基础设施现代化的核心是一个重要组件：虚拟机管理程序。这个概念已经有半个世纪的历史了。目标仍然是硬件共享，类似于操作系统的功能。其定义本身就是对虚拟机的物理硬件资产进行抽象和管理。
什么是虚拟机管理程序？为什么它对当今的计算如此重要？
什么是虚拟机管理程序？
这存在于称为虚拟化的广阔计算领域中。简单来说，虚拟机管理程序是指通过分配 CPU、内存、存储和网络带宽等物理资产来控制来宾操作系统执行的软件或固件。掌握虚拟化中的“什么是虚拟机管理程序”需要了解它如何抽象硬件，让多个操作系统共享物理基础设施。
20 世纪 60 年代，IBM 开始为其大型计算机开发虚拟化技术。这 CP-40研究系统于 1967 年 1 月开始生产，成为 IBM CP/CMS 操作系统的第一个版本。 “管理程序”一词于 1970 年左右出现，用来描述与其他程序同时执行 OS/360 的软件。
前缀“hyper”来自于管理程序（传统操作系统设计中的内核）之上。虚拟机管理程序充当超级管理程序，在主机和不同的来宾系统之间进行管理和协调。
CP/CMS 中的 CMS 最初代表 Cambridge Monitor System，但后来更名为 Conversational Monitor System，至今仍然是虚拟化系统的一个组件。
什么是云管理程序？
在讨论云计算中的“什么是虚拟机管理程序”时，云虚拟机管理程序作为专门为支持云平台而设计的解决方案脱颖而出。云提供商利用这些在单个物理服务器上构建和管理多个虚拟服务器（实例）。这些虚拟设置可以根据工作负载轻松扩展或缩小。
这些虚拟设置还构成了 VPS 托管的基础，提供商在其中提供隔离的服务器实例。我建议你阅读我们的文章 “什么是 VPS 提供商”，揭示了虚拟机管理程序如何为现代托管基础设施提供支持。
据最近 市场预测数据中心虚拟化市场2023年估值为73亿美元，预计到2030年将达到211亿美元，复合年增长率为16.3%。这种增长反映了现代 IT 基础设施中对虚拟机管理程序的日益依赖。
虚拟机管理程序的主要类型有哪些？
探索“什么是虚拟机管理程序”揭示了虚拟化的两种主要类型：类型 1（也称为裸机）和类型 2（称为托管）。每个都有自己的优点和缺点。它们之间的决定取决于用例，无论是企业级、需要强大的性能还是个人发展。
类型 1 虚拟机管理程序（裸机）
类型 1 虚拟机管理程序通常称为裸机，直接在主机硬件上运行，不需要任何底层主机操作系统。这种设计提供了无与伦比的有效性，使其成为生产设置和数据中心或云基础设施等大规模部署的理想选择。
类型 2 虚拟机管理程序（托管）
类型 2 虚拟机管理程序或托管虚拟机管理程序安装在当前操作系统（Windows、macOS 或 Linux）之上。这使得它们更易于访问并且适合开发、测试或只是在台式机或笔记本电脑上执行一些虚拟机。
Hypervisor 类型总结
| 特征 | 1 类虚拟机管理程序 | 2 类虚拟机管理程序 |
| 地点 | 在硬件之上 | 操作系统之上 |
| 表现 | 高的 | 缓和 |
| 使用案例 | 数据中心、生产 | 开发、个人使用 |
虚拟机管理程序如何工作？
要了解虚拟机管理程序的工作原理，您需要在硬件级别掌握虚拟化的概念。那么，Hypervisor 的主要功能是什么？它充当物理硬件和虚拟机之间的中间层，管理分配和隔离。
类型 1 或类型 2 虚拟机管理程序执行虚拟平台的基本初始化、配置、管理和保护。
初始化
虚拟机管理程序首先在系统启动时进行初始化，对于类型 1 直接在硬件上初始化，或者对于类型 2 在主机操作系统之后初始化。它建立一个平台来构建和管理虚拟机。此设置包括内存池、CPU 调度机制和设备接口。
虚拟机创建
在初始化期间虚拟机管理程序就位后，管理员可以构建新的虚拟机。每个 VM 接收一定数量的虚拟硬件，如 CPU、RAM、磁盘和网络接口，由虚拟机管理程序映射到物理组件。这些虚拟机不能相互干扰，从而实现安全的多租户。
资源管理
虚拟机管理程序根据虚拟机的要求在执行虚拟机之间不断分配和管理资产。在检测到使用模式后，它会在这些虚拟机之间重新分配 CPU 周期、内存和 I/O 吞吐量，以获得最佳效果。高级虚拟机管理程序支持超出物理可用容量的容量过量使用，具体取决于预期的使用情况。
隔离与安全
为了安全性和稳定性，虚拟机管理程序在虚拟机之间强加隔离。这样一来，一台虚拟机中的故障或妥协不会影响任何其他虚拟机。此外，大多数虚拟机管理程序都包含沙箱、加密和安全启动等功能，以保护主机及其虚拟机。
设备模仿
为了允许虚拟机进行硬件交互，虚拟机管理程序模拟一组标准设备，包括网络适配器、硬盘和视频控制器。这种抽象允许虚拟机运行未经修改的操作系统，因为操作系统认为它正在与真实的硬件进行交互。
虚拟机管理程序的用例
虚拟机管理程序为现代 IT 基础设施中的各种虚拟化场景提供支持。当组织了解这些用例时，他们可以确定虚拟机管理程序技术在哪里提供最大的价值。
服务器整合
组织使用虚拟机管理程序在单个物理机上执行多个虚拟服务器，从而降低硬件成本并提高利用率。这种整合方法最大限度地减少了数据中心的物理占地面积，同时保持相同的计算能力。
这种服务器整合方法依赖于虚拟化技术。为了探索更广泛的概念， 查看我们关于“什么是服务器虚拟化”，其中详细介绍了技术和优点。
桌面虚拟化 (VDI)
虚拟桌面基础设施依靠虚拟机管理程序来构建用户可以远程访问的虚拟桌面。 Microsoft Hyper-V 和 VMware ESXi 等 1 类虚拟机管理程序支持 VDI 部署，让组织可以集中管理桌面设置，同时为员工提供跨设备和位置的一致访问。
开发与测试
开发人员和 QA 团队利用虚拟机管理程序快速构建隔离的测试设置。单个工作站上可以存在执行不同操作系统或配置的多个虚拟机，让团队可以跨各种平台测试软件，而无需为每个设置配备专用硬件。
云计算基础设施
云服务提供商严重依赖虚拟机管理程序来提供基础设施即服务产品。虚拟机管理程序允许提供商将物理服务器划分为数百个虚拟实例，每个实例为不同的客户提供服务，同时保持安全隔离和保证。
这种基于虚拟机管理程序的基础设施为全球 VPS 托管服务提供支持。在Cloudzy，当您 购买VPS服务器 通过我们的解决方案，您可以获得 KVM 支持的 Linux 和 Windows 选项以及遍布全球 12 个地点的 NVMe SSD 存储。您可以获得完全的 root 访问权限、99.95% 的正常运行时间以及我们团队的 24/7 技术支持。
灾难恢复
虚拟机管理程序通过促进快速虚拟机快照和复制来简化灾难恢复。组织可以备份整个虚拟机，包括操作系统、应用程序和数据，然后在主系统出现故障时在不同的硬件上快速恢复它们。
管理程序注意事项
为您的设置选择正确的虚拟机管理程序超出了性能考虑范围。必须有经过深思熟虑的兼容性评估、安全性、扩展能力和管理工具选项。合适的虚拟机管理程序完美适合您组织当前的基础设施，无论是实现企业工作负载、在云上部署还是启动测试实验室。
表现
虚拟机管理程序必须提供更少的开销、更高的效率和更好的性能。 1 类虚拟机管理程序被认为最适合高性能应用程序。
安全
虚拟机管理程序安全对于保护虚拟环境至关重要。虚拟机管理程序必须允许对各个虚拟机进行加密、安全启动和隔离，以限制暴露漏洞。
兼容性
虚拟机管理程序应与操作系统、存储和网络接口兼容才能顺利工作。
可扩展性
虚拟机管理程序应该能够随着工作负载的增加进行扩展和缩减。
管理工具
寻找一款具有强大管理工具的虚拟机管理程序，或者与 Kubernetes、OpenStack 或 VMware vCenter 等第三方编排平台关联的虚拟机管理程序。
虚拟机管理程序的优点
现在您知道了“什么是虚拟机管理程序”，让我们看看它的优点。与传统物理基础设施相比，现代虚拟机管理程序具有以下优势：
资源优化： 通过在同一台机器上执行不同的虚拟机，充分利用硬件。
成本效益： 尽量减少购买物理服务器可以减少硬件和维护支出。
灵活性： 根据需要快速构建或删除虚拟机。
隔离： 通过隔离平台提高安全性和稳定性。
灾难恢复： 备份、复制和恢复虚拟机非常简单。
平台不可知论： 在相同的硬件上执行不同的操作系统。
虚拟机管理程序的缺点
虚拟机管理程序具有诸多优势，但也面临着一些挑战：
性能开销： 更多的抽象层（尤其是在 2 类虚拟机管理程序中）会带来一定程度的性能下降。
综合管理： 如果没有适当的工具，管理大量虚拟机就会变得困难。
安全风险： 虚拟机管理程序中的任何漏洞都可以被利用来攻击其托管的所有虚拟机。
许可费用： 企业级虚拟机管理程序通常具有较高的许可费用。
虚拟机管理程序与容器
虚拟机管理程序和容器都有助于虚拟化，但在技术堆栈的不同级别上运行。将“什么是虚拟机管理程序”与容器技术进行比较，可以阐明这些虚拟化方法之间的关键架构差异。这些差异有助于组织选择适合其工作负载要求的技术。
主要差异
建筑学： 虚拟机管理程序虚拟化硬件并在每个虚拟机中执行完整的操作系统。容器虚拟化操作系统并共享主机操作系统内核，仅打包应用程序及其依赖项。
资源使用情况： 容器是轻量级的，消耗的资源更少，因为它们共享主机内核。虚拟机需要更多容量，因为每个虚拟机都使用自己的内核执行完整的操作系统。
启动时间： 容器几乎立即启动，通常只需几秒钟。虚拟机需要更长的时间来启动，因为它们必须加载整个操作系统。
隔离级别： 虚拟机通过虚拟机管理程序在硬件级别提供更强的隔离。容器提供进程级隔离，这种隔离更轻，但如果配置不当，安全性可能会降低。
何时使用每个
将虚拟机管理程序用于：
- 在同一硬件上执行多个不同的操作系统
- 需要完全操作系统隔离的遗留应用程序
- 需要硬件级隔离的强安全要求
- 执行需要专用容量的密集型应用程序
将容器用于：
- 微服务架构
- 快速应用程序部署和扩展
- 开发和测试设置
- 专为可移植性而设计的云原生应用程序
补充方法
容器的采用正在迅速加速。根据 2024 年 Docker 状态 根据《应用程序开发报告》，65% 的组织现在在生产中使用容器，预计到 2026 年采用率将达到 85% 以上。
然而，容器并不能取代虚拟机管理程序。许多组织在虚拟机内执行容器，以结合这两种技术的优点，通过虚拟机管理程序的强大隔离获得容器的快速可扩展性。
当今市场上的顶级虚拟机管理程序
有了如此多的虚拟化选项，一些虚拟机管理程序因其性能、可靠性和生态系统支持而成为最先进的。在评估当今市场上哪些产品被视为虚拟机管理程序时，有几个平台脱颖而出。
这些解决方案在生产和测试环境方面赢得了全球企业、云提供商和开发人员的信任。以下是一些最常用和最有影响力的虚拟机管理程序平台。
VMware ESXi
VMware ESXi 被描述为在企业环境中广泛使用的 1 类虚拟机管理程序。它以其稳定性和与 VMware 生态系统的集成而闻名。博通收购 VMware 后， ESXi 8.0 vSphere 于 2022 年发布，并在 2025 年之前继续接收更新，其中 8.0 Update 3g 是截至 2025 年 1 月的最新版本，vSphere 9.0 也将于 2025 年全面上市。
微软Hyper-V
Microsoft Hyper-V 在小型企业和大型企业中很受欢迎并在其中实施。 Windows Server 2025于 2024 年 11 月发布，为 Hyper-V 带来了巨大的性能改进。
其中包括支持每个虚拟机最多 2,048 个虚拟处理器和 240 TB 内存。 GPU 分区等新功能可让多个虚拟机共享 GPU 容量并支持实时迁移。
KVM（基于内核的虚拟机）
KVM 是一种开源 Type 1 虚拟机管理程序，集成在 Linux 内核中，并在 OpenStack 等云平台中得到广泛应用。 合并到主线 Linux 内核中 2007 年，KVM 继续积极开发，并包含在最新的 Linux 内核版本中，包括 2025 年的 6.14 及更高版本。
甲骨文虚拟盒
Oracle VirtualBox，一款免费的 Type 2 虚拟机管理程序，非常适合开发人员和测试人员。 虚拟盒7.2于 2025 年 8 月发布，增加了对 Windows 和 macOS 主机上 ARM 虚拟化的支持，扩展了其跨平台功能。最新版本7.2.4于2025年10月发布。
Xen项目
Xen Project，AWS 和一些大型云提供商采用的开源 Type 1 虚拟机管理程序。 Xen项目发布 4.20版本 2025 年 3 月，引入增强的安全更新、改进的性能以及扩展对 x86、ARM 和早期 RISC-V 架构的支持。
结论
对于涉及云技术、IT 基础设施运营或软件开发的任何人来说，了解“什么是虚拟机管理程序”及其工作原理是必须了解的。虚拟机管理程序不仅仅是硬件和软件之间的一层；它是高效、可扩展且安全的虚拟化的核心。
虚拟机管理程序可以帮助解决从成本优化和系统隔离到快速部署和平台灵活性（从本地数据中心到云）的各个方面。选择类型 1 还是类型 2 取决于您的性能、安全性和可扩展性要求。
虚拟化和容器化技术的持续增长表明，虚拟机管理程序仍然是现代 IT 基础设施的基础，与新兴技术一起为下一代计算平台提供动力。
