虛擬機（VM）是一個模擬版的物理計算機，它在虛擬環(huán)境中模擬各種功能并分配資源。

簡言之，你可以在你當前的操作系統(tǒng)中運行另一個操作系統(tǒng)，就像運行媒體播放器或網(wǎng)絡瀏覽器一樣。

在 Manjaro Linux 里 VirtualBox 中運行 Windows 10

你可以在 VM 中執(zhí)行與裸機（例如你的筆記本電腦或個人電腦）相同的操作，例如連接到網(wǎng)絡、下載軟件、更新操作系統(tǒng)等等。

當然，根據(jù)使用場景，VM 的體驗可能會與實體計算機有所不同。

讓我們來探索虛擬機，它們的應用場景，以及它們的工作原理。

虛擬機：起源

虛擬機是最重要的基于軟件的創(chuàng)新之一。它的起源可以追溯到 1966 年的 IBM CP-40 和 CP-67 虛擬機操作系統(tǒng)，那時候人們在研究和測試虛擬內(nèi)存和資源的概念。

快進到我們發(fā)表此文的 2023 年，虛擬機已經(jīng)無處不在，涵蓋從個人電腦，到大型企業(yè)，再到小型企業(yè)。每個人以某種或其他方式都在使用虛擬機。

考慮到所有這些，顯然，虛擬機非常有用。但是，它是如何工作的，我們具體用它來做什么？

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• 裸機 = 實體的物理電腦，例如你的 PC 或筆記本電腦
• 宿主操作系統(tǒng) = 安裝在你實體電腦上的操作系統(tǒng)
• 客戶操作系統(tǒng) = 在虛擬機內(nèi)運行的操作系統(tǒng)
• 虛擬機（VM）= 是虛擬化應用的通用術語

虛擬機如何運作

理解虛擬化的概念會有助于你弄清楚虛擬機是如何運作的。

回顧我們在一篇文章中的描述：

“虛擬化為你提供了計算機硬件的抽象概念，以便你創(chuàng)建虛擬機（VM）、網(wǎng)絡、存儲等?！?/p>

虛擬化允許用戶在虛擬環(huán)境中利用物理系統(tǒng)的資源。這使得一個進程可以單獨地使用資源，而不會影響物理計算機。

而虛擬機就是運用這一能力的過程，在此你會得到以虛擬磁盤、內(nèi)存，及其他配置文件形式的虛擬資源，讓你能在其上運行操作系統(tǒng)。

你或許已經(jīng)熟悉一些能幫助你創(chuàng)建這些虛擬機的 專為 Linux 的虛擬化軟件。

為了詳細展示虛擬機和物理計算機之間的技術差異，這里提供一張圖幫助你理解：

我們?yōu)槭裁葱枰褂锰摂M機？

虛擬機已經(jīng)成為一種多功能的概念，對于幾乎每一個小任務都十分實用，這也是你應該 在虛擬機中運行 Linux 的其中一個理由。

不僅對個人用戶有幫助，虛擬機在云計算的領域中也起著重要的作用，而云計算是構成互聯(lián)網(wǎng)必不可少的一部分。

下面是虛擬機能夠幫助你完成的一些任務：

• 軟件測試
• 操作系統(tǒng)測試
• 為臨時的網(wǎng)絡瀏覽會話增強你的在線隱私
• 在不影響物理計算機的情況下進行網(wǎng)絡安全研究
• 利用虛擬機作為服務器，使同一硬件上可以托管更多的虛擬機，（從而讓硬件資源使用更加高效）
• 各種開發(fā)活動，擁有了更強大的遷移、復制等功能
• 利用虛擬機在云中復制系統(tǒng)

因此，虛擬機的隔離能力使我們能采用它進行測試和開發(fā)，也使其成為服務器可擴展性和靈活性的核心。

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在虛擬機中運行 Linux 的十大原因

無論你是學生、專業(yè)人員，還是企業(yè)，你都會發(fā)現(xiàn)虛擬機在某個時間點會發(fā)揮出重要的作用。

虛擬機消耗系統(tǒng)資源嗎？

當你創(chuàng)建一個虛擬機在其中運行另一個操作系統(tǒng)時，你會為它分配一些系統(tǒng)資源，主要包括：

• 處理器：只有當在虛擬機中運行操作系統(tǒng)時才消耗
• 內(nèi)存：只有當在虛擬機中運行操作系統(tǒng)時才消耗
• 磁盤空間：創(chuàng)建虛擬機時預留，無論虛擬機是否運行，都會占據(jù)一定的空間。

有些人認為處理器和內(nèi)存會一直被虛擬機占用，這并不正確。它們只在虛擬機運行操作系統(tǒng)時才會被使用。

然而，無論虛擬機是否在運行，磁盤空間始終會被占用。

使一切成為可能的虛擬化類型

如果你對能夠幫助創(chuàng)建虛擬機的虛擬化概念感興趣，那么我將列舉并簡要解釋所有的不同類型。

管理程序Hypervisor 管理著硬件，并將系統(tǒng)資源從虛擬環(huán)境中隔離出來。它在技術上被標記為 “虛擬機監(jiān)視器Virtual Machine Monitor（VMM）”。

而管理程序就是那個能讓我們創(chuàng)建和運行虛擬機的軟件。

管理程序有兩種類型：

• 一級管理程序 ：它直接連接到物理機，用于管理虛擬機的資源。一個很好的例子就是 KVM，它直接集成在 Linux 系統(tǒng)里。
• 二級管理程序 ：它存在于操作系統(tǒng)上，在操作系統(tǒng)上運行，讓你能夠管理虛擬機資源等等。例如 VirtualBox。

雖然管理程序使虛擬化成為可能，但是各種虛擬化類型則能使你在使用虛擬機時帶來更多便利和功能。

一些相關的類型包括：

• 存儲虛擬化 ：這能通過將可用的磁盤空間劃分為小塊，以被虛擬機使用，從而創(chuàng)建虛擬磁盤。
• 網(wǎng)絡虛擬化 ：允許物理網(wǎng)絡連接通過虛擬網(wǎng)絡（或者適配器）路由到虛擬機。
• 桌面虛擬化 ：通過該方式，你可以同時向多臺物理設備部署多個虛擬桌面環(huán)境?？梢詮囊粋€中心點配置和管理所有虛擬桌面。

為了深入了解所有的技術細節(jié)，我建議你查閱 AWS 關于虛擬化的文檔。

虛擬機的優(yōu)勢

雖然你已經(jīng)通過其使用案例了解到了一些虛擬機帶給你的好處，但是我還是想再補充一些你需要知道的要點：

• 虛擬機能夠讓你充分地利用硬件資源，而不影響宿主機
• 有了虛擬機，你可以自由地進行測試或者做任何你想做的事情。無論是一個極老的應用，或是一個有風險的軟件，你都可以完全依賴虛擬機來完成一切，并且不會對你宿主機產(chǎn)生影響
• 你可以在一個地方運行多個操作系統(tǒng)，而不需要面對雙啟動或增加額外的物理驅動器來使用其它操作系統(tǒng)的麻煩。這樣可以幫你節(jié)省成本，時間，同時避免管理的困擾
• 有了虛擬機，你可以在不需增加任何硬件的情況下快速地克隆你的配置。

虛擬機的劣勢

雖然虛擬機在許多場景中都非常有幫助，但是它也有可能帶來什么不利影響嗎？

嗯，實際上，使用虛擬機并沒有直接的缺點，但是你仍然需要對一些虛擬機可能帶來的影響持謹慎態(tài)度：

• 盡管虛擬機被認為能夠有效地利用資源，但是如果你不監(jiān)控它們或者粗心大意地運行多個虛擬機，它們還是有可能會耗盡系統(tǒng)的資源
• 虛擬機永遠無法替代裸機的體驗和性能。無論宿主機有多么強大，虛擬機的運行速度總是比你在物理計算機上預期的要慢
• 虛擬機雖然與宿主機隔離，但你必須要注意文件共享可能會將惡意軟件暴露給你的宿主機系統(tǒng)

虛擬機的利用廣泛

虛擬機的概念讓許多事情變得可能。

如果沒有虛擬機，你認為云計算行業(yè)會如何發(fā)展？如果每次嘗試不同的操作系統(tǒng)都需要重新安裝，這將帶來多大的不方便？

無論是哪種形式，每個電腦用戶或服務器用戶都需要虛擬機。你對虛擬機有什么看法呢？你會如何定義它？