虛擬機(jī)是物理計(jì)算機(jī)的邏輯表現(xiàn)形式。虛擬機(jī)有眾多優(yōu)勢，但列舉虛擬機(jī)的眾多優(yōu)勢之前有必要了解下虛擬機(jī)是如何創(chuàng)建以及如何工作的。為創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)，先要在物理計(jì)算機(jī)上安裝hypervisor。當(dāng)前市場上有很多hypervisor廠商，但VMware ESXi—ESXi是vSphere的一部分—以及微軟Hyper-V是應(yīng)用最普遍的商業(yè)產(chǎn)品，而KVM通常被作為hypervisor部署在Linux發(fā)行版中。

Hypervisor基本原理

Hypervisor提供了一個(gè)軟件抽象層—一個(gè)虛擬化層—在底層硬件與上層軟件之間。Hypervisor然后能夠使用來自底層硬件的計(jì)算資源創(chuàng)建完全隔離的邏輯實(shí)例，和這些邏輯實(shí)例運(yùn)行在獨(dú)立的計(jì)算機(jī)上并沒有什么差異。例如，hypervisor管理工具配置了運(yùn)營虛擬機(jī)的內(nèi)存空間以及處理器核心。一旦創(chuàng)建完成，每個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例就能夠支撐其自己的操作系統(tǒng)與應(yīng)用。

通常有兩種類型的hypervisor。Type 1 hypervisor直接安裝在物理硬件上，稱為裸金屬hypervisor。Type 2 hypervisor安裝在已有的主機(jī)操作系統(tǒng)中，稱為托管hypervisor。Type 1 hypervisor應(yīng)用更為廣泛，因?yàn)橹苯釉L問底層硬件通常性能***而且能夠承載的虛擬機(jī)數(shù)量也是最多的。Type 2 hypervisor依賴主機(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行，主機(jī)操作系統(tǒng)的計(jì)算開銷往往減少了可用的計(jì)算性能并大大減少了物理系統(tǒng)能夠支持的虛擬機(jī)數(shù)量。然而，兩種類型的hypervisor創(chuàng)建及維護(hù)虛擬機(jī)的機(jī)制在本質(zhì)上沒什么差異。

虛擬機(jī)優(yōu)勢

使用虛擬機(jī)具備一些優(yōu)勢。首先，虛擬機(jī)允許多個(gè)獨(dú)立的實(shí)例在同一臺物理服務(wù)器上共存。這能夠大大增加物理服務(wù)器資源的使用效率，運(yùn)行同樣數(shù)量的工作負(fù)載需要的物理硬件減少了，降低了企業(yè)的系統(tǒng)維護(hù)成本、電力消耗以及制冷需求。這一典型的應(yīng)用場景稱之為服務(wù)器整合，將運(yùn)行在兩臺或更多的物理服務(wù)器上的工作負(fù)載作為虛擬機(jī)被部署在一臺物理服務(wù)器上。

工作負(fù)載的可移動(dòng)性是虛擬機(jī)具備的眾多優(yōu)勢中的另一個(gè)。直接安裝在物理硬件上的操作系統(tǒng)以及應(yīng)用通常與特定的硬件相關(guān)，比如專門的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。Hypervisor提供的抽象使得虛擬的計(jì)算資源獨(dú)立于底層硬件，這樣就能夠通過局域網(wǎng)將虛擬機(jī)從一臺物理主機(jī)遷移到另一個(gè)，通常只有很短時(shí)間的中斷。唯一的要求是hypervisor兼容而且在目標(biāo)服務(wù)器上有足夠的計(jì)算資源用于支持虛擬機(jī)。該過程通常被稱為在線遷移。

虛擬機(jī)具備的另一優(yōu)勢是快速復(fù)制。虛擬機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)例運(yùn)行在已分配的內(nèi)存空間中。這意味著一個(gè)完整的虛擬機(jī)就是一個(gè)使用.vmdk或者.xhdx擴(kuò)展名的磁盤文件。整個(gè)虛擬機(jī)，包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用以及相關(guān)的文件被封裝在一個(gè)磁盤文件中，能夠快速加載以啟動(dòng)虛擬機(jī)并被快速復(fù)制用于創(chuàng)建克隆虛擬機(jī)，只要不違背操作系統(tǒng)以及應(yīng)用許可即可。此外，虛擬機(jī)狀態(tài)變化能夠被捕獲并存儲在磁盤文件中，稱之為快照，允許保存虛擬機(jī)狀態(tài)并定期存儲，如果虛擬機(jī)宕機(jī)，那么可以快速恢復(fù)到指定的快照時(shí)點(diǎn)。也可以使用傳統(tǒng)的虛擬機(jī)感知備份工具對虛擬機(jī)進(jìn)行備份。

虛擬機(jī)不足之處

虛擬機(jī)一個(gè)明顯的不足與性能以及資源使用相關(guān)。虛擬化允許物理服務(wù)器共享使用資源—這在傳統(tǒng)的非虛擬化系統(tǒng)中幾乎是不可能的。這允許分配比物理環(huán)境更多的資源給虛擬機(jī)——稱之為超額認(rèn)購。數(shù)量較少的超額認(rèn)購幾乎不會影響虛擬機(jī)性能因?yàn)榇蠖鄶?shù)工作負(fù)載并不是以恒定的方式運(yùn)行，相反大多數(shù)工作負(fù)載對計(jì)算性能的需求隨時(shí)間變化而不斷波動(dòng)，hypervisor能夠動(dòng)態(tài)調(diào)配某些資源以應(yīng)對不斷變化的需求。然而，過度超額訂購可能會嚴(yán)重影響某些虛擬機(jī)的性能而且甚至可能導(dǎo)致工作負(fù)載的不穩(wěn)定。IT管理員在分配資源時(shí)必須深思熟慮以避免出現(xiàn)超額認(rèn)購過度。

虛擬機(jī)的其他不足

虛擬機(jī)第二個(gè)主要的不足是服務(wù)器整合帶來的無法避免的風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)服務(wù)器出故障，其承載的負(fù)載無法繼續(xù)運(yùn)行，但其他服務(wù)器以及工作負(fù)載并不受影響。虛擬服務(wù)器出故障時(shí)，運(yùn)行在虛擬服務(wù)器上的所有虛擬機(jī)都無法訪問，給企業(yè)帶來了更多潛在的破壞。例如，如果虛擬服務(wù)器承載10臺虛擬機(jī)，如果服務(wù)器出現(xiàn)故障，那么10個(gè)工作負(fù)載都會受影響。IT管理員通常組合使用防護(hù)與可用性策略緩解虛擬服務(wù)器破壞造成的影響并加速虛擬機(jī)的恢復(fù)過程。