什么是虚拟化？

通过使用虚拟化，您可以更灵活地与任何硬件资源交互。物理服务器消耗电力，占用存储空间，还需要维护。如果您想访问物理服务器，通常会受到物理距离接近和网络设计的限制。虚拟化通过将物理硬件功能抽象到软件中，消除了所有这些限制。您可以管理、维护和使用硬件基础设施，像 Web 上的应用程序一样。

虚拟化示例

假设有一家公司，它需要具有三种功能的服务器：

1. 安全存储企业电子邮件
2. 运行面向客户的应用程序
3. 运行内部业务应用程序

每项功能都有不同的配置要求： 

• 电子邮件应用程序需要更多存储容量并使用 Windows 操作系统。
• 面向客户的应用程序需要 Linux 操作系统和较高的处理能力来处理大量网站流量。
• 内部业务应用程序需要 iOS 和更多内存（RAM）。

为了满足这些要求，该公司为每个应用程序设置了三个不同的专用物理服务器。该公司必须进行较高的初始投资，并一次对一台机器进行持续维护和升级。该公司也无法优化其计算能力。该公司支付服务器 100% 的维护成本，但只使用服务器存储和处理能力的一小部分。

高效使用硬件

通过虚拟化，该公司在一台物理服务器上创建了三台数字服务器或虚拟机。它指定了虚拟机的操作系统要求，在使用上与物理服务器一样。然而，该公司现在拥有更少的硬件和更低的相关费用。 

基础设施即服务

该公司可以更进一步，使用 AWS 等云计算提供商提供的云实例或虚拟机。AWS 管理所有底层硬件，公司可以请求具有不同配置的服务器资源。所有应用程序都在这些虚拟服务器上运行，用户没有发现任何差异。对于公司的 IT 团队来说，服务器管理也变得更加容易。

虚拟化为任何组织都带来了很多优势：

高效使用资源

虚拟化改进了数据中心中使用的硬件资源。例如，您可以根据需要使用服务器并将其返回到池，从而在同一计算机系统上创建虚拟服务器池，而不是在一个计算机系统上运行一台服务器。拥有更少的底层物理服务器可以释放数据中心的空间，并节省电力、发电机和冷却设备的费用。 

自动管理 IT

既然物理计算机是虚拟的，那么您可以使用软件工具进行管理。管理员创建部署和配置程序来定义虚拟机模板。您可以重复且一致地复制基础设施，避免容易出错的手动配置。

灾难恢复更快

当自然灾害或网络攻击等事件对业务运营产生负面影响时，恢复对 IT 基础设施的访问以及更换或修复物理服务器可能需要数小时甚至数天的时间。相比之下，虚拟化环境只需要几分钟的时间。这种及时的响应大大提高了恢复能力，并促进了业务连续性，从而使运营能够按计划继续。  

您可以使用虚拟化技术来获得许多不同类型的物理基础设施的功能以及虚拟化环境的所有优势。您可以超越虚拟机，在虚拟环境中创建虚拟资源集合。 

服务器虚拟化

服务器虚拟化是将物理服务器划分为多个虚拟服务器的过程。在组织中使用服务器资源和部署 IT 服务是一种高效且物有所值的方法。如果没有服务器虚拟化，物理服务器仅使用其处理能力的一小部分，而使设备处于空闲状态。

存储虚拟化

存储虚拟化结合了物理存储设备的功能，如网络附属存储（NAS）和存储区域网络（SAN）。您可以在数据中心集中存储硬件，即使它来自不同的供应商或属于不同的类型。存储虚拟化使用您的所有物理数据存储，并创建大型虚拟存储单元，您可以使用管理软件进行分配和控制。IT 管理员可以简化存储活动，如归档、备份和恢复，因为他们可以将多个网络存储设备虚拟地组合到一个存储设备中。

网络虚拟化

任何计算机网络都包含硬件元素，如交换机、路由器和防火墙。在多个地理位置设有办事处的组织可以使用多种不同的网络技术共同创建其企业网络。网络虚拟化是将所有这些网络资源结合起来以集中管理任务的过程。管理员可以在不接触物理组件的情况下虚拟调整和控制这些元素，这大大简化了网络管理。

以下是网络虚拟化的两种方法。

软件定义网络

软件定义网络（SDN）通过从物理环境中的数据路由接管路由管理来控制流量路由。例如，您可以对系统进行编程，让视频通话流量优先于应用程序流量，以确保所有在线会议的通话质量一致。

网络功能虚拟化

网络功能虚拟化技术将防火墙、负载均衡器和流量分析器等网络设备的功能结合在一起，以提高网络性能。

数据虚拟化

现代组织从多个来源收集数据并以不同格式存储。他们还可以将数据存储在不同的位置，例如云基础设施和本地数据中心。数据虚拟化在数据和需要数据的应用程序之间创建软件层。数据虚拟化工具处理应用程序的数据请求，并以合适的格式返回结果。因此，组织使用数据虚拟化解决方案来提高数据集成的灵活性，并支持跨功能数据分析。

应用程序虚拟化

应用程序虚拟化将应用程序的功能提取出来，以便在操作系统上运行，而不是在为其设计的操作系统上。例如，用户可以在 Linux 机器上运行 Microsoft Windows 应用程序，而无需更改机器配置。要实现应用程序虚拟化，请遵循以下实践：

• 应用程序流式传输 – 用户从远程服务器流式传输应用程序，因此它仅在需要时在最终用户的设备上运行。
• 基于服务器的应用程序虚拟化 – 用户无需安装即可从浏览器或客户端界面访问远程应用程序。
• 本地应用程序虚拟化 – 应用程序代码随自己的环境一起提供，可以在所有操作系统上运行，而无需更改。

桌面虚拟化

大多数组织都有使用桌面操作系统运行常见业务应用程序的非技术人员。例如，您可能有以下员工：

• 需要安装 Windows 10 和客户关系管理软件的台式计算机的客户服务团队
• 需要 Windows Vista 安装销售应用程序的营销团队

您可以使用桌面虚拟化在虚拟机上运行这些不同的桌面操作系统，您的团队可以远程访问这些系统。这种虚拟化使桌面管理高效、安全，节省了桌面硬件的费用。以下是桌面虚拟化的类型。

虚拟桌面基础设施

虚拟桌面基础架构在远程服务器上运行虚拟桌面。您的用户可以使用客户端设备进行访问。

本地桌面虚拟化

在本地桌面虚拟化中，您可以在本地计算机上运行虚拟机监控器，并使用不同的操作系统创建虚拟计算机。您可以像在应用程序之间切换一样，在本地和虚拟环境之间切换。 

容器化是一种部署应用程序代码以在任何物理或虚拟环境中运行而不做更改的方法。开发人员将应用程序代码与代码运行所需的相关库、配置文件和其他依赖项捆绑在一起。这个软件包称为容器，可以在任何平台上独立运行。容器化是一种应用程序虚拟化。

您可以将服务器虚拟化视为构建连接两个地方的道路。您必须重新创建整个虚拟环境，然后在其上运行应用程序。相比之下，容器化就像建造一架直升飞机，可以飞到其中任何一个地方。您的应用程序位于容器内，可以在所有类型的物理或虚拟环境中运行。