云计算技术之虚拟化技术

一、什么是虚拟化

虚拟化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。

二、虚拟化实现的方式

全虚拟化：也成为原始虚拟化技术，该模型使用虚拟机协调guest操作系统和原始硬件，VMM在guest操作系统和裸硬件之间用于工作协调，一些受保护指令必须由Hypervisor（VMM 虚拟机管理程序）来捕获处理。既VMM会为GuestOS抽象模拟出它所需要的包括CPU、磁盘、内存、网卡、显卡等抽象硬件资源，所以全虚拟化的GuestOS并不会知道自己其实是一台虚拟机。全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟，但是性能方面不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源。典型的全虚拟化软件有：VMWare、Hyper-V、KVM-x86(复杂指令集)。其有两种实现方式： 1、基于二进制翻译的全虚拟化；2、基于扫描和修补的全虚拟化。

半虚拟化：是另一种类似于全虚拟化的技术，它使用Hypervisor分享存取底层的硬件，但是它的guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。该方法无需重新编译或引起陷阱，因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。典型的半虚拟化软件有：Xen、KVM-PowerPC(简易指令集)半虚拟化除了修改内核外还有另外一种实现方法–在每一个GuestOS中安装半虚拟化软件：VMTools、RHEVTools。半虚拟化需要guest操作系统做一些修改，使guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的，但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

引用于 https://www.cnblogs.com/zuoyang/articles/5970405.html

三、虚拟化技术分类

1、从实现虚拟化的层次来分，虚拟化技术可以划分为：硬件虚拟化，操作系统虚拟化，应用程序虚拟化等。

硬件虚拟化，又叫做准虚拟化，就是用软件来虚拟一台标准电脑的硬件配置，如CPU、内存、硬盘、声显卡、光驱等，成为一台虚拟的裸机。

操作系统虚拟化，就是以原操作系统为母体样本，利用虚拟化软件克隆出多个新系统。

应用程序虚拟化，主要任务是虚拟操作系统，保证应用程序的正常运行虚拟系统的某些关键部分，如注册表等，轻量、小巧；还可以实现很多非绿色软件的移动使用，通过局域网方便快捷地分发到企业终端上，不用安装，直接使用，在应用范围和体验上超越绿色软件，大大降低了企业的IT成本。

2、以应用领域来划分，虚拟化技术可以划分为：服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、桌面虚拟化、CPU虚拟化、文件虚拟化等。

服务器虚拟化，应用了硬件虚拟化和操作系统虚拟化技术，在一台服务器运行安装多个操作系统，并且可以同时运行，就相当于多台服务器同时运行了，利用率大大提高。

存储虚拟化，是将一堆独立分布的硬盘虚拟的整合成一块硬盘，存储虚拟化的目的是方便管理和有效利用存储空间。

网络虚拟化，一般是指VPN，它将两个异地的局域网，虚拟成一个局域网，这样一些企业的OA、B/S软件，就可以像真实局域网一样进行电脑互访了。

桌面虚拟化，是在服务器上部署好桌面环境，传输到客户端电脑上，而客户端只采用瘦客户机的应用模式，即只安装操作系统，接受服务器传输来的虚拟桌面，用户看到的就像本地真实环境一样，所有的使用其实是对服务器上的桌面进行操作。

CPU虚拟化，是对硬件虚拟化方案的优化和加强。以前是用虚拟化软件把一个CPU虚拟成多个CPU，而CPU虚拟化直接从硬件层面实现，这样大大提高的性能。

文件虚拟化，是将分布在多台电脑的文件数据虚拟成一台电脑上的，这样以前找文件要去不同的机器上查找，而现在则像在一台电脑上操作一样。

四、虚拟化的应用

1、高校信息化建设中的应用。

使用存储虚拟化技术，将高校信息化基础设施中的所有存储资源整合为一个大的存储系统，通过统一存储数据和管理存储空间对外以透明的方式提供存储服务，根据应用系统对存储速率和访问要求的不同，提供不同的存取方式。

使用服务器虚拟化技术，将高校中的PC服务器统一虚拟整合为一个服务资源池，根据各个业务系统的需求，为其分配适合的CPU、内存和存储资源。

使用Web虚拟主机技术，将高校网站整合在一起，提高资源的利用率和安全性。这样如果一个部门需要开设新的Web网站，可以根据其使用的技术平台，分配相应的Web服务器空间和数据库服务器。从而可以对校园网站整个系统的资源进行动态优化。

使用网络虚拟化技术，可以为高校信息化的网络基础设施建设提供一个新标准，定义新一代网络架构，使得各种基础网络都能使用这种灵活的架构，使高校在构建连续和高度可用的网络服务的同时，优化网络资源的使用效率。

2、企业管理上的应用。

企业应用虚拟化技术时，主要集中在与对企业服务器虚拟化管理以及企业信息化建设应用中。

引用于http://www.enkj.com/idcnews/Article/20180115/12712

五、与云计算的关系、区别

1、虚拟化是一种技术，云计算是一种概念、使用模式。

2、虚拟化是指将物理的实体，通过软件模式，形成若干虚拟存在的系统，其实真是运作还是在实体上，只是划分了若干区域或者时域划分

3、云计算的基础是虚拟化，但虚拟化只是云计算的一部分，云计算其实就是在虚拟化出若干资源池以后的应用，但虚拟化并不是只对应云计算的，也有其他运用。

4.虚拟化技术和云计算这两个概念对应的现实环境中的问题是不同的：

虚拟化技术(尤其是桌面虚拟化)，主要的目的是：提高硬件资源的利用率。提高运维、管理的效率。

云计算(尤其是Hadoop)的主要目的是：在合理的时间内，对海量的数据进行分析，找出背后的规律和趋势。

具体云计算相关基础知识点请看：https://blog.csdn.net/aron_conli/article/details/88379764