虛擬化的分類(lèi)

發(fā)布時(shí)間： 2022-05-11 10:45:08

虛擬化的分類(lèi)，計(jì)算機(jī)是一個(gè)復(fù)雜精密的系統(tǒng)。這個(gè)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(duì)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(duì)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(jiàn)，首先，每層的功能明確，開(kāi)發(fā)時(shí)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(kāi)發(fā)的復(fù)雜度;其次，層與層之間耦合低，依賴(lài)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(lèi)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(lái)看可分為服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)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(lái)看，虛擬化又可分為平臺(tái)虛擬化、資源虛擬化、應(yīng)用虛擬化。平臺(tái)虛擬化提供了一個(gè)虛擬的計(jì)算環(huán)境和運(yùn)行平臺(tái)，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(duì)各種資源進(jìn)行虛擬化，又包括內(nèi)存虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等。

硬件虛擬化對(duì)計(jì)算機(jī)需要運(yùn)行的硬件做了一個(gè)統(tǒng)一抽象的處理，封裝了硬件具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，提供給用戶(hù)一個(gè)統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上用戶(hù)可以運(yùn)行某個(gè)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(gè)操作系統(tǒng)作為母體，然后根據(jù)這個(gè)母體生成多個(gè)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(gè)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(guò)系統(tǒng)虛擬化在一臺(tái)物理服務(wù)器上虛擬出數(shù)臺(tái)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(pán)、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(chēng)為“一虛多”。與“一虛多”對(duì)應(yīng)的是“多虛一”，即多臺(tái)物理服務(wù)器虛擬為一臺(tái)邏輯服務(wù)器，多臺(tái)物理服務(wù)器相互協(xié)作，共同完成一個(gè)任務(wù)。除此之外，還有“多虛多”，即先把多臺(tái)物理服務(wù)器虛擬為一臺(tái)邏輯服務(wù)器，然后再將其劃分為多個(gè)虛擬環(huán)境，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)業(yè)務(wù)。

應(yīng)用虛擬化也稱(chēng)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(kāi)，在用戶(hù)端啟動(dòng)一個(gè)虛擬應(yīng)用程序后，需要把用戶(hù)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(hù)端，從而給用戶(hù)提供一種訪問(wèn)本地程序的感受。

服務(wù)器虛擬化是指將一臺(tái)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(pán)、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(jiǎn)化管理。

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

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是指在物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)保留類(lèi)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(lèi)似的功能。目前常見(jiàn)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(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)虛擬化(如VPN)。局域網(wǎng)絡(luò)虛擬化即把一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的廣播域，每個(gè)廣播域相當(dāng)于一個(gè)VLAN，每個(gè)VLAN類(lèi)似一個(gè)對(duì)立的局域網(wǎng)。

同一個(gè)VLAN內(nèi)的用戶(hù)互相連通，不同VLAN之間的計(jì)算機(jī)不能直接通信，多個(gè)VLAN之間通過(guò)路由器進(jìn)行互連。專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)虛擬化對(duì)物理鏈路做了抽象化處理，即通過(guò)一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)(如Internet)，建立一個(gè)臨時(shí)的，安全的鏈路，用戶(hù)通過(guò)該鏈路可以安全、方便地訪問(wèn)某個(gè)組織機(jī)構(gòu)的資源，并且用戶(hù)感覺(jué)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(guò)桌面虛擬化可以實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)終端登錄多個(gè)操作系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)在不同的終端登錄同一個(gè)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(hù)通過(guò)終端登錄的是哪個(gè)操作系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)都沒(méi)有運(yùn)行在終端上，而是作為一個(gè)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(gè)虛擬操作系統(tǒng)實(shí)例。

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