng)建運行已停用的程序所需的環(huán)境。

使用不同的操作系統(tǒng)

虛擬機最常見的用例是從單個物理主機訪問一組不同的操作系統(tǒng)。無論主機的本機操作系統(tǒng)是什么，IT 人員創(chuàng)建或復制新機器的能力使跨操作系統(tǒng)開發(fā)變得更容易。

系統(tǒng)級快照

在調(diào)整虛擬機時，用戶會發(fā)現(xiàn)快照功能對于保存客戶機版本非常有用。此功能允許客戶端保存當前系統(tǒng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，包括磁盤、內(nèi)存和虛擬網(wǎng)絡接口 (VNI) 卡。用戶可以創(chuàng)建和管理多個快照以在其虛擬機上進行測試，但請注意，長時間在快照上運行虛擬機可能會導致不穩(wěn)定和數(shù)據(jù)丟失。

開發(fā)非原生操作系統(tǒng)軟件

虛擬機的一個不變主題是它們對需要大量訪問不同計算機系統(tǒng)的開發(fā)人員和專業(yè)人士的價值。不久前，程序員還不得不將時間分配到不同類型的設備（例如桌面平臺和移動平臺）上，而虛擬機則為更快、更順暢的跨操作系統(tǒng)應用程序開發(fā)打開了大門。

提供安全的沙盒

VM 的服務器安全特性之一是它們是物理主機內(nèi)的隔離環(huán)境。由于它們不是使用自己硬件的獨立計算機，其操作系統(tǒng)和應用程序也不連接到主機或其他客戶機，因此 VM 可以成為在隔離環(huán)境中測試可疑文件、新項目等的絕佳場所，而不必擔心損害系統(tǒng)本身。

系統(tǒng)探索和調(diào)整

雖然開發(fā)人員在使用計算機時可能會有詳細的目標計劃，但技術愛好者通常沒有任何計劃就開始使用。許多用戶希望通過說明書、網(wǎng)絡指南等來探索設備的功能。對于好奇的人來說，虛擬機提供了一個可以隨意擺弄的游樂場。無論是學習新的操作系統(tǒng)還是拆解計算機，虛擬機都為感興趣的用戶提供了探索的空間。

將虛擬機復制到其他機器

由于單個主機可以為多個虛擬機提供服務，因此很容易理解為什么它們?nèi)绱巳菀讖椭?。此功能的一個警告是，虛擬機僅限于其虛擬機管理程序所服務的目標。否則，虛擬機將包含在幾個文件中，并且可以轉(zhuǎn)移到其他主機。

頂級虛擬機解決方案

VM 市場多種多樣，有眾多選擇和新公司提供 VM。Microsoft、Red Hat、Canonical、Oracle、Linux Mint 和 IBM 是領先的 VM 提供商。讓我們來看看三種流行的 VM 產(chǎn)品。

微軟 Azure

Microsoft Azure 虛擬機是最受歡迎的云計算服務之一，允許用戶按需創(chuàng)建和運行虛擬機。Azure 為不同的工作負載提供各種選項，包括 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)、多種大小和配置以及高可用性和可擴展性功能。

用戶還可以從與其他 Azure 服務（例如存儲、網(wǎng)絡、安全和管理）集成中受益。Azure VM 為用戶提供了對其云基礎架構(gòu)的更多控制和靈活性，同時降低了成本和復雜性。

價格

在您創(chuàng)建新帳戶后，Microsoft Azure 會為您提供為期 12 個月的免費 Windows 或 Linux 虛擬機。此后，他們會提供一個方便（但非常復雜）的成本計算器來估算您的費用。

規(guī)范的Ubuntu

Canonical Ubuntu 虛擬機是基于云的實例，可在 Amazon Web Services (AWS) 和 Microsoft Azure 等流行平臺上運行。它們?yōu)樾枰煽壳铱蓴U展解決方案的企業(yè)和開發(fā)人員提供增強的安全性、合規(guī)性和支持功能。它們與 Linux、Windows 和 Mac OS 兼容。

Ubuntu Pro 虛擬機之所以受歡迎，是因為它們提供開源資源，讓開發(fā)人員擁有完全的自由，同時還通過更新、補丁和修復以及來自 Canonical 及其合作伙伴的認證軟件包和工具來降低與開源相關的風險。

價格

Ubuntu Pro VM 的起價為每年 25 美元（單個桌面，無支持）或每年 300 美元（全天候支持）。對于具有無限 VM 的服務器，起價為每年 500 美元（無支持），或每年 3,400 美元（全支持）。

紅帽虛擬化

Red Hat Virtualization (RHV) 是一個全面的企業(yè)級虛擬化平臺，可讓您在單個或集群基礎架構(gòu)上運行和管理虛擬機。RHV 基于 Linux 構(gòu)建，可為您的工作負載提供高性能、可擴展性、安全性和靈活性。

RHV 之所以受歡迎，是因為它基于 Linux、KVM 和 oVirt 等開放標準和技術。RHV 還與其他 Red Hat 產(chǎn)品和服務（如 Ansible、Satellite 和 OpenShift）集成，為您的混合云環(huán)境提供完整的解決方案。

價格

RHV 標準版起價為每個虛擬機管理程序每年 999 美元，高級版起價為每個虛擬機管理程序每年 1,499 美元。

結(jié)論：虛擬機可實現(xiàn)運營靈活性

雖然計算機虛擬化可以追溯到 20 世紀 60 年代，但虛擬機的普及卻是 21 世紀的現(xiàn)象。隨著軟件開發(fā)和應用程序成為優(yōu)先事項，訪問多個操作系統(tǒng)和獨立的內(nèi)部環(huán)境變得至關重要。

虛擬機提供：

• 運營靈活性
• 集中管理
• 災難恢復保護
• 減少開銷和停機時間
• 可擴展性

為了服務未來的組織、應用程序和工作負載，虛擬機將繼續(xù)成為提高企業(yè)生產(chǎn)力的重要組成部分。