虛擬化技術(shù)的發(fā)展與分類

馬靜

摘 要

近些年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)對(duì)我們的生活產(chǎn)生了巨大的影響，改變了我們的生活方式，但是相對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件方面的飛速發(fā)展，我們的軟件系統(tǒng)還相對(duì)落后，我們的軟件往往不能完全發(fā)揮硬件的全部潛力，因此虛擬化技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。并且經(jīng)過幾代人的不斷努力，虛擬化技術(shù)也日益成熟，并且極大的提高了計(jì)算機(jī)的工作效率。本文將對(duì)虛擬計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新寵——虛擬化技術(shù)的定義、發(fā)展以及其分類進(jìn)行簡單的分析說明，并簡單介紹一下其應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù) 含義 分類

計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一場革命，它可以最大的發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件的潛力，比較明顯的就是近些年來CPU和內(nèi)存的虛擬化技術(shù)的成熟，已經(jīng)可以在一些領(lǐng)域?yàn)槲覀兊娜粘Ｉ詈凸ぷ鲗W(xué)習(xí)提供一些支持。并且這一概念的提出也可以使得硬件和軟件之間更加匹配，從而避免能源的浪費(fèi)。此外該技術(shù)也極大的提高了人們的工作效率，提供了很大的方便。下面將對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的說明介紹。

1 虛擬化的概括介紹

虛擬化技術(shù)所指的就是在計(jì)算機(jī)硬件條件確定的情況下，運(yùn)行一個(gè)新的操作系統(tǒng)，這個(gè)新的操作系統(tǒng)并不是在真實(shí)的硬件的條件上運(yùn)行的，而是以虛擬的CPU和內(nèi)存為基礎(chǔ)來工作的，從而可以實(shí)現(xiàn)簡便快捷的工作效率，并且也可以在一定程度上提高計(jì)算機(jī)的安全性。更專業(yè)一點(diǎn)就是虛擬化技術(shù)可以利用虛擬化技術(shù)將硬件的物理容量加大，但是對(duì)于操作系統(tǒng)等軟件要進(jìn)行簡化設(shè)置，而且一個(gè)CPU也可以通過虛擬化技術(shù)模擬出多個(gè)CPU工作的情況，因此這就意味著我們的計(jì)算機(jī)有了多個(gè)“大腦”，從而可以在硬件條件確定的情況下，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)，并且在每個(gè)系統(tǒng)上又可以獨(dú)立運(yùn)行多個(gè)軟件，并且互相不影響，這就可以極大的利用計(jì)算機(jī)的硬件。

雖然現(xiàn)在很多計(jì)算機(jī)廠家都可以做出多線程的CPU，或者多核的處理器，但是對(duì)于計(jì)算機(jī)來說這只不過是用一個(gè)CPU來模擬兩個(gè)CPU進(jìn)行工作，并且這兩個(gè)處理器是相互協(xié)作的，而不是相互獨(dú)立工作的，其實(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)的性能并沒有實(shí)質(zhì)性的提高，但是虛擬化技術(shù)就不同了，它可以通過多個(gè)處理器獨(dú)立工作來提高計(jì)算機(jī)的工作性能，可以極大的提高計(jì)算機(jī)硬件的利用效率。

2 計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)大概在上世紀(jì)五六十年代被提出，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，虛擬化技術(shù)已經(jīng)越來越成熟。最初的虛擬化概念石油IBM公司提出并進(jìn)行了開發(fā)，但是目的并沒有這么完善，只不過是想將內(nèi)存虛擬化技術(shù)引進(jìn)到計(jì)算機(jī)軟件里面，這主要是由于在當(dāng)時(shí)電腦硬件的制作成本比較高，因此就將開發(fā)重點(diǎn)放在如何提高對(duì)硬件的使用效率；后來隨著硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，人們逐漸忘記了虛擬化技術(shù)了，但是到了后期硬件技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了軟件的發(fā)展，電腦硬件的資源不能被完全利用，人們又開始關(guān)注虛擬化技術(shù)。應(yīng)為硬件技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)于虛擬化技術(shù)的開發(fā)也不僅僅限制在內(nèi)存虛擬化，而是處理器虛擬化，從而出現(xiàn)了多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，并且獨(dú)立工作互不影響；后來一直到現(xiàn)在，虛擬化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，不但涌現(xiàn)出很多虛擬系統(tǒng)，相應(yīng)而來的還有很多的虛擬軟件、虛擬網(wǎng)絡(luò)等，為人們的生活工作和學(xué)習(xí)通過了極大的幫助。

3 虛擬化技術(shù)的分類

3.1 硬件的虛擬化

硬件虛擬化的意思就是通過軟件設(shè)置來對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)所需要的一些硬件進(jìn)行虛擬化，這就是這個(gè)虛擬化的系統(tǒng)不需要實(shí)際的物理內(nèi)存或者處理器等硬件，而是通過軟件進(jìn)行模擬，這就提高了計(jì)算機(jī)硬件的使用效率，并且在使用過程中，簡單易懂，通過安裝一個(gè)專業(yè)的虛擬化軟件，現(xiàn)在常用的比較好的虛擬化軟件包括VMware等產(chǎn)品。然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行虛擬系統(tǒng)的安裝，然后計(jì)算機(jī)就可以運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)，并且這些系統(tǒng)之間也互不影響。這樣做主要是和多線程進(jìn)行區(qū)分，因?yàn)槿绻麨樘摂M化的系統(tǒng)具體分配了硬件資源，那么在這個(gè)硬件系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件也是在消耗硬件的固有資源，而不是相互獨(dú)立的，因此通過對(duì)于虛擬化硬件，可以極大的提高虛擬化系統(tǒng)的工作效率，并且不影響原來系統(tǒng)的工作性能，性能得到了很大的提升。

3.2 操作系統(tǒng)的虛擬化

操作系統(tǒng)化相比較與硬件虛擬化來說就更加有優(yōu)勢。因?yàn)橛布摂M化雖然沒有占用實(shí)際的內(nèi)存或者處理器等，但是其最終還是安裝有實(shí)體的操作系統(tǒng)，因此對(duì)于計(jì)算機(jī)來說相當(dāng)于安裝了兩個(gè)系統(tǒng)，雖然硬件虛擬化可以允許用戶安裝不同的操作系統(tǒng)但是這對(duì)于一些不需要不同系統(tǒng)的用戶來說就沒有很大意義，而操作系統(tǒng)虛擬化雖然只能將原來的操作系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)復(fù)制，但是其相比較硬件虛擬化來說要更加簡便，新的復(fù)制的系統(tǒng)和原來的系統(tǒng)的區(qū)別主要體現(xiàn)在ID的標(biāo)識(shí)上。雖然操作系統(tǒng)虛擬化有更少的資源的占用，但是其缺陷就在于如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其余的復(fù)制的系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)相同的問題。

3.3 應(yīng)用軟件的虛擬化

前面介紹的兩種虛擬化技術(shù)不管是硬件虛擬化還是操作系統(tǒng)的虛擬化對(duì)于用戶來說主要適用于企業(yè)或者一些IT的專業(yè)工作領(lǐng)域。但是隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)逐漸延伸到個(gè)體用戶，因此應(yīng)用軟件的虛擬化就逐漸成為虛擬化技術(shù)的應(yīng)用的熱點(diǎn)。對(duì)于軟件虛擬化來說主要功能就是通過應(yīng)用軟件來模擬虛擬的操作系統(tǒng)，這也就意味著我們甚至不需要安裝虛擬的操作系統(tǒng)，僅僅通過虛擬的軟件應(yīng)用就可以模擬出操作系統(tǒng)，進(jìn)而極大的降低了應(yīng)用軟件對(duì)于操作系統(tǒng)的資源的消耗。并且這些應(yīng)用軟件可以通過在網(wǎng)絡(luò)上傳播，甚至不用進(jìn)行安裝就可以直接使用，因此也可以大大節(jié)省用戶的使用成本?，F(xiàn)在新興的虛擬化軟件技術(shù)有云端軟件平臺(tái)，它可以通過電腦的緩存直接進(jìn)行工作，不用下載安裝，使用完后，軟件應(yīng)用也是留在云端的緩存上，因此將一部分資源轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)云端。

4 總結(jié)

因?yàn)樘摂M化技術(shù)具有隔離性、可聚集性和可遷移性等突出的優(yōu)點(diǎn)，因此隨著硬件發(fā)展逐漸遇到瓶頸時(shí)，虛擬化技術(shù)就成為計(jì)算機(jī)工作者的主要研究方向，通過虛擬化技術(shù)將計(jì)算機(jī)的硬件資源發(fā)揮到極致，從而可以加大的降低用戶的使用成本，也逐漸被用戶所接受。虛擬化技術(shù)必將在未來的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中更好的發(fā)展，更好的為人們的生活工作服務(wù)。

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作者單位

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院信息科 廣東省廣州市 510515