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计算机的力量在上个世纪改变了世界。如今，它们服务于我们的关键基础设施、业务运营等。尽管很容易想到办公楼和服务器场中的物理机器世界，但虚拟机 (VM) 实际上已成为新千年企业计算的基石。

VM 使管理员能够从单个物理设备管理数百台虚拟计算机。VM 部署已经成为服务器虚拟化的流行选择，适合当今的混合基础架构。值得注意的是，虚拟机整合了物理托管的数据和进程，并支持其他操作系统的访问以供使用。本文深入探讨了虚拟机是什么、它为什么有价值、它是如何工作的，以及在转向虚拟化时需要考虑的事项。

什么是虚拟机？

虚拟机是一个独立的服务器，它不依赖于硬件来运行，而是使用软件。管理员可以从单个物理主机服务器运行多个带有操作系统和用途的来宾虚拟机。

作为参考，操作系统是放置在硬件中的基础软件，用于管理机器的整体操作。但是，由于应用程序（为最终用户设计的软件程序）是特定于操作系统的，因此本机操作系统可能会限制用户探索其他系统和应用程序的能力。

与其主机服务器一样，虚拟机包含内存、网络接口、存储和分配的 CPU 容量。管理程序将VM 来宾彼此分开，而物理主机的资源根据需要在 VM 之间共享。虽然虚拟化技术是在 1960 年代推出的，但直到 VMware 于 1999 年推出其工作站后，VM 才成为一种有市场价值的解决方案。

虚拟机的硬件冒名顶替综合症

虚拟机的运行方式与任何其他具有一小部分物理硬件的计算机一样。因此，例如，管理员可以从他们的主机运行十几个虚拟机，每个虚拟机都可以作为一个独立的操作系统。这就是虚拟机的冒名顶替综合症。虽然 VM 可以做很多事情，但它们的生产力自然不如独立的物理主机。

虚拟机与容器

容器和虚拟机经常混淆，因为它们都从单一平台运行独立的应用程序。它们的不同之处在于它们的大小、速度、工作负载生产力以及与主机的集成。虽然 VM 可以模拟计算机的硬件并测量以千兆字节为单位的数据，但容器通常只包含一个应用程序或以兆字节为单位的进程。因为容器是轻量级的，所以在速度和微服务部署上比VM有天然的优势。相比之下，虚拟机更适合管理更大的工作负载和应用程序。

为什么我需要虚拟机？

您是否曾经想要过不止一台计算机？旧电脑贬值很快，您想保留其中的内容吗？您正在为 Windows、Mac 和 Linux 开发应用程序吗？

如果这些问题适用于您，那么 VM 可以成为您技术工具包的宝贵补充。从创建计算机大军到保存旧数据和开发跨操作系统运行的应用程序，虚拟机可以完成所有这一切，甚至更多。虚拟化的另一个吸引人的特性是它如何影响库存和成本。只需一小部分硬件，包括磁盘、驱动器和服务器设备，组织就可以削减成本、提高利用率并减少硬件问题。

虚拟机与数据中心、软件开发人员和 IT 组织最相关，尽管对于那些希望隔离工作负载或应用程序的人来说，它们也可以用于 PC 和笔记本电脑。

虚拟机的类型

部署虚拟机

管理程序，虚拟机管理器

虚拟机部署背后的技术是称为管理程序的软件机制。管理程序位于硬件和来宾虚拟机之间，在物理主机上运行并监督现有的虚拟机。不仅仅是服务器虚拟化，管理程序还能够虚拟化应用程序、存储和桌面。

部署管理程序可为管理员提供所需的管理功能以及实施微分段的机会。另一个加速发展的是嵌入了管理程序的设备的销售，例如用于 Linux 的基于内核的虚拟机(KVM)。顶级管理程序供应商包括VMware、Microsoft和Red Hat。

虚拟机用例

产能利用率

或许采用虚拟机的最大好处是扩展了存储、应用程序和处理能力。虚拟化提供了压缩工作负载的机会，从而减少了它们所在的物理空间以及所需的设备和开销。凭借更小的本地占用空间，组织可以管理比以往更多的东西。

运行遗留软件

遗留软件应用程序可能不再使用或不再可供组织的员工使用。这可能是由于 IT 团队有意迁移或软件开发人员终止支持。在任何一种情况下，人员使用遗留应用程序的愿望都不是破坏因素。借助 VM，用户可以重新创建运行已停产程序所需的环境。

使用不同的操作系统

虚拟机最常见的用例是从单个物理主机访问一组不同的操作系统。无论主机的本机操作系统如何，IT 人员创建或复制在其他操作系统上运行的新机器的能力使跨操作系统开发变得更加容易。此外，访问不同的操作系统可能意味着可以为其他用户做本机操作系统客户端可以做的任何事情。

系统级快照

在修补虚拟机时，用户会发现快照功能有助于保存其来宾计算机的版本。与真实照片非常相似，此功能使客户有机会保存状态和数据，包括磁盘、内存和 VNI 卡。用户可以创建和管理多个快照以在其 VM 上进行测试，但请注意——长时间在快照上运行 VM 会导致不稳定和数据丢失。

开发非原生操作系统软件

虚拟机的一贯主题是它们对需要大量访问不同计算机系统的开发人员和专业人员的价值。不久之前，程序员不得不在设备和设备类型（桌面平台与移动平台）之间分配时间，而虚拟机为更快、更顺畅的跨操作系统应用程序开发打开了大门。

充当沙箱

虚拟机的一项服务器安全功能是它们是物理主机内的隔离环境。他们自己并不知道，他们不是使用自己硬件的独立计算机，他们的操作系统和应用程序也没有连接到主机或其他来宾机器。因此，VM 可以成为测试可疑文件、新项目等的绝佳位置，作为一个独立的设置。

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系统探索和修补

虽然开发人员在使用计算机时可能有详细的目标计划，但技术爱好者通常在没有任何计划的情况下开始使用。借助使用说明书、网络指南或更少的内容，许多用户希望探索其设备的功能。对于好奇的人来说，虚拟机提供了一个游乐场 - 与沙箱不同 - 可以进行修补而不会产生任何后果。无论是学习新操作系统还是拆解计算机，VM 都为感兴趣的用户提供了探索的空间。

将 VM 复制到其他机器

考虑到单个主机可以为多个虚拟机提供服务，很容易理解为什么它们也是可复制的。此功能的一个警告是 VM 仅限于其管理程序服务的目的地。否则，VM 包含在几个文件中并且可以转移到其他主机。

虚拟机注意事项

虚拟机市场

根据 MarketWatch 的数据，虚拟机市场规模预测显示该行业的复合年增长率为 2.9%，从 2019 年的 35.3 亿美元增至 2026 年的 43.2 亿美元。VMware、IBM 和华为占据了市场前列，合计近四分之三的市场份额。市场供应商包括：

• 思杰
• 东方的
• 慧与
• 华为
• 新华三
• IBM
• 浪潮
• 微软
• 甲骨文
• 红帽
• VMware
• 永宏

VM 可实现操作灵活性

尽管计算机虚拟化可以追溯到 1960 年代，但虚拟机的激增是 21 世纪的现象。随着软件开发和应用程序的优先级不断提高，访问多个操作系统和隔离的内部环境变得至关重要。总之，虚拟机提供：

• 操作灵活
• 集中管理
• 容灾保护
• 减少开销和停机时间
• 可扩展性

为了服务于未来的组织、应用程序和工作负载，虚拟机将继续成为提高企业生产力的重要组成部分。