雲計算中的虛擬化：您需要知道的一切

當我們談到雲計算時，我們本質上是指我們可以使用的虛擬化技術。 它提供了對服務器資源和其他元素（如存儲、內存、處理能力和其他組件）的更多樣化的使用。 虛擬化改變了雲計算的工作方式，使之成為一個動態的虛擬空間，開發者可以共享單個硬件和計算機的資源。 這就像在虛擬層上工作，部署與父計算機或服務器不同的獨立操作系統。

這項技術使軟件開發人員和硬件專業人員可以在虛擬空間中工作，而不是在一台機器上的物理位置工作。 用戶在雲平台和網絡上與從事單個項目或共享單個工作站資源的類似用戶一起工作。 該博客旨在深入探討不斷發展的虛擬化技術領域，並使復雜的概念清晰易懂。

什麼是雲計算中的虛擬化？

當我們談到雲計算中的虛擬化時，我們指的是一種用戶可以將操作系統與硬件分開的技術。 這樣，他們可以使用一台機器的硬件運行多個操作系統（Linux、Windows）。

虛擬化只是意味著在硬件之上有一個額外的抽象層。 它將一台計算機的組件分割成許多更小的虛擬段。 然後用戶可以使用計算機內存、存儲、設備和處理器。 虛擬化是將硬件與虛擬平台分層，並在該虛擬平台上分發軟件和操作系統。

與虛擬化相關的術語：

• 管理程序：它是一種操作系統，可在虛擬平台上的實際物理硬件上運行。 它是運行在虛擬雲平台上的硬件操作系統的一部分。 它可以稱為 Dom0 或 Domain 0。
• 虛擬機：它就像一台虛擬計算機，在稱為管理程序的操作系統下運行。
• 容器：它們是與管理程序相同的操作系統的一部分。 它們是那些運行到進程標識符的進程。
• 虛擬化軟件：它是一種軟件操作系統，用於虛擬化任何計算機系統。
• 虛擬網絡：它是服務器內部邏輯上分離的網絡，可以擴展到其他服務器。

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雲計算中虛擬化的好處

虛擬化是一種對開發軟件項目有無限好處的技術。 IT 經理和軟件專業人員喜歡它提供的靈活性、能力和可擴展性。 即使是平台業務模型也可以利用雲計算和虛擬化技術的無限力量。 看看虛擬化提供的所有好處就足以強調它在未來雲計算中的成功。

減少 IT 開支

由於虛擬化技術，IT成本大大降低。 在非虛擬環境中，物理計算機和資源可能無法得到最佳利用。 它可能導致計算機系統管理不善以及可用硬件和軟件資源的使用效率低下。

但是當企業使用虛擬服務器和雲計算技術時，虛擬化將單台服務器變成多台服務器，每台服務器都有獨立的操作系統。 虛擬機可以運行多個應用程序，並且仍然使用單個服務器的資源。 虛擬化提供了一個明顯的優勢，因為它只使用一個物理服務器，因此非常具有成本效益。

減少停機時間和高效的災難管理

物理服務器可能會崩潰，修復錯誤需要時間。 這樣做可能需要幾天時間，而且可能會導致資源浪費，並且項目可能會停滯不前。 但是當在虛擬平台上工作時，即使虛擬機 (VM) 以某種方式受到影響，它也可以非常容易地複制並部署到另一台機器上。 恢復速度很快，設置虛擬服務器只需幾分鐘。 它減少了停機時間並保持了項目的連續性。 與可能需要數小時或數天才能開始運行的物理服務器相比，這是一個很大的好處。

提高效率和生產力

由於在虛擬化環境中減少了維護，因此可以節省時間並提高生產率。 維護物理服務器和硬件基礎設施的需求較少。 所有 VM 都在虛擬環境中，您可以更新或安裝這些虛擬服務器的更新，而不是更新每個服務器。 更少的時間意味著更有效地利用可用的人力和資源。

獨立控制

由於環境是虛擬的，並且整個系統被分割成虛擬機，因此控制是獨立的。 測試也可以在不影響生產的情況下完成。 可以通過克隆虛擬機並在機器上獨立進行更新來更新軟件。

環保的

維護虛擬化環境比物理基礎設施更環保。 服務器少了，機器也少了。 這意味著它可以節省電力和費用。 數據中心減少了碳足跡，因為虛擬化環境中不涉及物理計算機。

數據和機器的順利傳輸

虛擬化環境的一個明顯好處是沒有物理服務器和硬盤驅動器。 這意味著數據移動速度更快，無需搜索物理硬盤。 無需移動物理服務器，內存也在虛擬化服務器中。 它可以節省能源、空間、存儲和基礎設施費用。

安全

VM（虛擬機）獨立於整個服務器系統。 所以即使有惡意攻擊，也只會影響VM，無法穿透基礎設施。 雲計算帶有發達的協議和加密技術。 備份也在虛擬空間中創建，因此沒有數據洩露的危險。

防止故障

在虛擬化環境中，每個 VM 都是其容器。 它的運行不依賴於基礎設施。 如果某個特定的虛擬機正在接受測試，或者如果它受到惡意軟件攻擊，它就不會滲透到其他虛擬機中。 其他 VM 受到保護，因為它們彼此不依賴。

雲計算中虛擬化的特點

雲計算有其自身的特點，使其非常鮮明。 因此，當我們提到虛擬化和雲計算時，我們指的是一組使其與眾不同的特定特徵。

資源分佈

當我們提到雲計算平台時，我們的意思是資源是分佈式的，而不是集中在一台機器上。 任何一台電腦都可以做成主機，擁有控制用戶的權力。 可以限制用戶數量，對整個系統有控制權。

隔離

在虛擬化環境中，每個虛擬機都是獨立的。 它可以與其他虛擬機隔離，對於可以使用這些隔離虛擬機的客人來說是最有利的。 它保護環境，客人也無法訪問敏感信息，但他們仍然可以與他人聯繫。

可用性

虛擬化環境的一大特點是用戶可以訪問他們在物理機中無法獲得的功能。 它提高了正常運行時間並提高了可用性。 它還可以減少停機時間並提高效率、生產力和安全性。

聚合

聚合使用集群管理軟件將相似的同質計算機連接起來，使它們成為一個資源中心。

真實性和安全性

在雲計算等虛擬化服務器環境中，系統和服務器提供性能的連續性。 服務不會像物理服務器環境中經常發生的那樣中斷。 系統正常運行時間得到維護，並且有自動負載平衡。

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虛擬化的優勢

虛擬化提供了一些明顯的優勢，例如：

• 用戶可以從虛擬內存訪問數據，而不必擔心物理內存。
• 用戶可以在知道機器受到高度開發的安全功能保護的情況下開展他們的項目並進行測試。
• 維護虛擬服務器的成本更低，而且還減少了數據複製。
• 資源可以快速輕鬆地部署。

虛擬化的缺點

然而，虛擬化也有其缺點。 例如：

• 虛擬化技術的實際實施是相當昂貴的。
• 虛擬化還伴隨著可伸縮性問題。
• 可用性存在問題，用戶必須依賴第三方可用性。
• 如果用戶不維護適當的程序協議，則用戶也可以訪問敏感數據。

虛擬化類型

虛擬化是雲計算技術中的核心概念。 虛擬化可以是非常不同的類型。 當我們談到虛擬化時，我們指的不僅僅是一種虛擬化，而是多種虛擬化，具體取決於操作系統、存儲容量等。

1. 硬件虛擬化

在這種虛擬化中，管理程序用於管理可用資源。 管理程序以復雜的方式管理和處理物理資源。

硬件虛擬化的類型：

• 完全虛擬化：在這種類型的硬件虛擬化中，虛擬機完全模擬現有硬件。 無需任何修改。
• 仿真虛擬化：虛擬機完全模仿硬件但完全獨立。 無需修改操作系統。
• Para-Virtualization ：在這種類型的虛擬化中，虛擬機具有類似於主機硬件的接口。 自定義來賓操作系統後，虛擬機性能將得到最大化。

硬件虛擬化的優勢：

• 它在利用資源方面非常有效。
• 正常運行時間顯著增加。
• 這是非常划算和經濟的。
• 硬件和軟件冗餘。

2. 操作系統虛擬化

在這裡，宿主機具有虛擬機的操作系統。 這種類型的虛擬化通常用於測試應用程序並查看它們在操作系統中的性能。

操作系統虛擬化的類型：

• Linux 操作系統虛擬化：這裡下載名為 VMware 工作站軟件的軟件，然後用於安裝 Linux 操作系統。
• Windows操作系統優化：要優化此操作系統，首先需要下載VMware工作站軟件，然後需要安裝Windows操作系統。

操作系統虛擬化中的磁盤類型：

• 私有磁盤：這種類型的虛擬化由公司或個人使用。 存儲在磁盤中的信息取決於其容量。
• 共享磁盤：在這裡，多個公司或許多個人一次共享磁盤。 對磁盤數據所做的更改不會影響其他用戶。

操作系統虛擬化的好處：

• 數據在虛擬內存中使用，因此無需維護。
• 數據存儲在虛擬服務器中，無需與服務器連接。 它既經濟又省時。
• 它使用虛擬機，因此非常節能。
• 它保護數據免遭未經授權的訪問。
• 軟件功能快速部署，數據也快速傳輸到客戶端。

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3. 服務器虛擬化

當一台服務器被分成許多虛擬服務器時，服務器虛擬化發生在雲計算中。 這些虛擬服務器稱為私有虛擬服務器。 它掩蓋了服務器資源。 它還可以最大限度地降低成本並提高資源利用率。

服務器虛擬化的類型：

• 管理程序：管理程序就像一個將操作系統與硬件分開的層。 Hypervisor 處理查詢、硬件請求和調度。
• 完全虛擬化：在此虛擬化中，硬件被模擬。 機器操作用於執行輸入輸出功能和改變系統狀態。
• 半虛擬化：在半虛擬化的情況下，管理程序不需要太多的處理能力來管理操作系統。
• 操作系統虛擬化：在這種類型的虛擬化中，操作系統被劃分為幾個獨立的工作區及其虛擬環境。

服務器虛擬化的優勢：

• 當單個服務器被分割成多個虛擬服務器時，就變得非常經濟。
• 用戶可以訪問功能，並儘快部署。
• 用戶可以存儲他們的敏感數據，因此這種類型的虛擬化非常安全。
• 每個服務器都可以在不啟動其他服務器的情況下重新啟動。

4. 存儲虛擬化

這裡來自多個物理服務器的存儲進入單個存儲。

存儲虛擬化的類型：

• 基於塊的存儲虛擬化：在這裡，邏輯存儲是從物理內存中提取出來的。 它使虛擬化管理軟件能夠了解設備容量。
• 基於文件的存儲虛擬化：用於基於網絡的存儲系統，用於特定目的。

存儲虛擬化的優勢：

• 數據安全地存儲在遠離主機訪問的地方。
• 數據很容易檢索。
• 由於存儲提取，操作變得更加高效。

實施存儲虛擬化的原因：

• 實施和管理與存儲相關的問題。
• 停機時間更少。
• 以更好的方式利用存儲。

存儲虛擬化的風險：

• 失敗：可能會發生數據丟失和停機。 虛擬機中的數據保護應該放在首位。
• 命名問題：太多的虛擬系統導致命名問題，很難識別重要和不那麼重要的虛擬機。

5.桌面虛擬化

在這裡，用戶可以從連接的設備查看桌面。 它將桌面與其物理設備分開，以便客戶端可以訪問它。

桌面虛擬化的類型：

• 虛擬桌面基礎設施：在這裡，虛擬桌面模仿了傳統的桌面環境。 虛擬會話在雲數據中心的虛擬機上運行。
• 遠程桌面服務：當只有少數應用程序被虛擬化時，就會發生這種情況。
• 桌面即服務 (DaaS)：在這種類型中，服務提供商可以提供桌面虛擬化即服務。

桌面虛擬化的好處：

• 提高安全性：安全系統監控每個虛擬機。 虛擬機彼此隔離。 這些虛擬機的任何更改或更改都可能表明存在惡意軟件。
• 減少停機時間：虛擬機可以在用戶不知情的情況下移動。
• 低成本：較低的軟件許可意味著較低的成本。

6. 網絡虛擬化

在這種類型的虛擬化中，可以運行和維護許多虛擬網絡。 每個虛擬網絡都可以有它的數據計劃和控制。 它可以存在於物理網絡之上。

網絡虛擬化工具：

• 物理交換機操作系統：當操作系統支持網絡虛擬化時。
• 管理程序：它是在虛擬機上運行的軟件。

網絡虛擬化的類型：

• 軟件定義網絡：硬件被虛擬化，網絡流量被路由。
• 網絡功能虛擬化：在這裡，硬件設備被虛擬化，例如防火牆。 安裝、監控和管理它們變得非常容易。

網絡虛擬化的優勢：

• 它減少了網絡配置時間。
• 提高網絡安全性。
• 威脅和故障是隔離的。

雲計算環境中的虛擬化過程

在雲計算中，虛擬化是通過為物理服務器分配名稱來完成的。 然後指針指向該物理服務器。 這通常是按需完成的。 在虛擬化中，程序的執行非常容易。 在虛擬化中，對內存、存儲和網絡進行分段。 當使用主機和來賓計算機時，就會發生虛擬化。 主機是創建虛擬機的主機，創建的虛擬機用作來賓機器。

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把它包起來

當今需要虛擬化，具有云計算技能的人將找到有利可圖的工作。 未來，越來越多的虛擬服務器將用於存儲數據。 因此，IT 專業人員、軟件測試人員、系統管理員、軟件開發人員和硬件網絡專業人員可以期待雲計算和虛擬化技術的高速發展。