概述

虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，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。

虚拟化(英语：Virtualization)是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。

这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。

虚拟化技术种类很多，例如：软件虚拟化、硬件虚拟化、内存虚拟化、网络虚拟化(vip)、桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机等等。

在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件对资源充分利用

虚拟化的本质

虚拟化本质是指资源的抽象化，要想资源充分利用，必须把资源最小单位化(池化)，这样上层才能按需使用资源，虚拟化不但解放了操作系统，也解放了物理硬件，大大提高了资源的利用率。

• 虚拟化管理程序Hypervisor（VMM），位于虚拟机与底层硬件设备之间的虚拟层，直接运行于硬件设备之上，负责对硬件资源进行抽象，为上层虚拟机提供运行环境所需资源，并使每个虚拟机都能够互不干扰、相互独立地运行于同一个系统中。

虚拟化主要分为几大类：

• 计算虚拟化，针对CPU和内存资源虚拟化技术。
• 网络虚拟化，针对网络链路资源虚拟化技术。
• IO虚拟化，针对IO资源虚拟化技术。
• 存储虚拟化，针对磁盘存储资源虚拟化技术。

计算虚拟化

计算虚拟化通过虚拟化管理程序（Hypervisor或VMM）将物理服务器的硬件资源与上层应用进行解耦，形成统一的计算资源池，然后可弹性分配给逻辑上隔离的虚拟机共享使用。如图基于VMM所在位置与虚拟化范围可以分三种类型。

虚拟化技术

1. 服务器虚拟化

服务器虚拟化技术是指通过运用虚拟化的技术充分发挥服务器的硬件性能，能够在确保企业投入成本的同时，提高运营效率，节约能源降低经济成本和空间浪费，对于发展迅速，成长规模大的用户来说，可以通过服务器虚拟化技术带来更多的经济效益。

全虚拟化架构

OS层虚拟化架构

硬件层虚拟化

硬件层的虚拟化具有高性能和隔离性，因为 hypervisor 直接在硬件上运行，有利于控制 VM 的 OS 访问硬件资源，使用这种解决方案的产品有 VMware ESXi 和 Xen server 。

Hypervisor 是一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件，因此也可以看作是虚拟环境中的“元”操作系统，它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机，也叫虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，VMM)。

Hypervisor 是所有虚拟化技术的核心。当服务器启动并执行 Hypervisor 时，它会给每一台虚拟机分配适量的内存、CPU、网络和磁盘，并加载所有虚拟机的客户操作系统。

软硬件架构和管理更高效、更灵活，硬件的效能能够更好地发挥出来。常见的产品有：VMware、KVM、Xen 等等。

2. 网络虚拟化与NFV

网络虚拟化技术发展很早，如我们熟知的vlan、VXlan、堆叠等都是虚拟化的一种；

NFV是服务器虚拟化概念的一种延展；详细内容参看：

虚拟化的优势

第一，降低能耗，节约空间，节约成本；

第二，提高使用灵活性，实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求；

第三，提高安全性，主要是因为虚拟可实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分，这些特性可实现对数据和服务进行可控和安全的访问；

第四，虚拟可在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、计算机虚拟化技术升级或改变；

第五，有更高的可扩展性，虚拟化技术能根据不同的产品、资源分区和汇聚可支持实现比个体物理资源小得多或大得多的虚拟资源，这意味着用户可以在不改变物理资源配置的情况下进行规模调整；

第六，互操作性和投资保护，主要在于虚拟资源可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性；

第七，改进资源供应，与个体物理资源单位相比，虚拟化技术能够以更小的单位进行资源分配。