現(xiàn)在，許多IT創(chuàng)新都源于虛擬機(jī)（VM）以及軟硬件的分離，比如云計(jì)算，邊緣計(jì)算和微服務(wù)等領(lǐng)先技術(shù)概念都源于虛擬機(jī)，將操作系統(tǒng)和軟件實(shí)例與物理計(jì)算機(jī)分離。

什么是虛擬機(jī)？

從根本上講，VM是運(yùn)行程序而無需綁定到物理機(jī)的軟件。在VM實(shí)例中，一臺或多臺客戶機(jī)可以在物理主機(jī)上運(yùn)行。

每個(gè)VM都有自己的操作系統(tǒng)，并且與其他VM分開運(yùn)行，即使它們位于同一物理主機(jī)上也是如此。VM通常在服務(wù)器上運(yùn)行，但也可以在PC系統(tǒng)甚至嵌入式平臺上運(yùn)行。多個(gè)VM可以共享來自物理主機(jī)的資源，包括CPU，網(wǎng)絡(luò)帶寬和內(nèi)存。

虛擬機(jī)起源于1960年代早期的計(jì)算，當(dāng)時(shí)大型機(jī)用戶的共享是將軟件與物理主機(jī)系統(tǒng)分離的一種方式。虛擬機(jī)在1970年代初被定義為“真實(shí)計(jì)算機(jī)的高效隔離副本”。

虛擬機(jī)在過去15年中獲得了發(fā)展，因?yàn)槠髽I(yè)采用服務(wù)器虛擬化以更有效地利用其物理服務(wù)器的計(jì)算能力，從而減少了對物理服務(wù)器的需求，從而節(jié)省了數(shù)據(jù)中心的空間。由于具有不同操作系統(tǒng)要求的應(yīng)用程序可以在單個(gè)物理主機(jī)上運(yùn)行，因此不需要為每個(gè)服務(wù)器配備不同的服務(wù)器硬件。

通常，有兩種類型的VM：進(jìn)程VM（將單個(gè)進(jìn)程分開）和系統(tǒng)VM（將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序與物理計(jì)算機(jī)完全分開）。進(jìn)程VM的示例包括Java虛擬機(jī)，.NET Framework和Parrot虛擬機(jī)。

系統(tǒng)VM依賴虛擬機(jī)管理程序，作為使軟件可以訪問硬件資源的中介。知名的虛擬機(jī)管理程序包括VMware（ESX/ESXi），英特爾/Linux基金會(huì)（Xen），Oracle（用于SPARC的MV Server和用于x86的Oracle VM Server）和微軟（Hyper-V）。

PC系統(tǒng)也可以利用虛擬機(jī)。比如Mac用戶在其物理Mac上運(yùn)行虛擬Windows 10實(shí)例。

虛擬機(jī)的優(yōu)勢

由于軟件與物理主機(jī)是分開的，因此用戶可以在單個(gè)硬件上運(yùn)行多個(gè)實(shí)例，從而節(jié)省了公司時(shí)間，管理成本和物理空間。VM的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，VM可以支持舊版應(yīng)用程序，從而減少或消除了將較舊的應(yīng)用程序遷移到更新的，或不同操作系統(tǒng)的需求和成本。

此外，開發(fā)人員使用VM可以在安全的沙盒環(huán)境中測試應(yīng)用程序。也可以幫助隔離可能感染給定VM實(shí)例的惡意軟件。由于VM內(nèi)的軟件無法篡改主機(jī)，因此惡意軟件無法傳播導(dǎo)致盡可能多的損害。

虛擬機(jī)的缺點(diǎn)

虛擬機(jī)確實(shí)有一些缺點(diǎn)。在一臺物理主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)VM可能會(huì)導(dǎo)致性能不穩(wěn)定，尤其是在不滿足特定應(yīng)用程序的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要求的情況下。與物理服務(wù)器相比，這也使它們在許多情況下效率較低。大多數(shù)IT運(yùn)營都在物理系統(tǒng)和虛擬系統(tǒng)之間尋求平衡。

虛擬化的擴(kuò)展

虛擬機(jī)在服務(wù)器虛擬化方面的成功導(dǎo)致將虛擬化應(yīng)用于其他領(lǐng)域，包括存儲，網(wǎng)絡(luò)和桌面。

在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，企業(yè)探索網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)選項(xiàng)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV），這項(xiàng)功能使用商用服務(wù)器代替專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)更靈活和可擴(kuò)展的服務(wù)。

這與軟件定義的網(wǎng)絡(luò)有所不同，軟件定義的網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分開，來實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的更多自動(dòng)配置和基于策略的管理。第三種技術(shù)，虛擬網(wǎng)絡(luò)功能，是可以在NFV環(huán)境中運(yùn)行的基于軟件的服務(wù)，包括路由，防火墻，負(fù)載均衡，WAN加速和加密等過程。

虛擬機(jī)和容器

VM的增長導(dǎo)致了容器等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得VM更邁進(jìn)了一步，并在Web應(yīng)用程序開發(fā)人員中贏得了吸引力。在容器設(shè)置中，可以將單個(gè)應(yīng)用程序及其依賴項(xiàng)虛擬化。與VM相比，容器的開銷要少得多，它僅包含二進(jìn)制文件，庫和應(yīng)用程序。

盡管有些人認(rèn)為容器的開發(fā)可能會(huì)殺死虛擬機(jī)，但VM具有足夠的功能和優(yōu)勢，可以使技術(shù)不斷發(fā)展。例如，當(dāng)一起運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序或在較舊的操作系統(tǒng)上運(yùn)行舊版應(yīng)用程序時(shí)，VM仍然有用。

另外，有些人認(rèn)為容器不如VM虛擬機(jī)管理程序安全，因?yàn)槿萜髦挥幸粋€(gè)應(yīng)用程序共享的OS，而VM可以隔離應(yīng)用程序和OS。

所以，即使企業(yè)探索云架構(gòu)和容器，VM軟件市場仍然是一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。在IDC的《2019-2022年全球虛擬機(jī)軟件預(yù)測》提及，盡管虛擬機(jī)軟件市場已經(jīng)高度成熟并且已經(jīng)接近飽和，但在未來五年中將一直保持強(qiáng)勁的增長勢頭，并且將繼續(xù)保持正增長。

此外，虛擬機(jī)被看做5G和邊緣計(jì)算等新技術(shù)的一部分。例如，微軟，VMware和Citrix等虛擬桌面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（VDI）供應(yīng)商進(jìn)一步將VDI系統(tǒng)擴(kuò)展到遠(yuǎn)程桌面。
責(zé)編AJX