【坤前分享】不知道虚拟化？看这篇就够了！

什么是虚拟化？

虚拟化是将计算机的各种实体资源（CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等），予以抽象、转换后呈现出来并可供分区、组合为一个或多个电脑配置环境的技术，是一种资源管理技术。

实现形式是在系统中加入一个虚拟化层，将下层的资源抽象成另一种形式的资源，提供给上层使用。如图所示：

当然这样说来有点抽象了，我们来举个例子：

VMware或者Virtualbox 等虚拟化软件，通过对CPU、MEM、DISK、NETWORK等进行模拟，可以在一台Windows或者MacOS上面模拟出多个系统，可以和宿主机(也就是底层的物理机)相同,也可以不同。我们还可以对CentOS所使用的硬件资源做配置，比如4 CPU, 8G MEM等（即使使用的物理主机只有2 CPU,但在虚拟机上可以模拟出4 CPU）。

底层硬件不变，但我们可以模拟出多种多样的物理硬件，即使这个硬件不存在也可以通过软件的方式模拟出来。这些就是虚拟化技术。

当然了，"任你七十二变", 所有的计算能力或者网络以及存储能力还得有物理机去提供。

1虚拟化技术的演进

1959 年 6 月 15 日，牛津大学的计算机教授，克里斯托弗·斯特雷奇（Christopher Strachey）在国际信息处理大会上发表了一篇名为《大型高速计算机中的时间共享》的学术报告，这篇文章被认为是最早的虚拟化技术论述，从此拉开了虚拟化发展的帷幕。

克里斯托弗·斯特雷奇

上世纪 60 到 70 年代末，虚拟化技术也只被应用于大中型计算机。从1998年VMWare的成立，到Xen架构的兴起，虚拟化作为当时的新兴技术进入人们的视野，但这时候硬件性能损耗在40%-50%，虚拟化后的系统难以胜任企业级应用。

直到2005年Intel发布VT-x/SVM，从CPU层面提供对虚拟化的支持和优化，将性能损耗降低至10-15%。后来Intel进一步提高CPU的性能，降低系统组建开销，将焦点从追求CPU速度转移到聚焦CPU的效率，让虚拟化技术真正用到了x86平台，并从桌面延伸到数据中心，最终在私有云领域打开局面。

从2007年开始，KVM逐渐成长为默认的虚拟化引擎，x86虚拟化平台的性能进一步提升，相关开源项目飞速发展，Intel芯片组对虚拟化的支持也越来越好。2007年，是虚拟化技术走向成熟的一年，KVM+Intel VTX逐渐成为虚拟化平台的标配。云计算也在这个时候与虚拟化交汇，在2007年初露锋芒。

2与云计算的区别？

提到云计算，很多人会把虚拟化跟云计算的概念混淆起来，今天小编带大家找找虚拟化与云计算的区别：

01定义与侧重点不同

虚拟化属于技术范畴，侧重点是对物理资源的分散；而云计算属于方法范畴，侧重点是对物力资源的重组与调度。

换句话说，云计算不同于虚拟化在一台底层硬件资源上"折腾"，而是通过一定的方式将多个物理资源组织到一起。

比如一台虚拟机可以用物理机A的CPU与MEM,但是存储可能使用物理机B的，也有可能是另外一个存储集群的，这样就相当于我们把底层的物理硬件给拆分了，所有的CPU组成CPU资源池，所有的MEM组成MEM资源池，所有的DISK组成DISK资源池，而后所谓的虚拟机就是从这些资源池中去申请，然后拼装成一个完成的计算节点。

这些资源池就是云计算的一个缩影，他解决的其实不是技术问题，而是方法问题，即如何有效的分配与调度资源，当然这也涉及到技术范畴，但不是最核心的。

02目的不同

虚拟化是从1个物理硬件系统创建多个模拟环境，要解决的是如何对底层(物理节点)硬件进行驱动、模拟、分片、隔离等技术难点；

云计算是汇聚并自动化分配虚拟资源以供按需使用，通过定义规则组织更多的物理节点去支撑虚拟化技术。

03配置与用途不同

虚拟化基于镜像（比如说在官网上任意下载一个镜像，在创建虚拟化的时候，基于镜像做就行了，CPU选几颗，内存选多大等），针对具体用途为特定用户提供打包资源；

云计算基于模板（要先创建模板，比如CentOS6.5/CentOS6.6等对应相应的实例配置），针对多种用途为用户群组提供不同资源。

04成本也有差异

如果只有2台服务器，直接做虚拟化就行，但要是几十个节点，单个管理起来比较困难的话就可以上云。从支出来看，虚拟化的资本支出(CAPEX) 高、运营支出(OPEX) 低，上云的话，私有云的CAPEX高、OPEX 低，而公共云的CAPEX低、OPEX高。

总而言之，选择虚拟化方案还是云计算方案，需要充分思考组织机构当前的开发环境和人才分布，选择最适合自己的，才是正确的。

3虚拟化技术分类

传统概念曾将虚拟化分为全虚拟化、半虚拟化、硬件辅助虚拟化。现如今，他们的界线越来越模糊。

半虚拟化和全虚拟化得到了有机的整合,如半虚拟化的设备驱动和全虚拟化的虚拟机在上述四种虚拟化架构中得到了统一,像VMware和微软等很多虚拟化厂商也不再明确自己的虚拟化产品归类。

当前虚拟化技术中主流和成熟的有4种：VMWARE的ESX、微软的Hyper-V、开源的XEN和KVM。

4种虚拟化技术比较

这4种虚拟化技术都用到了半虚拟化驱动，从架构上来看，各种虚拟化技术没有明显的性能差距，稳定性也在逐渐逼近中,各自有着自身的优势场景和市场群体。

随着CPU硬件辅助虚拟化技术发展到了二代，而且新版的操作系统对虚拟化技术的原生支持(如Windows7的Natively Enlightened，Linux的paravirt_ops内核选项)，以及Hypervisor对虚拟机的CPU调度和内存管理越来越少的干预。

则软件做得越少而硬件做得越多，各种虚拟化技术既有全虚拟化技术对操作系统的兼容性，又有半虚拟化技术所带来的性能优势。

4虚拟化技术趋势

01平台开放兼容

随着云计算时代的来临，虚拟化管理平台逐步走向开放平台架构，从最早的Xen到后来的KVM，再到X-Dragon，确保架构和业务设计的一致性，保障最终用户体验通畅无阻是必须的。

02公有云的安全性

在公有云场景，政府/企业整体IT架构构建在公有云上，对于数据的安全性有非常高的要求，就需要提供类似于VPN的技术，把企业的IT架构变成叠加在公有云上的“私有云”，这样既享受了公有云的服务便利性，又可以保证私有数据的安全性。

03裸金属架构复苏

随着超大规模公有云平台的诞生，裸金属架构（Bare Meta）也再次进入公有云服务商的视野，即直接在硬件上安装虚拟化软件，再在其上安装操作系统和应用，以来虚拟层内核和服务器控制台进行管理。AWS、Google等都在进行相关探索，Intel也在从硬件层面给以支持。

未来已来，不仅对整个IT、互联网行业是如此，对于虚拟化等更加具体的技术来说更是如此。

作为云计算基础架构的虚拟化技术，将会不断涌现新的技术变革，逐步地增强开放性、安全性、兼容性以及用户体验。