服務(wù)器虛擬化是什么？適合企業(yè)的業(yè)務(wù)嗎？

在互聯(lián)網(wǎng)大型企業(yè)發(fā)展的時代，虛擬化就逐漸體現(xiàn)出各種優(yōu)勢，也正是如此，服務(wù)器虛擬化很多時候還被看做是大型企業(yè)的專利，因?yàn)楹芏嗳苏J(rèn)為只有擁有成千上百臺物理服務(wù)器的企業(yè)用戶才有這種需求，才能負(fù)擔(dān)得起。但是隨著時間的推移，虛擬服務(wù)器的技術(shù)和成本都在發(fā)生著變化，如今中等規(guī)模的企業(yè)，甚至是只有幾臺服務(wù)器的小型企業(yè)用戶也能從虛擬化部署中受益。
在當(dāng)今IT應(yīng)用程序部署的世界中，服務(wù)器虛擬化是一個常用術(shù)語。但是，服務(wù)器虛擬化到底是什么?是否適合企業(yè)的業(yè)務(wù)?

虛擬化的概念始于二十年前，服務(wù)器虛擬化如今成為一個更加復(fù)雜且涉及更多的話題。但是，其核心基本概念和承諾保持不變。

什么是服務(wù)器虛擬化?

物理服務(wù)器是一項(xiàng)眾所周知的IT設(shè)施，其中包括計(jì)算、內(nèi)存存儲、網(wǎng)絡(luò)接口組件。物理服務(wù)器還具有多種外形尺寸，其中包括刀片服務(wù)器、機(jī)架服務(wù)器、塔式服務(wù)器，通常運(yùn)營在企業(yè)的內(nèi)部部署數(shù)據(jù)中心。

對于常規(guī)的物理服務(wù)器(有時稱為“裸機(jī)”服務(wù)器)，計(jì)算、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡(luò)接口等組件都綁定到單個租戶上。例如，將大量的處理任務(wù)分配給正在運(yùn)行的應(yīng)用程序。對于核心處理器來說，某些工作負(fù)載實(shí)際上完全占用了給定處理器的全部容量和吞吐量。

服務(wù)器虛擬化技術(shù)將物理服務(wù)器的屬性(最顯著的是計(jì)算能力)抽象為多個虛擬服務(wù)器。因此，虛擬CPU可以被抽象化，而不是僅讓單個CPU處理單個工作負(fù)載，該工作負(fù)載無法充分利用硬件的容量，從而使單個工作負(fù)載和任務(wù)更有效地運(yùn)行。

服務(wù)器虛擬化意味著在虛擬化環(huán)境中對物理服務(wù)器進(jìn)行抽象化，從而使企業(yè)能夠跨服務(wù)器資產(chǎn)集群運(yùn)行應(yīng)用程序工作負(fù)載，而無需直接與底層物理服務(wù)器硬件交互。采用虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施可以大限度地提高運(yùn)行工作負(fù)載的利用率和可靠性。

虛擬化如何工作

虛擬化完全是關(guān)于抽象的，即采用物理上的東西并定義虛擬或基于軟件的物理資產(chǎn)版本。企業(yè)使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)在物理硬件上運(yùn)行大量虛擬機(jī)，企業(yè)可以通過這些虛擬機(jī)在在這個操作系統(tǒng)運(yùn)行多個應(yīng)用程序工作負(fù)載。

虛擬化技術(shù)有多種類型，其中包括支持虛擬機(jī)的管理程序、容器虛擬化、硬件輔助虛擬化。在較高的層次上，所有虛擬化技術(shù)的目標(biāo)都是為了實(shí)現(xiàn)同一個目標(biāo)，即通過分層技術(shù)并以高效和靈活的方式配置資源，使物理計(jì)算資產(chǎn)更加可用。

虛擬化與云計(jì)算

虛擬化和云計(jì)算是兩個相互關(guān)聯(lián)的主題和技術(shù)。云計(jì)算就是要在彈性模型上提供服務(wù)器計(jì)算資源，該模型可以根據(jù)需要擴(kuò)展或縮減。物理服務(wù)器沒有提供這樣的彈性，并且具有固定的容量，這就是云計(jì)算建立在服務(wù)器虛擬化之上的原因。

借助云計(jì)算的服務(wù)器虛擬化，云計(jì)算供應(yīng)商可以使用服務(wù)器虛擬化來抽象化數(shù)據(jù)中心內(nèi)的大量計(jì)算資源，供最終用戶使用。云計(jì)算服務(wù)器虛擬化可以提供具有不同數(shù)量的虛擬服務(wù)器計(jì)算和內(nèi)存容量的不同實(shí)例類型。

因此，例如，AWS公司在數(shù)據(jù)中心中可能運(yùn)行數(shù)以千計(jì)的物理服務(wù)器，但最終用戶無法訪問實(shí)際的物理服務(wù)器硬件。EC2(彈性計(jì)算云)服務(wù)提供了云計(jì)算服務(wù)器虛擬化實(shí)例，這些實(shí)例提供了不同大小和配置的虛擬機(jī)云計(jì)算實(shí)例。

虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

服務(wù)器虛擬化技術(shù)有許多應(yīng)用程序，各種規(guī)模的企業(yè)都可以從中受益。

• 應(yīng)用程序部署。使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以將應(yīng)用程序捆綁并打包成一種更易于運(yùn)行和部署的格式，而不是簡單地嘗試在裸機(jī)服務(wù)器上安裝。
• 云計(jì)算服務(wù)器。虛擬化技術(shù)使采用云計(jì)算技術(shù)成為可能，這一切都是為了擴(kuò)大運(yùn)營商的規(guī)模，以及降低最終用戶的投資。通過虛擬化，物理服務(wù)器可以用于提供數(shù)百個可用于不同目的的虛擬機(jī)。
• 開發(fā)和測試。使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)開發(fā)和測試應(yīng)用程序比物理硬件容易，因?yàn)榭梢钥焖賳雍完P(guān)閉資源。此外，借助虛擬化技術(shù)，開發(fā)人員可以設(shè)置特定的測試環(huán)境，以模擬產(chǎn)品環(huán)境，而無需影響生產(chǎn)運(yùn)營。
• 桌面仿真。借助虛擬化，最終用戶可以在桌面系統(tǒng)上運(yùn)行服務(wù)器虛擬機(jī)?？梢杂糜诟鞣N用例，其中包括評估和分析。
• 高可用性、彈性和備份。虛擬化技術(shù)的關(guān)鍵特性是它可以使工作負(fù)載易于復(fù)制。使用復(fù)制的工作負(fù)載，可以提高彈性和可用性，以及企業(yè)執(zhí)行備份和災(zāi)難恢復(fù)操作的能力。
• 服務(wù)器利用率。單個操作系統(tǒng)或工作負(fù)載通常無法充分利用高端計(jì)算。通過虛擬化硬件，組織可以實(shí)現(xiàn)更高級別的服務(wù)器利用率和運(yùn)營效率。

虛擬化類型

有多種類型的虛擬化技術(shù)可以幫助啟用服務(wù)器虛擬化架構(gòu)。

通常將不同類型的虛擬化服務(wù)器并行部署或重疊部署。例如，可以使用硬件輔助虛擬化來啟用半虛擬化部署的管理程序，該虛擬機(jī)管理程序又可以具有運(yùn)行應(yīng)用程序虛擬化的容器引擎。

• 硬件輔助虛擬化。十多年來，包括英特爾公司和AMD公司在內(nèi)的芯片供應(yīng)商已經(jīng)認(rèn)識到支持虛擬化環(huán)境的價值，并在其芯片組中集成了技術(shù)來幫助協(xié)助和加速虛擬化。借助英特爾VT-x和AMD-V(硬件輔助虛擬化技術(shù))，無需對整個芯片組進(jìn)行虛擬化，就可以加速和優(yōu)化虛擬機(jī)管理程序。
• 完全虛擬化。完全虛擬化的概念是在硬件輔助或半虛擬化技術(shù)出現(xiàn)之前發(fā)展起來的。通過完全虛擬化，主機(jī)的計(jì)算能力被完全抽象化，從而支持虛擬環(huán)境?，F(xiàn)代芯片組對硬件輔助虛擬化的支持使完全虛擬化的概念不再像以前那樣有用。
• 半虛擬化。半虛擬化提供了一個軟件界面，管理程序可以使用該界面對虛擬化硬件功能進(jìn)行虛擬化，從而實(shí)現(xiàn)仿真磁盤和網(wǎng)絡(luò)功能。半虛擬化(有時簡稱為PV)可以在不具有硬件輔助虛擬化支持的系統(tǒng)架構(gòu)上運(yùn)行。
• 半虛擬化硬件(PVH)。半虛擬化硬件(PVH)是2018年開始出現(xiàn)的服務(wù)器虛擬化的較新形式之一。半虛擬化硬件(PVH)致力于將最佳的準(zhǔn)虛擬化(PV)與基于硬件虛擬機(jī)(HVM)的虛擬化方法結(jié)合在一起。
• 管理程序。服務(wù)器虛擬化架構(gòu)通常涉及管理程序的使用。在虛擬化中，系統(tǒng)管理程序的作用是利用硬件輔助虛擬化和半虛擬化來啟動和管理虛擬機(jī)(VM)。虛擬機(jī)(VM)和系統(tǒng)管理程序提供操作系統(tǒng)(OS)級別的虛擬化，并且可以運(yùn)行應(yīng)用程序工作負(fù)載。
• 開源。虛擬化技術(shù)有多種類型，其中包括開源方法。Xen是開源虛擬化技術(shù)之一，它可以管理自己的虛擬機(jī)管理程序來部署虛擬機(jī)。Xen在公共云中廣泛用于服務(wù)器虛擬化。KVM(基于內(nèi)核的虛擬機(jī))管理程序是另一種流行的開源管理程序技術(shù)。
• 容器。由Docker普及的應(yīng)用程序容器有時被認(rèn)為是服務(wù)器虛擬化的又一個層次。但是，容器實(shí)際上并沒有虛擬化硬件，然后可以對其進(jìn)行抽象和共享。而不是像Docker這樣的容器引擎，多個容器可以利用底層主機(jī)操作系統(tǒng)的相同接口和共享庫，在獨(dú)立的實(shí)例中運(yùn)行單獨(dú)的容器Pod或應(yīng)用程序。容器通常部署在虛擬機(jī)管理程序或虛擬機(jī)內(nèi)部，以提供服務(wù)器核心主機(jī)操作系統(tǒng)的附加隔離層。

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