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業界新聞

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虛擬化的分類

發布時間: 2022-05-11 10:45:08

虛擬化的分類,計算機是一個復雜精密的系統。這個系統包括若干層次,從下到上分別是硬件資源層、操作系統層、操作系統提供的抽象應用程序接口層運行在操作系統上的應用程序層。

每一層對外都隱藏了自己內部的運行細節,僅僅向上層提供對應的抽象接口,而上一層也不需要知道底層的內部運作機制,僅僅調用底層提供的接口即可工作。




分層的好處顯而易見,首先,每層的功能明確,開發時只需要考慮每層自身的設計及與相鄰層的交互,降低開發的復雜度;其次,層與層之間耦合低,依賴性低,可以方便地進行移植。

鑒于這些特點,可以采用不同的虛擬化技術構建不同的虛擬化層,向上層提供真實層次的功能或類似真實層次的功能。因此,按照虛擬化的實現層次可分為硬件虛擬化、操作系統虛擬化、應用虛擬化。

如果不考慮虛擬化的層次,從虛擬化應用領域來看可分為服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化、桌面虛擬化。如果從虛擬化的目的來看,虛擬化又可分為平臺虛擬化、資源虛擬化、應用虛擬化。平臺虛擬化提供了一個虛擬的計算環境和運行平臺,主要包括服務器虛擬化、桌面虛擬化。資源虛擬化主要是對各種資源進行虛擬化,又包括內存虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化等。

硬件虛擬化對計算機需要運行的硬件做了一個統一抽象的處理,封裝了硬件具體的實現過程,提供給用戶一個統一的硬件平臺,在這個平臺上用戶可以運行某個操作系統。典型的硬件虛擬化產品如VMware、VirtualBox等。

操作系統虛擬化是以某個操作系統作為母體,然后根據這個母體生成多個操作系統鏡像,所有這些鏡像和母體都是一種操作系統。如果母體中的某個配置改變了,那么鏡像中的配置也隨之改變。系統虛擬化目前已廣泛應用,尤其在服務器上。

可以通過系統虛擬化在一臺物理服務器上虛擬出數臺相互隔離的虛擬服務器,這些虛擬服務器共享物理服務器上的CPU、硬盤、I/O接口、內存等資源,提高服務器資源的利用率。

這種情況也稱為“一虛多”。與“一虛多”對應的是“多虛一”,即多臺物理服務器虛擬為一臺邏輯服務器,多臺物理服務器相互協作,共同完成一個任務。除此之外,還有“多虛多”,即先把多臺物理服務器虛擬為一臺邏輯服務器,然后再將其劃分為多個虛擬環境,同時運行多個業務。

應用虛擬化也稱為應用程序虛擬化,是指把應用程序和操作系統解耦合,即把應用程序的人機交互邏輯與計算邏輯隔離開,在用戶端啟動一個虛擬應用程序后,需要把用戶的人機計算邏輯部分傳送到服務器端,服務器端計算完畢后回傳給客戶端,從而給用戶提供一種訪問本地程序的感受。

服務器虛擬化是指將一臺物理服務器虛擬成若干邏輯服務器,邏輯服務器相互隔離,互不影響,從而讓CPU、硬盤、內存等物理設備變成可以利用的“資源池”,提高資源利用率,簡化管理。

存儲虛擬化是指把多個物理存儲設備抽象成一個邏輯存儲設備,邏輯存儲設備可以理解為一個“存儲池”,由管理系統統一為使用者分配這些存儲資源。

網絡虛擬化是指在物理網絡上構建多個邏輯網絡,每個邏輯網絡保留類似物理網絡的層次結構,并且采用和物理網絡一致的數據傳輸方式,最重要的是可以提供與真實網絡完全類似的功能。目前常見的網絡虛擬化主要分為局域網絡虛擬化(如VLAN)和專用網絡虛擬化(如VPN)。局域網絡虛擬化即把一個物理網絡劃分為不同的廣播域,每個廣播域相當于一個VLAN,每個VLAN類似一個對立的局域網。

同一個VLAN內的用戶互相連通,不同VLAN之間的計算機不能直接通信,多個VLAN之間通過路由器進行互連。專用網絡虛擬化對物理鏈路做了抽象化處理,即通過一個公用網絡(如Internet),建立一個臨時的,安全的鏈路,用戶通過該鏈路可以安全、方便地訪問某個組織機構的資源,并且用戶感覺不到這條虛擬鏈路與真實鏈路之間的差異性。

桌面虛擬化是一種特殊的系統虛擬化,必須與服務器虛擬化相關聯。通過桌面虛擬化可以實現在同一個終端登錄多個操作系統,也可以實現在不同的終端登錄同一個操作系統,解除了私人操作系統與物理機之間的耦合關系。

不管用戶通過終端登錄的是哪個操作系統,這個系統都沒有運行在終端上,而是作為一個虛擬操作系統運行在服務器上。服務器負責維護和管理這樣一個虛擬操作系統實例。

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