虚拟机 (VM)：为什么以及何时需要虚拟机？

虚拟机 允许您在桌面上的应用程序窗口中运行操作系统，作为完整且独立的设备运行。您可以使用它们体验各种操作系统，运行主操作系统无法运行的应用程序，并在安全的虚拟化环境中尝试应用程序。

虚拟机的整个概念是提供一个将资源从真实主机分配到我们的虚拟环境的设备。资源的分配是根据用户的需求设置的，这意味着可以在分配给虚拟机的 CPU、RAM 或存储容量方面设置特定的限制。虚拟机使用 虚拟化技术.

什么是虚拟化技术？

虚拟化是在另一台计算机上运行一个或多个虚拟实例的方法。这个概念最初是在 20 世纪 60 年代提出的，当时系统开发人员正在寻找在大型计算机内的各种应用程序之间逻辑划分系统资源的方法。 “云”是虚拟化如何提高资源利用率和计算能力的一个例子。因为它分配了资源，所以非常划算。

在虚拟化出现之前，尝试运行两个操作系统（例如 Windows 和 Linux）的操作员必须管理两个独立的操作系统并在它们之间进行切换。任何时候只能使用一个，并且会占用硬件的最大容量。

不同类型的虚拟化

虚拟化技术允许您共享具有广泛虚拟设置的系统。虚拟化框架使用特殊的软件来有效地构建一个隔离的虚拟环境，在该环境中各种操作系统都可以工作，并且为每个虚拟实例分配单独的资源。

如今，传统数据中心或 IT 基础设施的所有部分都可以通过以下不同形式的虚拟化进行虚拟化：

• 服务器 虚拟化
  服务器虚拟化使计算资源能够得到更有效的利用。它允许一台计算机同时运行多个操作系统。这是生成计算机和操作系统（虚拟机）的虚拟副本并将其整合到单个中央物理服务器中的地方。

• 操作系统虚拟化
  操作系统或软件虚拟化产生了一种计算系统，其硬件使一个或多个来宾操作系统能够在物理主机上运行。例如，Android 操作系统将在本地使用 Microsoft Windows 操作系统的主机上运行，​​并将使用与主机相同的硬件。操作系统虚拟化的一种常用技术是模拟器。有关模拟器的详细概述，您可以查看我们的文章 适用于 PC 的最轻 Android 模拟器.

• 数据虚拟化
  数据虚拟化技术位于多个数据源之前，允许它们作为单一源进行操作，在正确的时间向任何应用程序或用户提供特定格式的所需数据。优点包括提高效率和速度、负载平衡以及降低成本。
• 网络功能虚拟化
  网络虚拟化在同一物理网络上产生多个子网络。它还将可用带宽分成几个独立的网络，每个网络都可以实时分配给服务器和计算机。优点包括提高可靠性、网络速度、稳定性以及增强的数据使用监控。
• 桌面虚拟化
  桌面虚拟化使中央管理员（或自动化管理软件）能够同时将模拟桌面环境部署到数百台物理计算机。与在每台计算机上物理安装、配置和修改的典型桌面环境不同，桌面虚拟化使管理员能够在所有虚拟桌面上执行大量配置、升级和安全测试。

VDI 和 RDP 有什么区别？

VDI 和 RDS 是替代桌面虚拟化和远程桌面技术。 RDS 使用远程桌面协议或 RDP 作为其基础。它们都提供高性能、安全性以及远程工作的多功能性，各有其差异和相似之处、优点和局限性。

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虚拟机如何工作？

虚拟机作为进程运行，例如应用程序窗口，相当于物理计算机上的任何其他应用程序。组成虚拟机的主要文件包括 日志档案， 一个 NVRAM 设置文件, 一个 虚拟磁盘文件，和一个 配置文件.

您的主机上可能运行着多个虚拟机，在其下运​​行的操作系统称为来宾。由于来宾操作系统与父操作系统和另一个来宾操作系统是分开的，因此对其进行的任何修改都不会影响父计算机或其他虚拟机。

什么是虚拟机管理程序？

虚拟机无法直接与物理机通信。一个“管理程序”是一个轻量级的软件层，需要在其与底层物理硬件之间进行协调。虚拟机管理程序用于将实际的虚拟机与云环境分离。它通常为客户操作系统提供虚拟操作平台并控制客户操作系统的实现。

除了在多个操作系统之间具有不可渗透的虚拟边界之外，管理程序还可以模拟传统机器的硬件组件。处理器、输入/输出、内存等硬件资源的虚拟化副本将可以在您的虚拟机管理程序中访问。由于虚拟机管理程序可以将每个模拟设备与其他设备分开，因此虚拟环境可以包含多个虚拟机管理程序，并且虚拟机数量不断增加。

2 种虚拟机管理程序

可用于虚拟化的虚拟机管理程序主要有两种类型：

• 类型 1：裸机虚拟机管理程序（进程虚拟机）
  裸机管理程序直接在主机硬件上运行。它监视和管理来宾操作系统。裸机虚拟机管理程序通常用于商业环境，因为它们有助于物理资源的过度分配。我们可以使用这种类型的虚拟机管理程序将额外的资源分配给一组虚拟机。

• 类型 2：托管虚拟机管理程序（系统虚拟机）
  托管虚拟机管理程序将在操作系统内的物理主机服务器上运行。这就是为什么它们被命名为“托管虚拟机管理程序”。类型 1 和类型 2 虚拟机管理程序之间的最大区别在于类型 1 在硬件上运行，而类型 2 在操作系统内运行。

数字机器不需要独特的、特定于虚拟机管理程序的硬件。然而，如果同一设备托管多个虚拟机，则虚拟化比传统服务器或计算机需要更多的带宽、存储和计算能力。

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使用虚拟机有什么优点？

在过去的十年里，虚拟机一直是 云计算，允许数千种不同类型的软件和工作负载高效运行和扩展。

1- 与系统其他部分分离的环境

虚拟机提供了一个与系统其他部分隔离的环境，因此虚拟机中运行的任何内容都不会与主机硬件上运行的任何其他内容发生冲突。由于虚拟机是独立的，因此它们是测试新应用程序或设置生产环境的便捷方法。您还可以运行单一用途的虚拟机来支持特定操作。

2-您可以测试新桌面

虚拟机可帮助您在桌面上测试新操作系统，而无需更改主操作系统。数字计算机对于经常使用新机器来测试恶意软件的恶意软件研究人员也很有用。此外，使用虚拟浏览机可以帮助您访问网站而无需担心感染。

3-业务开发人员的不错选择

虚拟机是帮助业务开发人员使用正确的软件开发和测试流程设置来配置 VM 模板的完美方式。他们将为特定任务构建虚拟机，例如静态软件测试。

4- 虚拟机的灵活性

在灵活性方面，虚拟化将允许快速实现各种类型的虚拟机。它们都可以在操作系统、资源管理和其他因素方面进行定制。大多数虚拟机管理程序提供商还允许您构建独特的模板，只需单击按钮即可实现这些模板。

5- 易于网络传输和迁移

虚拟机可以根据需要在网络上的物理计算机之间迁移。这允许将工作负载重新分配到具有额外处理资源的服务器。虚拟机还可以在现场和云环境之间切换，使其成为基于混合云的服务的理想选择，在该服务中，您可以在数据中心和云服务提供商之间共享处理资源。

6- 虚拟机具有成本效益

对于任何公司来说，持续的硬件更新成本都是昂贵的。尽管虚拟机可能仍然需要设备和软件许可证，但它们是一种经济高效的替代方案。这是因为与基于多硬件的系统相比，虚拟机的资源使用可以更加规范且更加结构化。

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使用虚拟机有哪些缺点？

另一方面， 虚拟机的效率可能低于专用服务器，因为它们可能无法直接访问硬件。换句话说，它们没有自己的硬件，因此需要与父操作系统交互，这可能会减慢硬件响应速度。

1-虚拟机消耗系统资源

虚拟机将占用主机的大量系统资源，特别是在运行多个虚拟机时。此外，如果资源分配设置不正确，主机和所有其他虚拟机可能会崩溃。

2-对于视频游戏玩家来说这不是一个好的选择

要求较高的游戏或其他需要大量图形和处理能力的应用程序在虚拟机上的表现并不好，因此虚拟机并不是在 Linux 或 macOS 上玩 Windows PC 游戏的最佳方式，除非游戏很旧或对图形要求不高。

3-可能需要高存储空间

设置多个虚拟机可能需要物理服务器提供大量存储空间。特别是当您的虚拟环境开始收集多个虚拟机时，您应该小心您的资源消耗指标。重要的是要认识到资源管理是确保安全且无风险的虚拟环境的最重要方法。一旦您能够最大程度地减少与虚拟机资源使用相关的问题，您就将迈向可持续的虚拟机系统。

虚拟机与容器

容器是虚拟世界的另一个部分，但它们并不基于虚拟机管理程序软件。本质上，容器是一个虚拟操作系统，没有完整虚拟机的虚拟硬件组件。

容器可以在虚拟机中运行，它们存在于虚拟机管理程序中，但它们只是虚拟机的一部分。当您需要在同一操作系统上运行多个程序而不使用多个操作系统时，容器会很有帮助。

这 容器的主要优势 是它们的停机时间比虚拟机少。容器仅包含二进制文件、库和其他必要的组件以及应用程序。同一主机上的容器运行相同的操作系统内核，使其轻量级，因此快速且可移植。

因此，容器可以更快地启动、优化服务器容量并更轻松地交付应用程序。容器在 Web 服务器、DevOps 测试、微服务以及优化每个节点可安装的应用程序数量等情况下很受欢迎。

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虚拟机与 VPS

虚拟专用服务器（VPS）使用虚拟化技术将物理服务器划分为虚拟容器，每个容器充当物理上独立的服务器。每个 VPS 都为用户提供 root 访问权限和完全控制权，包括启动和结束任何操作以及停止和重新启动 VPS 本身的权力。

云服务中的虚拟机也使用虚拟化将服务器分配给虚拟容器。在这个层面上，VPS和VM之间没有区别，因为它们使用相同的虚拟化技术。

VPS 托管和 VM 托管之间的主要区别在于如何维护数据以及如何处理物理服务器和虚拟容器。对于 VPS 托管，VPS 容器位于独立的服务器上，具有自己的磁盘驱动器集合，通常位于 RAID 阵列中，以提高效率。

虚拟机应用程序

有多种流行的 VM 应用程序可供选择。快速浏览一下 最佳虚拟机软件选项，但请务必查看我们的详细指南以进行专家比较分析。

• 虚拟盒子
• KVM 与 Qemu
• 虚拟机工作站
• Xen
• Citrix Hypervisor

结论

尽管容器和虚拟机各有优缺点，但适合您公司的选择取决于当前的项目需求。然而，两者都可以成为更具成本效益的计算的理想选择。

简而言之，虚拟机是一种更具成本效益的解决方案，可以帮助人们更好、更经济高效地管理系统的整个工作流程，并在各个机器之间更有效地分配资源。

它是评估其他操作系统（包括测试版）、暴露受病毒感染的数据、为操作系统生成备份以及在最初不适用的操作系统上运行软件或应用程序的绝佳环境。

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