服务器虚拟化的工作原理，服务器虚拟化的类型有哪些？

在计算中，可以通过某种形式的软件将单个物理服务器分割成多个独立的虚拟服务器。这些虚拟服务器中的每一个都完全能够独立运行自己的操作系统 (OS)。

除其他原因外，这样做主要是为了更严格地控​​制所有服务器用户。服务器虚拟化意味着用户只能访问分配给他们唯一实例的资源。例如，虚拟化服务器上​​的用户无法识别物理服务器上的操作系统、处理器或其他虚拟化服务器的总数。此外，他们只能使用与其实例关联的最大内存或 CPU 周期，以防止他们影响服务器上的其他用户。

服务器虚拟化的工作原理

服务器是处理来自网络中其他计算机的请求的计算机。通常，一台服务器专用于一项任务或应用程序。考虑到有多少任务和应用程序，这可能会导致一个网络中的服务器数量难以管理。

服务器占用空间和电力来运行。更重要的是，一些现代服务器拥有的资源（内存和存储）超过了它们处理所需的专用任务或应用程序所需的资源。许多服务器对计算能力的这种未充分利用最终可能会消耗比必要更多的能量。从本质上讲，服务器需要以一种允许高效能源消耗而不牺牲计算能力的方式进行管理。

服务器虚拟化通过使用软件将单个物理服务器划分为多个完全隔离的虚拟服务器来缓解服务器效率低下的情况。这些虚拟服务器中的每一个都能够运行独立的操作系统，并通过在父服务器上分配资源来完成任务。

服务器虚拟化的好处

虚拟化可以极大地使组织受益。除了简化网络需求外，服务器虚拟化的好处还包括：

• 节省空间：如果您在每台服务器上运行一项任务或应用程序，它们将很快接管您的数据中心。通过在更少的物理服务器上托管多个虚拟服务器，您可以潜在地节省大量物理空间。
• 降低硬件成本：构建物理服务器的成本可能很高。虚拟服务器的部署成本要低得多。
• 提高资源效率：许多服务器的功能比它们所负责的需求所需要的更强大，这意味着组织在技术上为未使用的资源付费。虚拟化有助于确保所有资源都得到有效利用。
• 降低能源成本：由于虚拟化允许您有效地使用服务器资源而不是构建不必要的基础设施，因此您使用能源的服务器更少。
• 减少对 IT 的需求：维护大型物理服务器网络可能会给组织的 IT 部门带来负担。虚拟化可以帮助释放 IT 员工资源以专注于业务的其他需求。
• 加速设置：从购买物理服务器硬件到实施可能需要几天或几周的时间。设置虚拟服务器可能需要几分钟时间。
• 简化恢复：虚拟机 (VM) 上的备份系统快速高效。这意味着您可以在系统出现故障后快速启动并运行，几乎不会丢失数据。

服务器虚拟化的缺点

服务器虚拟化并非一切都是完美的。虚拟化的一些缺点包括：

• 增加前期成本：任何新硬件和许可费用都会增加前期成本。
• 性能略有下降：共享资源，尤其是基于管理程序的虚拟化，用户可能会看到性能略差。任务可能需要更长的时间才能运行。但是，随着服务器虚拟化技术的进步，这已不再是一个问题。
• 服务器蔓延：由于 VM 相对容易构建，管理员可能会无意中过度构建网络，这被称为 VM 蔓延。当只有10台服务器就足够时，可以构建20台虚拟机。

5种服务器虚拟化

服务器虚拟化作为跨组织和行业的解决方案得到广泛应用。这是因为它解决了一些大问题，例如管理服务器资源、节省基础架构成本以及减轻对 IT 的需求。网络管理员依赖多种类型的服务器虚拟化。服务器虚拟化示例的类型包括：

• 完全虚拟化。
• 准虚拟化。
• 硬件辅助虚拟化。
• 操作系统级虚拟化。
• 管理程序虚拟化。

1.全虚拟化

在完全虚拟化的情况下，一种称为管理程序的软件将服务器的资源分配给彼此隔离的完全独立的虚拟服务器。管理程序处理如何在每个虚拟服务器之间分配资源。由于虚拟机是独立的，它们都在自己的操作系统上运行，并且可以根据需要进行配置。

2.半虚拟化

半虚拟化与全虚拟化有些相关，因为管理程序可以通过与底层硬件高度相似的接口访问虚拟机。在虚拟机内安装之前，半虚拟化涉及修改客户操作系统以允许服务器上的所有其他客户操作系统共享资源并相互通信。因为所有 VM 都协同工作，所以对需求更少，这意味着更多的虚拟化服务器资源专用于虚拟服务器。

3.硬件辅助虚拟化

通过硬件辅助虚拟化，支持多个虚拟机所需的资源划分已经内置到主机服务器的 CPU 中。这允许虚拟机直接与主服务器通信，而不是完全通过管理程序。这是一种部分去除中间人的方法，但仍然需要管理程序。由于虚拟机和物理服务器之间的路径更直接，管理程序使用了非常大量的服务器资源。这使得虚拟机看起来像是直接在服务器上运行。

4.操作系统级虚拟化

对于全虚拟化、准虚拟化和硬件辅助虚拟化，需要管理程序来提供虚拟服务器操作系统可以在其上运行的平台。然而，对于操作系统级虚拟化，主机服务器的操作系统被设置为允许称为容器的虚拟机的多个实例。虚拟机在操作系统级虚拟化中的运行方式与在管理程序虚拟化中的运行方式大致相同，但主机操作系统的计算开销占物理服务器资源的比例远高于基于管理程序的系统。但是，操作系统级虚拟化对于新用户来说实施起来更简单且成本更低。

5.基于管理程序的虚拟化

通过基于管理程序的虚拟化，软件（管理程序）虚拟地模拟了主服务器的硬件，基本上就像可以运行操作系统的物理机一样。管理程序在各种来宾虚拟机之间分配物理服务器的资源。全虚拟化和半虚拟化是基于管理程序的虚拟化类型。硬件辅助虚拟化是一种基于管理程序和硬件的混合虚拟化。

服务器虚拟化：需要考虑的事项

虚拟化服务器可以通过多种方式帮助改进组织的计算系统。它们使 IT 可以将更少的时间集中在内部网络上，节省数据中心的空间，最大限度地利用服务器资源，并削减与硬件和能源相关的成本。最重要的是，设置虚拟机比设置新的物理服务器简单得多。

但是，服务器虚拟化通常与共享服务器资源或多租户解决方案相关联。虽然多租户服务器更具成本效益并且可能非常强大，但它们通常与可能的挑战相关联，例如嘈杂的邻居和额外的安全性或稳定性问题。

减轻这些风险的一种方法是选择裸机虚拟化方法。使用裸机虚拟化，您是使用服务器资源的单一租户，即使仍然有管理程序管理虚拟服务器。裸机虚拟化可以为您提供云计算的所有优势，同时最大限度地降低与共享服务器配置相关的风险。