雲計算中的虛擬化：您需要知道的一切

當我們談到雲計算時，我們實質上是指我們可以使用的虛擬化技術。 它提供了對服務器資源和其他元素（如存儲、內存、處理能力和其他組件）的更多樣化使用。 虛擬化改變了雲計算的工作方式，使其成為一個動態的虛擬空間，開發人員可以共享單個硬件和計算機的資源。 這就像在虛擬層上工作，部署與父計算機或服務器不同的獨立操作系統。

這項技術使軟件開發人員和硬件專業人員可以在虛擬空間中工作，而不是在單個機器上的物理位置工作。 用戶在雲平台和網絡上與從事單個項目或共享單個工作站資源的類似用戶一起工作。 本博客旨在深入探討不斷發展的虛擬化技術領域，並使復雜的概念清晰易懂。

雲計算中的虛擬化是什麼？

當我們談到雲計算中的虛擬化時，我們指的是一種用戶可以將操作系統與硬件分開的技術。 通過這種方式，他們可以使用單台機器的硬件運行多個操作系統（Linux、Windows）。

虛擬化僅僅意味著在硬件之上有一個額外的抽象層。 它將單台計算機的組件分割成許多更小的虛擬段。 然後，用戶可以使用計算機內存、存儲、設備和處理器。 虛擬化是將硬件與虛擬平台分層，並在該虛擬平台上分發軟件和操作系統。

與虛擬化相關的術語：

• 管理程序：它是一種操作系統，可在虛擬平台上的實際物理硬件上運行。 它是運行在虛擬雲平台上的硬件操作系統的一部分。 它可以稱為 Dom0 或 Domain 0。
• 虛擬機：它就像在稱為管理程序的操作系統下運行的虛擬計算機。
• 容器：它們是與管理程序相同的操作系統的一部分。 它們是那些運行以處理標識符的進程。
• 虛擬化軟件：它是一種用於虛擬化任何計算機系統的軟件操作系統。
• 虛擬網絡：是服務器內部邏輯分離的網絡，可以擴展到其他服務器。

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雲計算中虛擬化的好處

虛擬化是一種對開發軟件項目有無限好處的技術。 IT 經理和軟件專業人員喜歡它提供的靈活性、能力和可擴展性。 即使是平台商業模式也可以利用雲計算和虛擬化技術的無限力量。 看看虛擬化提供的所有好處就足以強調它在雲計算未來的成功。

減少 IT 開支

由於採用了虛擬化技術，IT 成本大大降低。 在非虛擬環境中，物理計算機和資源可能無法得到最佳利用。 它可能導致計算機系統管理不善和可用硬件和軟件資源的低效使用。

但是當企業使用虛擬服務器和雲計算技術時，虛擬化將單個服務器轉換為多個服務器，每個服務器都有其獨立的操作系統。 虛擬機可以運行多個應用程序並且仍然使用單個服務器的資源。 虛擬化提供了一個明顯的優勢，即只使用一個物理服務器，使其非常具有成本效益。

減少停機時間和有效的災難管理

物理服務器可能會崩潰，修復錯誤需要時間。 這樣做可能需要幾天時間，並且可能導致資源浪費，項目可能會停滯不前。 但是在虛擬平台上工作時，即使虛擬機（VM）受到某種影響，它也可以很容易地複制並部署到另一台機器上。 恢復速度很快，只需幾分鐘即可設置虛擬服務器。 它減少了停機時間並保持了項目的連續性。 與可能需要數小時或數天才能開始運行的物理服務器相比，這是一個很大的優勢。

提高效率和生產力

由於在虛擬化環境中減少了維護，因此可以節省時間並提高生產力。 維護物理服務器和硬件基礎設施的需求較少。 所有 VM 都在虛擬環境中，您可以更新或安裝這些虛擬服務器的更新，而不是更新每台服務器。 更少的時間意味著更有效地利用可用的人力和資源。

獨立控制

由於環境是虛擬的，整個系統被分割成虛擬機，控制是獨立的。 也可以在不影響生產的情況下進行測試。 可以通過克隆虛擬機並在機器上獨立進行更新來更新軟件。

環保的

維護虛擬化環境比物理基礎設施更環保。 服務器更少，機器更少。 這意味著它可以節省電力和費用。 數據中心減少了碳足跡，因為虛擬化環境中不涉及物理計算機。

數據和機器的順暢傳輸

虛擬化環境的一個明顯好處是沒有物理服務器和硬盤驅動器。 這意味著數據移動得更快，無需搜索物理硬盤。 無需移動物理服務器，內存也在虛擬化服務器中。 它可以節省能源、空間、存儲和基礎設施費用。

安全

VM（虛擬機）獨立於整個服務器系統。 所以即使有惡意攻擊，也只會影響虛擬機，無法穿透基礎設施。 雲計算帶有發達的協議和加密技術。 備份也是在虛擬空間中創建的，因此不存在數據洩露的危險。

防止故障

在虛擬化環境中，每個 VM 都是它的容器。 它的運營不依賴於基礎設施。 如果某個特定的虛擬機正在被測試或者它受到惡意軟件攻擊，它不會滲透到其他虛擬機中。 其他 VM 受到保護，因為它們不相互依賴。

雲計算中虛擬化的特點

雲計算有其獨特的特點。 因此，當我們指的是虛擬化和雲計算時，我們指的是使其與眾不同的一組特定特徵。

資源分配

當我們提到雲計算平台時，我們的意思是資源是分佈式的，而不是集中在一台機器上。 任何一台計算機都可以做成主機，然後就可以控制用戶。 可以限制用戶數量，並且可以控制整個系統。

隔離

在虛擬化環境中，每個虛擬機都是獨立的。 它可以與其他虛擬機隔離，對可以使用這些隔離虛擬機的客人來說是最有利的。 它保護環境，客人也無法訪問敏感信息，但他們仍然可以與他人聯繫。

可用性

虛擬化環境的一大特點是用戶可以訪問他們在物理機中無法獲得的功能。 它提高了正常運行時間並提高了可用性。 它還可以減少停機時間並提高效率、生產力和安全性。

聚合

聚合使用集群管理軟件來加入相似的同構計算機，使它們成為一個資源中心。

真實性和安全性

在雲計算等虛擬化服務器環境中，系統和服務器提供了性能的連續性。 服務不會像物理服務器環境中那樣經常中斷。 系統正常運行時間得以維持，並且存在自動負載平衡。

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虛擬化的優勢

虛擬化提供了一些明顯的優勢，例如：

• 用戶可以從虛擬內存中訪問數據，而不必擔心物理內存。
• 用戶可以在機器受到高度開發的安全功能保護的情況下處理他們的項目並進行測試。
• 維護虛擬服務器的成本更低，同時也減少了數據複製。
• 資源部署快速輕鬆。

虛擬化的缺點

然而，虛擬化也有它的缺點。 如：

• 虛擬化技術的實際實施是相當昂貴的。
• 虛擬化還伴隨著可擴展性問題。
• 存在有關可用性的問題，用戶必須依賴第三方的可用性。
• 如果用戶沒有維護適當的程序協議，那麼用戶也可以訪問敏感數據。

虛擬化類型

虛擬化是雲計算技術的核心概念。 虛擬化可以是非常不同的類型。 當我們談到虛擬化時，我們指的不僅僅是一種類型的虛擬化，而是多種類型的虛擬化，具體取決於操作系統、存儲容量等。

1. 硬件虛擬化

在這種虛擬化中，管理程序用於管理可用資源。 管理程序以復雜的方式管理和處理物理資源。

硬件虛擬化的類型：

• 完全虛擬化：在這種硬件虛擬化中，虛擬機對現有硬件進行充分的模擬。 無需進行任何修改。
• 仿真虛擬化：虛擬機完全模仿硬件，但完全獨立。 無需修改操作系統。
• 半虛擬化：在這種類型的虛擬化中，虛擬機具有類似於主機硬件的接口。 當客戶操作系統被定制時，虛擬機性能最大化。

硬件虛擬化的優勢：

• 它在利用資源方面非常有效。
• 正常運行時間顯著增加。
• 這是非常划算和經濟的。
• 硬件和軟件冗餘。

2.操作系統虛擬化

這裡，主機具有虛擬機的操作系統。 這種類型的虛擬化通常用於測試應用程序並查看它們在操作系統中的執行情況。

操作系統虛擬化的類型：

• Linux 操作系統虛擬化：在這裡下載稱為 VMware 工作站軟件的軟件，然後用於安裝 Linux 操作系統。
• Windows操作系統優化：要優化這個操作系統，首先需要下載VMware工作站軟件，然後需要安裝Windows操作系統。

操作系統虛擬化中的磁盤類型：

• 私有磁盤：這種類型的虛擬化由公司或個人使用。 存儲在磁盤中的信息取決於其容量。
• 共享磁盤：這裡是多個公司或多個個人一次共享磁盤。 對磁盤數據所做的更改不會影響其他用戶。

操作系統虛擬化的好處：

• 數據在虛擬內存中使用，因此無需維護。
• 數據存儲在虛擬服務器中，無需與服務器建立連接。 它既經濟又省時。
• 它使用虛擬機，因此非常節能。
• 它保護數據免受未經授權的訪問。
• 軟件功能部署速度快，數據傳輸速度快。

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3. 服務器虛擬化

服務器虛擬化發生在雲計算中，當一台服務器被劃分為多個虛擬服務器時。 這些虛擬服務器稱為專用虛擬服務器。 它掩蓋了服務器資源。 它還可以最大限度地降低成本並提高資源的利用率。

服務器虛擬化的類型：

• 管理程序：管理程序就像一個將操作系統與硬件分開的層。 管理程序處理查詢、硬件請求和分派。
• 完全虛擬化：在此虛擬化中，硬件是模擬的。 機器操作用於執行輸入輸出功能和改變系統狀態。
• 半虛擬化：在半虛擬化的情況下，管理程序不需要太多的處理能力來管理操作系統。
• 操作系統虛擬化：在這種類型的虛擬化中，操作系統被劃分為幾個獨立的工作空間及其虛擬環境。

服務器虛擬化的優勢：

• 當一台服務器被分割成幾台虛擬服務器時，就變得非常經濟了。
• 用戶可以訪問功能，並儘快部署它們。
• 用戶可以存儲他們的敏感數據，因此這種類型的虛擬化非常安全。
• 每個服務器都可以在不啟動其他服務器的情況下重新啟動。

4. 存儲虛擬化

在這裡，來自多個物理服務器的存儲進入單個存儲。

存儲虛擬化類型：

• 基於塊的存儲虛擬化：在這裡，邏輯存儲是從物理內存中提取的。 它使虛擬化管理軟件能夠了解設備容量。
• 基於文件的存儲虛擬化：它用於基於網絡的存儲系統並用於特定目的。

存儲虛擬化的優勢：

• 數據安全地存儲在主機無法訪問的地方。
• 數據很容易檢索。
• 由於存儲提取，操作變得更加高效。

實施存儲虛擬化的原因：

• 實施和管理與存儲相關的問題。
• 停機時間更少。
• 以更好的方式利用存儲。

存儲虛擬化的風險：

• 失敗：可能發生數據丟失和停機。 虛擬機中的數據保護應該是重中之重。
• 命名問題：太多的虛擬系統引起了命名問題，難以識別重要和不那麼重要的虛擬機。

5.桌面虛擬化

在這裡，用戶可以從連接的設備查看桌面。 它將桌面與其物理設備分開，以便客戶端可以訪問它。

桌面虛擬化的類型：

• 虛擬桌面基礎架構：在這裡，虛擬桌面模仿了傳統的桌面環境。 虛擬會話在雲數據中心的虛擬機上運行。
• 遠程桌面服務：當只有少數應用程序被虛擬化時會發生這種情況。
• 桌面即服務 (DaaS)：在這種類型中，服務提供商可以提供桌面虛擬化即服務。

桌面虛擬化的好處：

• 提高安全性：安全系統監控每個虛擬機。 虛擬機相互隔離。 這些虛擬機中的任何更改或更改都可能表明存在惡意軟件。
• 減少停機時間：可以在用戶不知情的情況下移動虛擬機。
• 低成本：較低的軟件許可意味著較低的成本。

6.網絡虛擬化

在這種類型的虛擬化中，可以運行和維護許多虛擬網絡。 每個虛擬網絡都可以有它的數據計劃和它的控制。 它可以存在於物理網絡之上。

網絡虛擬化工具：

• 物理交換機操作系統：當操作系統支持網絡虛擬化時。
• 管理程序：它是在虛擬機上運行的軟件。

網絡虛擬化的類型：

• 軟件定義的網絡：硬件被虛擬化，網絡流量被路由。
• 網絡功能虛擬化：在這裡，硬件設備被虛擬化，例如防火牆。 安裝、監控和管理它們變得非常容易。

網絡虛擬化的優勢：

• 它減少了網絡配置時間。
• 提高網絡安全性。
• 威脅和故障是隔離的。

雲計算環境中的虛擬化過程

在雲計算中，虛擬化是通過為物理服務器分配名稱來完成的。 然後將指針指向該物理服務器。 這通常是按需完成的。 在虛擬化中，程序的執行非常容易。 在虛擬化中，對內存、存儲和網絡進行分段。 使用主機和來賓機器時會發生虛擬化。 主機是在其上創建虛擬機並且創建的虛擬機用作來賓機器的機器。

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把它包起來

當今對虛擬化的需求很大，擁有云計算技能的人將找到有利可圖的工作。 未來，將有越來越多的虛擬服務器用於存儲數據。 因此，IT 專業人員、軟件測試人員、系統管理員、軟件開發人員和硬件網絡專業人員可以期待雲計算和虛擬化技術高速增長。