三種常用虛擬化技術：計算虛擬化包含哪幾種

天圓地方，盡皆抽象。這是說一切事物都是某種抽象，即某種虛擬。虛擬的好處就是將複雜的細節隱藏，將無變為有，將不自由變為自由。這也正是雲計算的魅力之所在。雲計算的各種奇妙能力建立在兩個基礎之上：優美的軟件架構和虛擬化技術。在這二者之中，虛擬化可能更加重要（或更加基礎），因為虛擬化是雲計算賴以存在的基礎和提供的功能的實質，而優美的軟件架構不過是在虛擬之上實現另一種虛擬的手段。不誇張地說，雲計算完全構建於虛擬化和抽象之上，虛擬化（這裡不僅指虛擬機監視器和雲計算平台下的虛擬機）是雲計算得以實現的核心基石。

我們先來看一個例子，一台物理主機有16GB內存，用戶A的程序只需要2GB內存，用戶B的程序只需要4GB內存，如果沒有用虛擬化技術，通常的解決方案如下。

兩用戶的程序放到同一台物理機器上，各自配置的運行環境和資源都能滿足。問題是，程序的運行環境一個是Linux，一個是Windows怎麼辦？又如何防止用戶A的程序不會竊取用戶B的數據呢？

有人說，再買一台2GB內存的物理主機，就解決了上面兩個問題。可是這樣做很浪費。如果又有一個需要1GB內存的用戶，就再買個1GB內存的物理主機嗎？此時需要更加合理的解決方法：採用虛擬化技術，在物理主機上生成兩個操作系統：一個4GB內存，一個2GB內存，操作系統的類型任選，虛擬化能夠提供資源隔離的功能。

虛擬化技術的發展經歷了幾十年，對於虛擬化技術最早的研究出現於20世紀50年代。1959年，克里斯托弗·斯特雷奇（Christopher Strachey）在國際信息處理大會上發表了一篇名為《大型高速計算機中的時間共享》（Time Sharing in Large Fast Computers）的學術論文。起初，虛擬化技術的出現源於對分時系統的需求，它解決了早期操作系統只能處理單任務而不能處理分時多任務的問題。IBM 7044是最早使用虛擬化技術的計算機之一，之後，大型機和小型機都開始使用虛擬化技術。而在x86架構中對虛擬化技術的使用，使虛擬化技術得到了更加廣泛的應用。在 x86 架構中，最開始實現的是純軟件的「全虛擬化」。後來又出現了Denali項目和Xen項目中的半虛擬化模式，需要對客戶機操作系統進行更改，從而獲得更高的性能。而後隨着硬件技術的不斷發展，Intel和AMD等廠商都相繼將對虛擬化技術的支持加入x86架構處理器中（例如，Intel的VT技術），使原來純軟件的各項功能都可以用硬件實現。

虛擬化是一個廣義的術語，對於不同的人來說可能意味着不同的東西，這取決於他們所處的環境。在計算機科學領域中，虛擬化代表着對計算資源的抽象，而不僅僅局限於虛擬機的概念。例如對物理內存的抽象，產生了虛擬內存技術，使應用程序認為其自身擁有連續可用的地址空間（Address Space），實際上，應用程序的代碼和數據可能被分隔成多個碎片頁或段，甚至被交換到磁盤、閃存等外部存儲器上，即使物理內存不足，應用程序也能順利執行。

虛擬化技術主要分為以下幾個大類。

1.服務器虛擬化

大多數服務器的容量利用率不足 15%，這不僅導致了服務器數量劇增，還增加了部署複雜性。實現服務器虛擬化後，多個操作系統可以作為虛擬機在單台物理服務器上運行，並且每個操作系統都可以訪問底層服務器的計算資源，從而解決了效率低下問題。將服務器集群聚合為一項整合資源，可以提高整體效率並降低成本。服務器虛擬化還可以加快工作負載部署速度、提高應用性能並改善可用性。

2.網絡虛擬化

網絡虛擬化以軟件的形式完整再現了物理網絡，應用在虛擬網絡上的運行與在物理網絡上的運行完全相同。網絡虛擬化向已連接的工作負載提供邏輯網絡連接設備和服務（邏輯端口、交換機、路由器、防火牆、負載均衡器、VPN等）。虛擬網絡不僅可以提供與物理網絡相同的功能特性和保證，而且具備虛擬化所具有的運維優勢和硬件獨立性。

3.桌面虛擬化

通過以代管服務的形式部署桌面，可以使使用者更加快速地對不斷變化的需求做出響應。企業可以快速輕鬆地向分支機構、外包員工、海外員工以及使用平板電腦的移動工作人員交付虛擬化桌面和應用，從而降低成本並改進服務。

4.軟件定義的存儲

海量數據和實時應用使存儲需求達到新的高度。存儲虛擬化對服務器內部的磁盤和閃存進行抽象，將它們組合到高性能存儲池，並以軟件形式交付。軟件定義的存儲（Software Defined Storage， SDS）是一種全新的存儲方法，可從根本上提高運維模式的效率。

虛擬化技術已經在市場中得到廣泛的應用，它促進了雲計算概念的產生，並成為其主要支撐技術之一。虛擬化技術有效地提高了硬件的利用率，使得一台服務器可以承載以前多台服務器的負載，並且實現了用戶任務和數據的隔離，增強了安全性。