計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的分析及應(yīng)用

劉思皖

摘? 要：虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)化為邏輯上可以管理的資源，隨著云終端技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)在社會(huì)領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。實(shí)踐證明虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)所存在的各種問題，提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，因此文章立足于對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的詳細(xì)概述，分析計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用類型，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)討論計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)在教學(xué)中的具體應(yīng)用，最后就如何提高計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)而提出相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);虛擬化技術(shù);云終端;大數(shù)據(jù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391.9? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）36-0130-02

Abstract： Virtualization is to transform physical resources into logically manageable resources. With the continuous development of cloud terminal technology， the application of computing virtualization technology in the social field is expanding. Practice has proved that the application of virtualization technology can effectively solve all kinds of problems existing in computer hardware system and improve the utilization rate of network resources. Therefore， this paper is based on a detailed overview of computer virtualization technology， analyzes the application types of computing virtualization technology， discusses the specific application of computer virtualization technology in teaching with teaching experience， and finally puts forward corresponding countermeasures on how to improve computer virtualization technology.

Keywords： computer; virtualization technology; cloud terminal; big data technology

隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是5G技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的整體發(fā)展水平。虛擬化技術(shù)是一種資源管理技術(shù)，其打破了傳統(tǒng)物理資源的時(shí)空、地域限制界限，通過采取虛擬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將服務(wù)器、內(nèi)存以及儲(chǔ)存等以抽象化、虛擬化的方式展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了物理資源的網(wǎng)絡(luò)化管理。隨著云終端技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)在社會(huì)各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，因此結(jié)合多年工作實(shí)踐調(diào)查，詳細(xì)闡述計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

1 計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)概述

虛擬化，是指通過虛擬化技術(shù)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)，每個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)上可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。系統(tǒng)虛擬化的主要作用：隔離：工作負(fù)載，之前單個(gè)系統(tǒng)跑兩個(gè)app，做好隔離，可以分兩個(gè)虛擬機(jī);合并：之前兩臺(tái)物理機(jī)運(yùn)行兩個(gè)app，現(xiàn)在一臺(tái)物理機(jī)運(yùn)行兩個(gè)app;遷移：之前在一臺(tái)物理機(jī)不能滿足要求，現(xiàn)在遷移到另一臺(tái)物理機(jī);個(gè)性化：做嵌入，對(duì)不同app做不同配置，因?yàn)閍pp的性能要求有各自的特點(diǎn)。

2 計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用類型

根據(jù)調(diào)查計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 CPU虛擬化

CPU是計(jì)算機(jī)的重要組成部件，CPU運(yùn)行速度直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度。隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴性的增加，人們對(duì)CPU的運(yùn)行效率要求更高。CPU虛擬化就是將單個(gè)的CPU模擬出多個(gè)并行運(yùn)行的虛擬CPU，這樣一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，同時(shí)這些運(yùn)行的CPU不會(huì)存在相互干擾影響，從而大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)廠家開始加大了對(duì)CPU虛擬化的研發(fā)力度，例如2005年英特爾就在其處理器產(chǎn)品中應(yīng)用英特爾Virtualization Technology（Intel VT）虛擬化技術(shù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是當(dāng)前企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的方面，網(wǎng)絡(luò)虛擬化就是虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN），通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接的虛擬化處理，允許用戶用遠(yuǎn)程訪問組織的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以此達(dá)到滿足用戶需求的目的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬化性能越來越完善，尤其是5G技術(shù)的應(yīng)用，更加促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)虛擬化的運(yùn)行速度。例如3Com公司設(shè)計(jì)的在路由器中帶有一套全功能的Linux服務(wù)器，可以和路由器中樞相連。

2.3 服務(wù)器虛擬化

服務(wù)器虛擬化就是通過區(qū)分資源的優(yōu)先次序并隨時(shí)隨地能將服務(wù)器資源分配給最需要它們的工作負(fù)載來簡(jiǎn)化管理和提高效率，實(shí)踐證明服務(wù)器虛擬化對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。比如通過虛擬服務(wù)器可以降低企業(yè)服務(wù)器實(shí)際運(yùn)行負(fù)擔(dān)，提高服務(wù)器的運(yùn)行速度。相比網(wǎng)絡(luò)虛擬化應(yīng)用，服務(wù)器虛擬化的應(yīng)用時(shí)間比較早，例如2006年全球企業(yè)對(duì)于服務(wù)器虛擬化的認(rèn)知就已經(jīng)達(dá)到75%，虛擬服務(wù)器通俗的認(rèn)知就是在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)置一臺(tái)服務(wù)器，然后利用虛擬技術(shù)衍生出諸多虛擬服務(wù)器，用于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源，這樣有效的提升了服務(wù)器的管理效率。

2.4 虛擬儲(chǔ)存

隨著云終端技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬儲(chǔ)存的作用價(jià)值越來越突出，其主要是通過虛擬技術(shù)將多個(gè)儲(chǔ)存介質(zhì)模塊集中管理起來，虛擬儲(chǔ)存應(yīng)用就像一個(gè)超大容量的硬盤，為使用者提供超大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的儲(chǔ)存系統(tǒng)。例如網(wǎng)易的云存儲(chǔ)功能就是虛擬儲(chǔ)存的典型。虛擬儲(chǔ)存應(yīng)用經(jīng)歷了虛擬存儲(chǔ)技術(shù)、磁盤條帶集（RAID，可帶容錯(cuò)）技術(shù)以及存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）技術(shù)。

3 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用分析

根據(jù)調(diào)查計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在實(shí)踐中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，例如虛擬技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療衛(wèi)生、企業(yè)管理、網(wǎng)站建設(shè)以及教學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合多年的計(jì)算機(jī)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本文以虛擬技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用為例進(jìn)行詳細(xì)分析。隨著職業(yè)教育的現(xiàn)代化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)教育信息化是培養(yǎng)現(xiàn)代應(yīng)用型人才的關(guān)鍵。在“停學(xué)不停課”政策下，網(wǎng)課成為學(xué)生接觸知識(shí)的重要手段，由此可見未來教學(xué)必然會(huì)以信息化為主導(dǎo)。教育信息化的發(fā)展需要通過一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。虛擬技術(shù)則是利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與實(shí)際硬件設(shè)備功能相同的軟件，使生成軟件使用更便利，功能更強(qiáng)，而且又不需要維護(hù)硬件。給學(xué)生提供逼真生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)重難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)技能的功效。

3.1 虛擬技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

以計(jì)算機(jī)專業(yè)為例，隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)高職學(xué)生要求的不斷提高，要求高職學(xué)生不僅要掌握豐富的理論知識(shí)，而且還要具備熟練的實(shí)踐技能。實(shí)訓(xùn)鍛煉是增強(qiáng)學(xué)生綜合就業(yè)能力的關(guān)鍵，雖然校企合作為學(xué)生提供了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)，但是根據(jù)調(diào)查校企合作為學(xué)生提供的實(shí)踐崗位并沒有真正從提升學(xué)生實(shí)踐能力出發(fā)，結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際收獲不大。而虛擬技術(shù)則可以彌補(bǔ)該問題，例如通過虛擬技術(shù)構(gòu)建的虛擬環(huán)境，可以為學(xué)生提供仿真的工作環(huán)境，讓學(xué)生盡快的適應(yīng)工作崗位。例如在計(jì)算機(jī)軟件編程實(shí)訓(xùn)操作中，通過計(jì)算機(jī)圖像學(xué)構(gòu)建三維模型，讓學(xué)生在仿真的實(shí)訓(xùn)環(huán)境中參與軟件編程制作，這樣達(dá)到了立體化的實(shí)訓(xùn)操作效果，有效的縮短了學(xué)校與就業(yè)崗位之間的距離。

3.2 虛擬技術(shù)在理論知識(shí)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

理論知識(shí)是學(xué)生實(shí)踐技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是職業(yè)教學(xué)工作的基礎(chǔ)。根據(jù)調(diào)查很多學(xué)生反映計(jì)算機(jī)理論知識(shí)比較枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中動(dòng)力不足。因此針對(duì)計(jì)算機(jī)理論課程枯燥、單一的弊端可以發(fā)揮虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過虛擬技術(shù)豐富課堂教學(xué)環(huán)境，拓展理論知識(shí)的興趣點(diǎn)。虛擬技術(shù)在理論知識(shí)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為：一是通過對(duì)實(shí)際事物的觀察獲得相應(yīng)的理論知識(shí)。計(jì)算機(jī)理論知識(shí)雖然枯燥、抽象，但是其具有一定的規(guī)律性與實(shí)踐應(yīng)用性，所以通過虛擬化技術(shù)可以為學(xué)生提供逼真的學(xué)習(xí)材料。通過虛擬現(xiàn)實(shí)，我們可以構(gòu)建一個(gè)與實(shí)物同樣的三維物體，如采用3dsMAX建模，存儲(chǔ)為VRML格式，然后在VRML播放器中使用。比如在學(xué)習(xí)C語言的時(shí)候，學(xué)生可能會(huì)感覺難以入手，如果采取虛擬化技術(shù)，將C語言編程的整個(gè)過程通過虛擬場(chǎng)景展現(xiàn)，則增加了學(xué)生對(duì)整個(gè)知識(shí)的認(rèn)知能力;二是通過虛擬化技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建理論知識(shí)與實(shí)踐操作相融合的項(xiàng)目。理論知識(shí)難以理解的重要因素就是缺乏實(shí)踐應(yīng)用，因此在理論教學(xué)過程中，教師要利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建與理論知識(shí)相適應(yīng)的實(shí)訓(xùn)虛擬項(xiàng)目，以此讓學(xué)生靈活應(yīng)用，到達(dá)學(xué)以致用的目的。

3.3 虛擬化技術(shù)在教學(xué)考核中的應(yīng)用

教學(xué)考核評(píng)價(jià)是客觀反映教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù)，雖然我國(guó)一直在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)考核模式，突出教學(xué)過程、期末考試以及實(shí)訓(xùn)能力等諸多因素的綜合考慮，但是在具體的實(shí)踐應(yīng)用中卻存在實(shí)施不到位的現(xiàn)象。以期末考試為例，基于紙質(zhì)考試模式的影響導(dǎo)致其難以客觀評(píng)價(jià)理論與實(shí)踐的結(jié)合。而虛擬化技術(shù)則為教學(xué)考試評(píng)價(jià)提供了重要的載體，通過虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合能力的全面評(píng)價(jià)。以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)為例，通過引入虛擬化技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供最真實(shí)的虛擬化項(xiàng)目，通過學(xué)生完成虛擬化項(xiàng)目的過程，綜合考核學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度、實(shí)踐技能應(yīng)用能力以及處理復(fù)雜問題的心理素質(zhì)等。

當(dāng)然基于各種因素的限制虛擬化技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用還面臨不少的問題，例如教師對(duì)于虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能力不足、高校虛擬化技術(shù)配套設(shè)施不完善等問題。面對(duì)諸多問題需要我們采取以下措施：一是要加強(qiáng)對(duì)教師的教育培訓(xùn)，提高教師應(yīng)用虛擬化技術(shù)的能力。虛擬化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用要求教師必須要掌握虛擬化技術(shù)的應(yīng)用技巧，尤其是懂得如何利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)課件;二是要加強(qiáng)資金投入，為虛擬化技術(shù)應(yīng)用構(gòu)建完善的配套設(shè)施。例如高校要加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)，引進(jìn)高端的計(jì)算機(jī)設(shè)備、構(gòu)建高速度的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等等;三是要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高虛擬化技術(shù)的性能。虛擬化技術(shù)應(yīng)用過程中存在一定的技術(shù)缺陷，因此高校要發(fā)揮科研優(yōu)勢(shì)，針對(duì)虛擬化技術(shù)應(yīng)用中所存在的問題，開展科研活動(dòng)，提出具體的解決方案。

4 結(jié)束語

總而言之，虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，其不僅可以提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的合理應(yīng)用，在企業(yè)、教育等各個(gè)領(lǐng)域中都取得了不錯(cuò)的成績(jī)。面對(duì)這種情況，我們應(yīng)該重視虛擬化技術(shù)的研究。

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