了解5種類型的服務器虛擬化

作者：鄒錚 編譯 2021-05-30 15:54:45

云計算

虛擬化 計算資源虛擬化以多種方式進行，包括基于硬件的虛擬化、管理程序和基于軟件的虛擬化。因此，管理員必須謹慎選擇虛擬化方法。

通過虛擬化，網(wǎng)絡、存儲和計算資源被抽象化，使應用程序、服務和功能減少對物理硬件的依賴。IT管??理員可以在自己的環(huán)境(包括操作系統(tǒng)、支持軟件、網(wǎng)絡和存儲資源)中提供應用程序、服務和功能，這種環(huán)境不太容易受相同基礎資源上運行其他工作負載問題的影響。或者它們可以共享資源以降低成本，并提高整體利用率和性能。

從標準基于服務器的虛擬化的早期開始(不包括IBM長期存在的大型機虛擬化功能)，管理員就開始創(chuàng)建虛擬機，其中包含運行工作負載所需的一切，包括操作系統(tǒng)的完整副本、所有支持軟件和模擬系統(tǒng)，例如作為網(wǎng)絡接口卡。有些IT部門正在轉(zhuǎn)向較小的方法，例如容器化，在這種方法中，工作負載被最小化到一個數(shù)據(jù)包中，該數(shù)據(jù)包位于虛擬化資源之上并共享操作系統(tǒng)功能。

計算資源虛擬化以多種方式進行，包括基于硬件的虛擬化、管理程序和基于軟件的虛擬化。因此，管理員必須謹慎選擇虛擬化方法。

硬件虛擬化

在這種情況下，該系統(tǒng)通過將CPU的一部分分配給不同的工作負載來提供虛擬化。這是IBM Power架構的主要方面，其中核心的部分或者整個核心可以分割，為工作負載創(chuàng)建專用平臺，并根據(jù)需要動態(tài)分配額外資源。這樣，不同工作負載可提供給專用環(huán)境，并可隨工作負載的需要而擴展和縮減，并且任何單個工作負載的不良行為都不會影響其他工作負載。

硬件虛擬化還支持需要更高可用性的工作負載(例如虛擬專用網(wǎng)或防病毒引擎)，讓它們擁有專用資源，其他工作負載無法調(diào)用。英特爾和AMD不太關注完整的硬件虛擬化，而是分別在硬件輔助方法中使用Intel Virtualization Technology和 AMD Virtualization。

硬件輔助虛擬化

對于硬件輔助虛擬化，操作系統(tǒng)和其他軟件可以完成繁重的工作，但軟件需要硬件功能來提供優(yōu)化的虛擬化，同時將性能損失降至最低。API將調(diào)用從應用層傳遞到硬件，繞過大量侵入性仿真和代碼執(zhí)行路徑中的調(diào)用處理。

硬件輔助虛擬化通常被認為是基于管理程序的虛擬化的功能，結(jié)合底層可用CPU。

基于虛擬管理程序的虛擬化

基于管理程序的虛擬化是企業(yè)數(shù)據(jù)中心中最常見的虛擬化形式。Type 1管理程序，也稱為裸機管理程序，包括VMware vSphere/ESXi、Microsoft Hyper-V和Linux KVM。通過使用Type 1管理程序，虛擬化在操作系統(tǒng)真正啟動之前發(fā)揮作用，創(chuàng)建虛擬化硬件平臺，主機操作系統(tǒng)的多個實例可以通過該管理程序?qū)舆M行交互。

Type 2管理程序，也稱為托管管理程序，在主機操作系統(tǒng)之上。通常用于桌面以支持來賓操作系統(tǒng)，與服務器虛擬化方法相反，Type 2管理程序示例包括Oracle VM VirtualBox、Parallels Desktop和VMware Fusion。

半虛擬化

完全虛擬化是指虛擬化環(huán)境中的工作負載沒有察覺自己沒有直接運行在物理平臺。半虛擬化采用稍微不同的方法。半虛擬化沒有模擬硬件環(huán)境—每個工作負載都運行自己的隔離域。

Xen等產(chǎn)品同時支持全虛擬化和半虛擬化，Oracle VM for x86和IBM LPAR使用經(jīng)過修改的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)了解半虛擬化層并優(yōu)化功能，例如從工作負載到硬件的特權調(diào)用等功能。

操作系統(tǒng)級虛擬化

操作系統(tǒng)級虛擬化(也稱為容器化)在過去幾年中得到很多人的青睞。容器化使不同的工作負載能夠以互不信任的方式共享相同的底層資源：由一個工作負載引起的任何問題都不會影響共享相同底層資源的其他工作負載。但情況并非總是如此。Docker的早期實例允許來自一個容器的特權調(diào)用干擾物理環(huán)境，從而導致多米諾骨牌效應的容器損壞?，F(xiàn)在，默認情況下對受保護底層資源的特權調(diào)用被禁用。

與硬件輔助虛擬化一樣，隨著直接對底層操作系統(tǒng)調(diào)用，而無需任何仿真，性能得以優(yōu)化。隨著Docker的出現(xiàn)，可簡單地創(chuàng)建工作負載，以從一個平臺移動到另一個平臺，同時最大限度地減少用于提供虛擬化的資源量，操作系統(tǒng)級虛擬化被嵌入到很多云平臺中，并得到大多數(shù)DevOps系統(tǒng)的支持。其他提供操作系統(tǒng)級虛擬化的平臺包括Linux Containers 和IBM Workload Partitions for AIX。

云平臺傾向于使用基于管理程序或操作系統(tǒng)級別的虛擬化，或者將操作系統(tǒng)級別的虛擬化功能置于基于管理程序的平臺之上。

虛擬化類型的選擇取決于支持來賓OS的需求、安裝和管理的工作負載數(shù)量、所需的總體性能以及總體成本，當你試圖虛擬化包含數(shù)百個操作系統(tǒng)的整個平臺時，許可費用可能很高。

新聞名稱：了解5種類型的服務器虛擬化
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