在过去十年或更长时间中，IT 基础架构发生了巨大变化。随着虚拟化的兴起，组织已经改变了在基础架构中配置、管理和容纳关键业务工作负载的方式。虚拟化不是以 1:1 的方式配置服务器工作负载，每个物理服务器都有一个工作负载，虚拟化带来了在一组物理硬件上运行许多软件工作负载的能力。
随着处理、网络和存储能力的进步，虚拟化使企业能够更有效地利用整个环境中 CPU 处理能力的发展，并利用硬件的进步。因此，在某些情况下，某些工作负载仍然需要物理服务器。
让我们看一下物理服务器和虚拟机之间的重要区别。
物理服务器与虚拟机
在查看物理服务器和虚拟机之间的差异并决定在它们之间运行您的业务关键型工作负载时，让我们首先更好地了解它们。我们将考虑以下几点：
1.什么是物理服务器？
2.什么是虚拟机？
3. 物理机与虚拟机功能对比
4.你如何选择？
5. 其他注意事项
让我们开始研究物理服务器。
什么是物理服务器？
1. 物理服务器是 IT 基础设施中众所周知的一部分，从一开始就存在。它是您可以 触摸 和 感受的硬件。典型的服务器被称为“裸机”。
2. 它包括允许其运行的物理服务器机箱中包含的所有物理硬件组件。物理服务器基本上有一个 CPU、RAM 和几种类型的内部存储，从中加载和启动操作系统。它可能有也可能没有用于操作系统的存储之外的通用存储。
3. 数据中心的物理连接连接到物理服务器，这包括电源、网络、存储连接以及其他外围设备和硬件。
4. 运行单个应用程序的裸机服务器，一般为单个“租户”提供应用程序和数据。简单来说，租户是 客户 或 消费者。租户是为单个客户提供服务的软件和支持基础架构的单个实例。
服务器类型
如果人们可能将物理服务器视为“一刀切”类型的硬件，那么物理服务器有各种类型、大小和用途。其中包括以下不同的服务器类型：
1. 塔式服务器——与机架式和模块化服务器相比，这种类型的服务器成本更低，功能也更弱。这些服务器存在于边缘或小型企业环境中，其中可能未安装服务器机架或没有其他机架安装设备来证明购买服务器机架的合理性。
2. 机架式服务器——这些服务器是您在考虑企业数据中心环境时想到的典型服务器，安装在标准服务器机架中。
3. HCI 或模块化服务器——HCI 或模块化服务器有时被称为“刀片”服务器或超融合外形，因为它们通常能够通过简单地安装新的“刀片式服务器”来安装或扩展计算、存储和网络”或“模块”到 HCI/模块化服务器的机箱中。
上面提到的不同类型的服务器肯定不是唯一可供购买的服务器。但是，这些类型的服务器是企业数据中心环境中最常见的物理外形类型。
什么是虚拟机？
1. 虚拟机是当今环境中常见的 IT 基础架构类型。虽然容器肯定正在获得牵引力并且正在被采用，但虚拟机仍然是当今虚拟化环境的事实标准。
2. 这些机器是通过 在“裸机”服务器上安装管理程序来实现的。当今许多流行的虚拟机管理程序（如 VMware vSphere 和 Microsoft Hyper-V）的常用方法是将底层物理服务器的硬件虚拟化，并将此虚拟化硬件呈现给操作系统。管理程序具有某种 CPU 调度程序 ，用于代理来自在来宾虚拟机中运行的客户端操作系统的请求，物理 CPU 安装在底层物理主机中。
3. 与物理服务器相比，虚拟机在供应、管理、配置和自动化方面具有许多优势。虽然新的物理服务器需要几天或几周的时间来获取、配置和配置，但在某些情况下，虚拟机可以在几分钟甚至几秒钟内启动。
4. 虚拟机从底层物理硬件中抽象出来的方式，意味着它具有物理服务器无法实现的移动性和灵活性。在虚拟机运行时，虚拟机可以在不同主机之间无缝移动。由于虚拟机是共享存储上的一组文件而不是一组物理硬件，因此可以轻松移动和更改其计算/内存所有权。
5. 如前所述，物理服务器非常适合单个租户或客户。虚拟机更适合多租户环境，其中可能有许多不同的公司使用不同的虚拟机，所有虚拟机都位于物理机管理程序主机或集群上。
虚拟机类型
由于没有物理形式因素可以让我们为虚拟机提供支持，因此虚拟机存在“虚拟硬件”的概念。以 VMware vSphere 为例，当您查看 VM 设置时，您可以看到构成 VM 的虚拟硬件。
VMware 虚拟机中包含的虚拟硬件 除了虚拟硬件之外，还有其他类型的 VM 需要注意：
1. Persistent——它通常与 VDI 环境相关联，用于描述使用后不会断电和销毁的 VM。
2. 非持久性——通常与 VDI 环境相关联，描述一个短暂存在的虚拟机，仅在需要时提供
3. 厚置备——将虚拟机的存储描述为磁盘在创建时完全提交或“归零”
4. 精简配置——精简配置磁盘仅在需要空间时将磁盘归零。这有效地允许“过度配置”存储，因为您可以为虚拟机分配比实际可用的存储更多的存储
5. 虚拟设备——VMware vSphere 中的虚拟设备可以通过 OVA/OVF 模板进行部署。这使得配置设备变得非常容易和有用。
6. vApps——一个vSphere概念，允许在逻辑上将虚拟机分组在一起，以便可以将它们作为单个实体进行管理和管理
7. 第 1 代——在 Hyper-V 中，这是传统的 VM 配置。“世代”通常会影响 VM 的功能和特性。与第 2 代 VM 相比，第 1 代 VM 的功能通常受到限制。
8. 第 2 代——Hyper-V 中最新的 VM 配置类型，提供所有最新特性和功能。
物理机与虚拟机功能比较
物理服务器和虚拟机的构建方式非常不同，但它们确实有相似之处。归结为连接到“物理服务器”与“虚拟服务器”，从客户端的角度来看，体验将是完全相同的。应用程序通常不关心它们是连接到物理服务器还是作为虚拟机连接到虚拟机。
所需的资源由物理服务器或虚拟机提供，应用程序可以执行相同的操作，无论服务器是物理服务器还是虚拟服务器。我们来看看下面的对比。
费用
1. 尽管从一美元的处理能力来看，物理硬件的价格已经大幅下降，但它仍然很贵。根据配置的硬件规格，单个物理服务器的成本可能在几千美元到几万美元之间。
2. 查看虚拟机的成本可能是一个更抽象的练习，因为您可以在运行虚拟机管理程序的物理主机上创建硬件可以支持的尽可能多的虚拟机。与虚拟机相关的“成本”是因为它们基本上占用了物理主机能够提供的硬件规格和性能的“切片”，并且您在购买硬件时需要付费。
3. VMware 的 vRealize Operations Manager 等产品能够根据分配的处理器、RAM 和消耗的存储运行持续成本分析。这有助于获得有关单个 VM 成本的切实信息。
4. 然而，当进行一对一比较时，与在物理管理程序主机上运行许多实例或工作负载的能力相比，用于 (1) 工作负载的物理服务器硬件相比，VM 更具成本效益和效率使用企业数据中心的物理资源。
物理足迹
1. 当您查看物理服务器的物理占用空间时，它肯定是广泛的。无论是塔式、机架式还是刀片式机箱，都需要空间来容纳服务器的物理外形。如果您考虑为每个运行的工作负载配备一个物理服务器来为单个解决方案、应用程序或一组用户提供服务，那么所需的物理空间可能会增加。
2. 另一方面，虚拟机允许所谓的 服务器整合。在过去十年或更长时间中，许多组织一直在经历这种转变，从具有单个应用程序的 1 对 1 物理服务器关系到每个物理管理程序主机可以运行 10、20、50 或更多 VM 的虚拟化环境。
3. 与每台运行单一工作负载的物理服务器相比，虚拟机无疑更有效地利用了企业数据中心的物理空间。
寿命
1. 对于大多数企业环境中的物理服务器硬件，一般使用寿命为 3-5 年。这意味着运行在物理服务器硬件之上的工作负载需要在达到该生命周期后迁移出去。
2. 由于虚拟机是从物理服务器的底层硬件中抽象出来的，因此虚拟机的寿命可能比它们所在的物理硬件长得多。在底层虚拟机管理程序主机达到生命周期后，可以与当前主机并行配置新的虚拟机管理程序主机，并且可以无缝迁移虚拟机。
3. 另一方面，凭借强大的自动化能力，虚拟机可以临时配置并根据需要上下旋转。一个典型的例子是根据需要在 VDI 环境中配置的非持久性 VM。用户注销后，非持久虚拟机被销毁。
迁移
在将迁移可能性与物理硬件与虚拟机进行比较时，物理服务器迁移要困难得多。将物理服务器迁移到新的物理硬件比虚拟机复杂得多。随着物理服务器迁移到新硬件，有几个选择。
拍摄物理服务器的映像并将映像应用到新硬件
将软件从旧物理服务器迁移到新物理服务器
选项 1 需要最少的努力。但是，就驱动程序和包含对旧物理服务器的硬件引用的映像的其他挑战而言，此选项可能是最成问题的。此方法可能会在应用映像后导致蓝屏或硬件问题。需要一个 维护期 ，并且物理服务器托管的应用程序将 在此期间发生中断。
选项 2 可能需要最繁重的工作，因为将软件/应用程序迁移到新服务器可能很复杂，具体取决于软件/应用程序。将软件/应用程序从一个物理服务器迁移到另一个物理服务器很可能需要一个维护期。
相比之下，虚拟机迁移要容易得多。由于虚拟机是从底层物理管理程序主机硬件中抽象出来的，迁移到新的管理程序硬件是一个简单的管理程序级别的迁移过程。对于这些虚拟机管理程序，这将是一个 VMware“vMotion”或 Microsoft Hyper-V“实时迁移”过程以迁移到新硬件。
当我们迁移 VMware 虚拟机时，vMotion 或 Live Migration 等支持的虚拟机管理程序级别迁移的好处是它们可以 在 VM 运行时完成， 这意味着您的应用程序可以在此过程中保持可用！与物理服务器迁移相比，迁移无疑是虚拟机的一个优势。
表现
1. 性能是物理服务器（裸机）通常大放异彩的一个领域，拥有物理服务器而不是运行 VM 的最常见用例之一是要求为关键业务提供绝对最高的性能应用。虚拟化环境有一点与管理程序相关的开销。
2. 但是，需要注意的是，随着虚拟机管理程序调度程序在调度 CPU 时间方面变得非常出色，VM 性能和裸机性能之间的差距已经变得非常小。大多数出于性能原因在物理服务器上运行可能是因为需要绝对不争用来自其他虚拟机的资源，这些虚拟机可能会在同一物理管理程序主机硬件上竞争这些资源。
效率
1. 效率是针对单个工作负载在物理服务器上运行虚拟机的优势。与虚拟机相比，为物理服务器供电、冷却以及每个“机架-U”数据中心空间、运行物理服务器以托管应用程序和工作负载的成本变得非常昂贵。
2. 在每个管理程序主机运行多个甚至数十个 VM 时，代替每个物理服务器的单个工作负载，与物理服务器相比，VM 在数量级上的效率更高。虚拟机有效地使组织能够成功地大幅整合其数据中心的足迹。
3 资源效率，使用物理服务器处理单一工作负载会导致大量闲置资源的浪费。VM 允许实际使用可用的 CPU 周期、内存和存储容量。
灾难恢复和高可用性
1. 在物理服务器硬件或虚拟机上运行任何关键业务工作负载时，都需要一种方法来保护您的应用程序和数据免受灾难，并确保应用程序和数据可用。在 DR 和 HA 方面，与在物理服务器上运行工作负载相比，VM 具有明显的优势。
2. 虚拟机是从底层物理硬件中抽象出来的。就能够移动到不同的管理程序主机而言，它使它们具有极强的移动性。在灾难恢复场景中保护应用程序和数据时，VM 提供了多种功能。
3. 对于虚拟机，可以利用虚拟机快照/检查点来重定向输入，以便备份解决方案可以捕获所有更改的数据。更改块跟踪 更改跟踪可用于仅捕获自上次备份以来所做的更改。
4. 虚拟机管理程序级别的虚拟机备份导致对将虚拟机恢复到正常运行状态所需的所有内容进行总备份，并配置了虚拟硬件。
5.与物理服务器备份一起，可以捕获操作系统和存储在服务器内的所有数据。物理硬件不能被神奇地复制。对于物理服务器故障，您将不得不重现兼容的服务器硬件来恢复您的备份。
6.虚拟化集群使高可用性变得容易。通过从 VM 中抽象出硬件，VM 可以轻松地从集群中的任何管理程序主机上运行。当管理程序主机出现故障时，可以简单地假定虚拟机的所有权在管理程序集群中的不同管理程序主机上。
7. 物理服务器也可以集群。由于 Windows Server 故障转移群集长期以来一直是企业数据中心将物理服务器群集在一起以确保应用程序/数据角度的高可用性的标准。如果主节点发生故障，集群中的另一台物理服务器将假定运行应用程序/托管数据。
8. 虚拟机允许以最简单的方式在站点级别保护您的数据，并且可以轻松地复制到位于不同位置的不同环境，例如 DR 设施。
你如何选择？
1. 虽然大多数人在物理服务器与虚拟机之间做出决定，但已确定随着虚拟化的广泛采用。虚拟机在成本、物理空间、寿命、迁移、性能、效率和灾难恢复/高可用性方面提供的优势远远大于在单个物理服务器上运行单个工作负载。
2. 这是否意味着您不会选择在物理工作负载上运行应用程序和托管数据？不。实际上物理服务器仍然是企业数据中心环境的重要组成部分。在物理服务器上运行应用程序仍然存在各种情况和用例。无论是出于性能原因，还是出于将物理设备连接到物理服务器的需要，这些用例肯定存在。
3. 选择归结为组织的技术和业务决策。在许多 IT 基础架构环境中，大部分工作负载将是虚拟机和容器，少数物理服务器运行各种应用程序。
