虛擬化的分類

發(fā)布時間： 2022-05-11 10:45:08

虛擬化的分類，計(jì)算機(jī)是一個復(fù)雜精密的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)包括若干層次，從下到上分別是硬件資源層、操作系統(tǒng)層、操作系統(tǒng)提供的抽象應(yīng)用程序接口層運(yùn)行在操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序?qū)印?br>
每一層對外都隱藏了自己內(nèi)部的運(yùn)行細(xì)節(jié)，僅僅向上層提供對應(yīng)的抽象接口，而上一層也不需要知道底層的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制，僅僅調(diào)用底層提供的接口即可工作。

分層的好處顯而易見，首先，每層的功能明確，開發(fā)時只需要考慮每層自身的設(shè)計(jì)及與相鄰層的交互，降低開發(fā)的復(fù)雜度;其次，層與層之間耦合低，依賴性低，可以方便地進(jìn)行移植。

鑒于這些特點(diǎn)，可以采用不同的虛擬化技術(shù)構(gòu)建不同的虛擬化層，向上層提供真實(shí)層次的功能或類似真實(shí)層次的功能。因此，按照虛擬化的實(shí)現(xiàn)層次可分為硬件虛擬化、操作系統(tǒng)虛擬化、應(yīng)用虛擬化。

如果不考慮虛擬化的層次，從虛擬化應(yīng)用領(lǐng)域來看可分為服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化。如果從虛擬化的目的來看，虛擬化又可分為平臺虛擬化、資源虛擬化、應(yīng)用虛擬化。平臺虛擬化提供了一個虛擬的計(jì)算環(huán)境和運(yùn)行平臺，主要包括服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化。資源虛擬化主要是對各種資源進(jìn)行虛擬化，又包括內(nèi)存虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等。

硬件虛擬化對計(jì)算機(jī)需要運(yùn)行的硬件做了一個統(tǒng)一抽象的處理，封裝了硬件具體的實(shí)現(xiàn)過程，提供給用戶一個統(tǒng)一的硬件平臺，在這個平臺上用戶可以運(yùn)行某個操作系統(tǒng)。典型的硬件虛擬化產(chǎn)品如VMware、VirtualBox等。

操作系統(tǒng)虛擬化是以某個操作系統(tǒng)作為母體，然后根據(jù)這個母體生成多個操作系統(tǒng)鏡像，所有這些鏡像和母體都是一種操作系統(tǒng)。如果母體中的某個配置改變了，那么鏡像中的配置也隨之改變。系統(tǒng)虛擬化目前已廣泛應(yīng)用，尤其在服務(wù)器上。

可以通過系統(tǒng)虛擬化在一臺物理服務(wù)器上虛擬出數(shù)臺相互隔離的虛擬服務(wù)器，這些虛擬服務(wù)器共享物理服務(wù)器上的CPU、硬盤、I/O接口、內(nèi)存等資源，提高服務(wù)器資源的利用率。

這種情況也稱為“一虛多”。與“一虛多”對應(yīng)的是“多虛一”，即多臺物理服務(wù)器虛擬為一臺邏輯服務(wù)器，多臺物理服務(wù)器相互協(xié)作，共同完成一個任務(wù)。除此之外，還有“多虛多”，即先把多臺物理服務(wù)器虛擬為一臺邏輯服務(wù)器，然后再將其劃分為多個虛擬環(huán)境，同時運(yùn)行多個業(yè)務(wù)。

應(yīng)用虛擬化也稱為應(yīng)用程序虛擬化，是指把應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)解耦合，即把應(yīng)用程序的人機(jī)交互邏輯與計(jì)算邏輯隔離開，在用戶端啟動一個虛擬應(yīng)用程序后，需要把用戶的人機(jī)計(jì)算邏輯部分傳送到服務(wù)器端，服務(wù)器端計(jì)算完畢后回傳給客戶端，從而給用戶提供一種訪問本地程序的感受。

服務(wù)器虛擬化是指將一臺物理服務(wù)器虛擬成若干邏輯服務(wù)器，邏輯服務(wù)器相互隔離，互不影響，從而讓CPU、硬盤、內(nèi)存等物理設(shè)備變成可以利用的“資源池”，提高資源利用率，簡化管理。

存儲虛擬化是指把多個物理存儲設(shè)備抽象成一個邏輯存儲設(shè)備，邏輯存儲設(shè)備可以理解為一個“存儲池”，由管理系統(tǒng)統(tǒng)一為使用者分配這些存儲資源。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是指在物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，每個邏輯網(wǎng)絡(luò)保留類似物理網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)，并且采用和物理網(wǎng)絡(luò)一致的數(shù)據(jù)傳輸方式，最重要的是可以提供與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)完全類似的功能。目前常見的網(wǎng)絡(luò)虛擬化主要分為局域網(wǎng)絡(luò)虛擬化(如VLAN)和專用網(wǎng)絡(luò)虛擬化(如VPN)。局域網(wǎng)絡(luò)虛擬化即把一個物理網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的廣播域，每個廣播域相當(dāng)于一個VLAN，每個VLAN類似一個對立的局域網(wǎng)。

同一個VLAN內(nèi)的用戶互相連通，不同VLAN之間的計(jì)算機(jī)不能直接通信，多個VLAN之間通過路由器進(jìn)行互連。專用網(wǎng)絡(luò)虛擬化對物理鏈路做了抽象化處理，即通過一個公用網(wǎng)絡(luò)(如Internet)，建立一個臨時的，安全的鏈路，用戶通過該鏈路可以安全、方便地訪問某個組織機(jī)構(gòu)的資源，并且用戶感覺不到這條虛擬鏈路與真實(shí)鏈路之間的差異性。

桌面虛擬化是一種特殊的系統(tǒng)虛擬化，必須與服務(wù)器虛擬化相關(guān)聯(lián)。通過桌面虛擬化可以實(shí)現(xiàn)在同一個終端登錄多個操作系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)在不同的終端登錄同一個操作系統(tǒng)，解除了私人操作系統(tǒng)與物理機(jī)之間的耦合關(guān)系。

不管用戶通過終端登錄的是哪個操作系統(tǒng)，這個系統(tǒng)都沒有運(yùn)行在終端上，而是作為一個虛擬操作系統(tǒng)運(yùn)行在服務(wù)器上。服務(wù)器負(fù)責(zé)維護(hù)和管理這樣一個虛擬操作系統(tǒng)實(shí)例。

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