“IT百科”进阶学习之“虚拟化技术全攻略”

"虚拟化技术"针对从事IT技术的相关工作人员应该都有听说或者应用过，而对于多数网友朋友们可能没有听说过，但是我相信多数人都听说过"云计算"、"云服务"、"虚拟机"这几个概念名词吧!而这几个概念主要应用的技术就是"神奇"的"虚拟化技术"!

"虚拟化技术"这些年随着信息化的深入发展，政府、运营商、医疗、金融、教育、能源、制造业、中大型企业等各大行业都在应用这项技术。很多IT运维管理人员也都在学习这项技术。很多国内外的网络、应用、安全厂商也在大量研发生产相关产品和解决方案。

虚拟化技术为什么这么火?它的技术价值是什么?技术原理是什么?在实际场景中是如何应用的?

今天我们就以本篇文章内容给大家介绍虚拟化技术的概念、分类、应用，希望对大家有所帮助。

一、 历史由来

虚拟化并不是什么新主题;实际上，它的存在已经超过 40 年了。虚拟化技术最早的一些用法包括 IBM® 7044、麻省理工学院(MIT)在 IBM 704 上开发的 CTSS(Compatible Time Sharing System)以及曼彻斯特大学的 Atlas 项目(世界上最早的超级计算机之一)，这些都是请求页面调度和监管进程调用的先驱。

硬件虚拟化

IBM 早在 20 世纪 60 年代开发 System/360™ Model 67 大型机时就认识到了虚拟化的重要性。Model 67 通过 VMM(Virtual Machine Monitor)对所有的硬件接口都进行了虚拟化。在早期计算中，操作系统被称为 supervisor。能够在其他操作系统上运行的操作系统被称为 hypervisor(这个术语是在 20 世纪 70 年代出现的)。

VMM 可以直接在底层硬件上运行，允许运行多个虚拟机(VM)。每个 VM 都可以运行一个自己私有操作系统的实例 —— 在早些时候，这称为 CMS(或 Conversational Monitor System)。之后 VM 继续发展，现在您可以在 System z9™ 大型机上发现 VM。这提供了很好的向后兼容性，甚至是对 System/360 产品线的兼容性。

处理器虚拟化

虚拟化早期的另外一种用法(在本例中是对处理器的仿真)是 P-code(或伪码)机。P-code 是一种机器语言，运行于虚拟机而不是实际硬件。P-code 早在 20 世纪 70 年代就已在加州大学圣地亚哥分校(UCSD)Pascal 系统上颇有名气了，它将 Pascal 程序编译成 P-code，然后在一个 P-code 虚拟机上运行。这就使 P-code 程序具有了高度的可移植性，而且，只要有可用的 P-code 虚拟机，P-code 程序就可以运行。

20 世纪 60 年代对 BCPL(Basic Combined Programming Language)的设计中也采用了相同的概念，C 语言即由 BCPL 发展而来。在这种用法中，编译器会将 BCPL 代码编译成称为 O-code 的中间机器代码。接下来的第二个步骤是将 O-code 编译成目标机器的原始语言。现代编译器所使用的这种模型为将编译器移植到新目标体系结构上提供了很大的灵活性(通过一种中间语言将前端和后端分隔开来)。

指令集虚拟化

虚拟化最新的发展称为指令集虚拟化，或者二进制转换。在这种模型中，虚拟指令集被转换成底层硬件的物理指令集，这个过程通常都是动态的。当代码执行时，就会对代码的某个段进行转换。如果出现分支情况，就会导入新代码集并进行转换。这使它与缓存操作非常类似，后者是将指令块从内存移动到本地快速缓存中执行。

这种模型最近在 Transmeta 设计的 Crusoe 中央处理单元(CPU)中得到了使用。二进制转换由 Code Morphing 的专利技术实现。类似的一个例子是完全虚拟化解决方案通过运行时代码扫描来查找和重定向特权指令(用来解决特定处理器指令集的一些问题)。

二、 基本简介

1、 什么是虚拟化

在计算机中，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源存储。

虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时一起运行，虚拟化而在虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上;而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。

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。

2、 虚拟化的技术分类

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：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。

（编辑：ASP站长网）