云计算——云计算与虚拟化的关系

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 前言

本章将会讲解云计算中的虚拟化技术，了解虚拟化作用，等知识。

一.虚拟化

1.什么是虚拟化

• 虚拟化：一种计算机资源管理技术，将各种IT实体资源抽象，转化成另一种的技术都是虚拟化。（资源整合使用）

2.虚拟化技术作用

• 通过该技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

 二.云计算与虚拟化的关系

• 从行业数据相互关联的角度来说，云计算是极度依赖虚拟化的。但虚拟化并非云计算（虚拟化≠云计算），云计算也并非虚拟化。

虚拟化是云计算的基础技术能力，但是云计算和虚拟化没有必然的联系。实现云计算可以不需要虚拟化，但是要提高资源的利用效率和方便管理，云计算还是需要用虚拟化来实现的。

 因此，云计算和虚拟化是两种完全独特的技术。我们可以认为，虚拟化是操控硬件的软件技术，而云计算是指由操控产生的服务。即我们可以将虚拟化视为技术，将云计算视为服务。

• 云计算：一种服务
• 虚拟化：一种技术基础
• 一个服务有了技术支持才能进行服务

三.虚拟化中的几个概念

1.Guest OS

Guest OS是指安装在虚拟机或分区磁盘上的操作系统，通常与主机操作系统不同。简单来说，主机操作系统运行在硬件上，而Guest OS运行在虚拟机上。虚拟化技术中的Guest OS是指虚拟机中运行的操作系统，它可以是Windows、Linux、Unix等。（运行在虚拟机之上的OS）

2.Guest Machine

Guest Machine是指安装、执行和托管在本地物理机上的虚拟机，Guest OS是Guest Machine上运行的操作系统。Guest Machine是虚拟机的软件组件，Guest OS是Guest Machine上运行的独立实例操作系统。（虚拟出来的虚拟机）

3.VMM（核心）

VMM是Virtual Machine Monitor的缩写，也称为Hypervisor，是一种虚拟机管理程序，它允许多个操作系统共享单个硬件主机资源。VMM是一个软件层，它在物理硬件和操作系统之间创建了一个抽象层，从而使多个操作系统可以在同一台计算机上运行 。（虚拟机监控器，即虚拟化层）

4.Host OS

Host OS（Host Operating System）是指在虚拟化技术中，安装在物理机器上的操作系统，专门用于安装Hypervisor虚拟化软件，这样就可以在物理机上虚拟化出若干分区，可以分别安装不同的操作系统。（运行在物理机之上的OS）

5.Host Machine

Host Machine就是本机（物理机）

四.虚拟化特点

1.分区

分区指可在一台服务器上运行多台虚拟机使一台服务器运行多个应用程序。（效率高，能力大）

2.隔离

隔离指分区完后的所以虚拟机之间相互隔离，每个虚拟机像单独的物理主机。（不影响整体）

3.封装

整个虚拟机运行条件封装在独立文件夹中，可通过移动文件的方式来迁移虚拟机。（快速恢复）

4.相对于硬件独立

虚拟机运行在虚拟化层之上，不必考虑物理服务器即可在任何服务器上运行。（独立）

 五.虚拟化类型

1.寄居虚拟化

• 寄居虚拟化：在主机（宿主）操作系统上安装和运行虚拟化程序。（提高资源利用率）

特点：

• 简单，易于实现，只需要插入一个虚拟化层就可以。
• 安装和运行应用程序依赖于主机操作系统对设备的支持。
• 有两层OS，管理开销大，性能损耗大。
• 虚拟机对各种物理设备（CPU,内存，硬盘等）的调用，都通过虚拟化层和宿主机的OS一起协调才能完成。

Vmvare Workstation 和VirtualBox都是基于这种方式实现的。

 2.裸金属虚拟化

裸金属虚拟化：直接将VMM安装在硬件设备上，VMM在这种模式下又叫做Hypervisor（虚拟层）,虚拟机有指令要执行时，Hypervisor会接管该指令，模拟相应的操作。

特点：

• 不依赖于操作系统。
• 支持多种操作系统，多种应用。
• 依赖虚拟层内核和服务器控制台进行管理。
• 需要对虚拟层的内核进行开发。

VMware ESX，Xen，华为FusionSphere基于这种方式。

 3.混合虚拟化（最常用）

混合虚拟化：在一个现有的正常操作系统下安装一个内核模块，内核拥有虚拟化能力。（相当于寄居与裸金属的混合）

特点：

• 相对于寄居虚拟化架构，性能高。
• 相对于裸金属虚拟化架构，不需要开发内核。
• 可支持多种操作系统。
• 需要底层硬件支持虚拟化扩展功能。

Redhat KVM基于这种方式。

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