虚拟机是什么?虚拟机的工作原理

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虚拟机是什么

虚拟机(VM)是一种创建于物理硬件系统、充当虚拟计算机系统的虚拟环境,它模拟出了自己的整套硬件,包括 CPU、内存、网络接口和存储器。通过名为虚拟机监控程序的软件,用户可以将机器的资源与硬件分开并进行适当分配,以供 VM 使用。

虚拟机是什么?虚拟机的工作原理

配备了虚拟机监控程序(如基于内核的虚拟机(KVM))的物理硬件被称为主机,而使用其资源的虚拟机则被称为虚拟客户机。虚拟机监控程序将计算资源(如 CPU、内存和存储器)视为一组可以在现有的客户机之间或向新的虚拟机进行重新分配的资源。

虚拟机与系统的其余部分相互隔离,而且单个硬件(如服务器)上可以有多个虚拟机。您可以根据自己的需要在主机服务器之间移动这些虚拟机,更有效地利用资源。

由于虚拟机中操作系统的运行方式与主机硬件上操作系统或应用程序的常规运行方式相同,因此虚拟机的用户体验也较为相似。

虚拟机的工作原理

虚拟化技术允许多个虚拟环境共享一个系统。虚拟机监控程序负责管理硬件并将物理资源与虚拟环境分隔开。来自物理环境的资源根据需要进行分区后,会分配给虚拟机使用。

虚拟机运行时,当用户或程序发出要求从物理环境获取额外资源的指令,虚拟机监控程序会调度物理系统的资源请求,以便虚拟机的操作系统和应用可以访问共享的物理资源池。

虚拟机监控程序的类型

虚拟化有两种不同类型的虚拟机监控程序可用。

类型 1

第一种类型的虚拟机监控程序为裸机形式。虚拟机监控程序会直接向硬件调度 VM 资源。KVM 就是典型的第一种虚拟机监控程序。从 2007 年开始,KVM 已被合并到 Linux® 内核中。因此,如果您使用的是较新版本的 Linux,就已经可以访问 KVM。

类型 2

第二种类型的虚拟机监控程序为托管形式。虚拟机资源将依据主机操作系统进行调度,然后依据硬件来执行。VMware Workstation 和 Oracle VirtualBox 就是典型的第二种虚拟机监控程序。

为什么要使用虚拟机?

服务器整合是使用虚拟机的首要原因。部署到裸机时,大多数操作系统和应用部署都只使用少量的物理资源。通过虚拟化服务器,您可以在每个物理服务器上设置大量虚拟服务器,从而提高硬件利用率。

这样您就无需购买额外的物理资源,也不用压缩数据中心对电能、空间和冷却能力的需求。虚拟机支持故障转移和冗余,而这以前只能通过增加硬件才能实现。

虚拟机可以提供一个与系统其余部分隔离开的环境。这样,无论虚拟机内部运行什么,都不会干扰主机硬件上运行的其他内容。

由于虚拟机处于隔离状态,因此堪称是测试新应用或设置生产环境的理想之选。此外,针对特定的进程,您还可以运行单用途虚拟机。

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