虚拟化 什么是虚拟化？
什么是虚拟化？
虚拟化是一个过程，可从单一的物理系统资源池创建多个模拟的计算环境。这一过程通常用于在同一硬件系统上同时运行多个操作系统。
虚拟化让您可以使用单个物理硬件系统创建多个模拟环境或专用资源。它通过软件在硬件上增加一个抽象层，使得一台物理机器可以分成多个虚拟机 (VM)。虚拟机就像独立设备一样运行各自的操作系统和应用。
- 在虚拟化中，硬件和软件是如何分离的？
- 虚拟化如何避免对物理硬件的依赖和限制？
- 虚拟化都有哪些类型？
- 虚拟化有哪些优势？
- 虚拟化最佳实践是什么？
- HPE 如何通过虚拟化解决方案为您提供帮助？
在虚拟化中，硬件和软件是如何分离的？
虚拟化使用虚拟机监控程序或虚拟机监视器 (VMM) 来划分硬件和软件。具体区别如下：
虚拟机监控程序：
- 类型 1（裸机）：此虚拟机监控程序在没有操作系统的硬件上运行。虚拟机直接从该监控程序接收硬件资源。
- 类型 2（托管）：此虚拟机监控程序处理硬件接口并在操作系统上抽象化虚拟机。
虚拟机：
- 虚拟机运行各自的来宾操作系统和应用。每个虚拟机似乎都有专用硬件，因为虚拟机监控程序会分配 CPU、内存、存储和网络连接。
抽象与模拟：
- 虚拟机监控程序通过为虚拟机提供虚拟化网络接口和存储控制器来隔离物理硬件。通过这种抽象化，虚拟机无需访问硬件即可运行操作系统和应用。
管理资源：
- 虚拟机监控程序将硬件资源分配给虚拟机，以便最大限度地提高系统性能。该程序会隔离资源，因此一个虚拟机的活动不会妨碍其他虚拟机的活动。
硬件辅助虚拟化：
- 现代 CPU 提供 Intel VT-x 和 AMD-V 等虚拟化扩展，可提高虚拟机监控程序性能并加强虚拟机硬件隔离效果，从而提高效率。
设备驱动程序：
- 虚拟机监控程序在虚拟化设置中为来宾操作系统提供虚拟设备驱动程序，并将虚拟驱动程序连接到实际硬件。
虚拟化将软件环境与实际硬件相分离，使得计算资源灵活、高效且相互隔离。
虚拟化如何避免对物理硬件的依赖和限制？
在虚拟化中，不依赖或限制物理硬件是相对而言。虚拟化最大限度地减少了硬件设置要求并克服了许多硬件限制，但仍然需要实际硬件。虚拟化如何减少依赖性和限制：
硬件抽象化：
- 虚拟机 (VM) 通过虚拟机监控程序使用独立于实际硬件的虚拟硬件。例如，虚拟机可以在具有不同硬件规格的服务器之间移动，而无需更改来宾操作系统或应用。
标准虚拟硬件：
- 虚拟网络适配器、存储控制器和 CPU 在虚拟机中很常见。标准化后，虚拟机可在任何合适的物理硬件上运行，而不受硬件差异的影响。
- 由于来宾操作系统和应用仅与虚拟硬件通信，减少了兼容性问题。
与硬件的兼容性：
- 虚拟机监控程序支持各种物理设备和驱动程序，可以管理混合硬件环境。
- 这种互操作性使得企业可以在虚拟化环境中使用不同品牌和型号的硬件。
实时迁移：
- 虚拟化支持物理主机之间实时传输虚拟机，且无需停机。此功能对于负载平衡、维护和灾难恢复至关重要。
- 实时迁移通过减少对服务器的依赖来提高可用性和工作负载灵活性。
灵活性和资源池化：
- 虚拟化后的虚拟机可以共享 CPU、内存、存储和网络资源。通过动态资源分配，满足不断变化的需求。
- 工作负载并不与硬件挂钩，资源可以根据需求做出响应。
冗余和容错：
- 虚拟化平台通常提供容错和冗余功能。如果物理服务器发生故障，虚拟机可以在另一台群集主机上恢复。
- 这种方式提高了弹性并减少了硬件故障对服务可用性的影响。
可扩展性：
- 虚拟化设置可通过添加物理服务器轻松扩展。新设备顺利集成，不受干扰。
- 这种可扩展性可以适应不断增加的工作负载和不断变化的业务需求，而不受服务器限制。
支持多种平台：
- 虚拟化使许多操作系统和应用可以在一台服务器上运行，而不受硬件兼容性限制。Windows、Linux 和其他操作系统可以共存。
虚拟化大大降低了特定于硬件的要求和限制，但仍然需要实际硬件。物理基础设施的质量和管理会影响虚拟化设置的性能、可靠性和容量。规划和资源管理对于充分发挥虚拟化优势至关重要。
虚拟化都有哪些类型？
以下是不同类型的虚拟化：
- 服务器虚拟化技术允许大量虚拟服务器在单个物理服务器上运行，从而优化资源效率。由于服务器可以处理大量任务，因此对其进行分区以使其组件能够更高效地用于整个系统的多种功能，可以使诸多组织大受裨益。各种虚拟机监控程序，如类型 1（裸机）和类型 2（托管），管理着虚拟机并促进服务器虚拟化。
- 存储虚拟化由虚拟存储系统管理的一组服务器组成。此系统管理着来自多个来源的存储，并将其作为一个单一的存储池，而不考虑主机系统之间的任何硬件差异。这一虚拟化可以让执行备份、归档和恢复任务变得更轻松。存储虚拟化包括存储资源虚拟化和数据管理。存储虚拟化架构和技术实现了高效的存储资源配置、数据迁移和集中化管理。
- 应用虚拟化将应用与运行应用的操作系统和硬件分离开来。最终用户通常在瘦客户端上访问虚拟化应用，而应用本身则在通过互联网连接的数据中心服务器上运行。这可以让运行需要旧版本操作系统的应用变得更轻松，而不会为其他系统资源带来风险。
- 桌面虚拟化也称为虚拟桌面基础设施 (VDI)，是将用户的桌面环境通过镜像处理“复刻”到一个基于软件的系统中，用户可通过互联网远程访问。物理工作空间的所有要素都存储在服务器上，因此最终用户可获得相似的使用体验，而不受所用设备的影响。所有用户数据和程序都位于主机服务器上，而不是最终用户的设备上。桌面虚拟化会对桌面环境和用户工作区进行虚拟化，提供了从各种设备进行访问的灵活性。
- 网络虚拟化将虚拟网络与其底层硬件分离开来。虚拟交换机负责处理网络的所有管理问题。借助网络虚拟化，管理员可以更轻松地配置和分配资源，从而获得更出色、更稳定的网络性能。网络虚拟化包括将网络功能和资源虚拟化，以提高灵活性和效率。软件定义网络 (SDN) 和网络虚拟化叠加能够创建虚拟网络并实现集中化网络管理。
虚拟化有哪些优势？
节省成本、经济高效：
- 虚拟化可整合基础设施，在降低硬件成本的同时节省空间，从而节省资金。
- 还可提高资源利用率和能源效率、优化基础设施管理，进而节省成本。
可扩展性与灵活性：
- 使用虚拟化可快速配置虚拟资源，进而快速扩展以满足不断变化的需求。
- 它根据工作负载需求高效地扩展或缩减资源，实现了灵活且经济高效的资源分配。
灾难恢复和业务连续性：
- 虚拟化通过复制和实时迁移等功能实现数据保护和高可用性，确保业务连续性。
- 它支持站点故障切换等灾难恢复策略，可最大限度减少宕机时间并确保数据安全。
测试和开发环境：
- 虚拟化可简化孤立测试环境的创建工作，在减少冲突的同时确保结果准确。
- 它通过快速配置和复制虚拟环境来加快测试和开发周期，提高软件开发和测试的效率。
虚拟化最佳实践是什么？
容量规划和性能优化：
- 为了有效利用资源，需要评估资源要求并相应地规划容量。
- 可使用各种性能调优技术来优化工作负载部署并调整资源分配，提高系统性能。
安全与合规性措施：
- 实施网络分段和访问控制等安全控制可增强虚拟化环境的安全性。
- 还需考虑各种合规性事项，如数据保护和隐私法规，以确保虚拟化环境的合规性。
灾难恢复策略与备份：
- 通过建立特定于虚拟化系统的备份和恢复过程，防止数据丢失并实现灾难恢复。
- 要有效处理中断，就需通过全面的灾难恢复规划（包括定期测试）来确保业务连续性。
云环境中的虚拟化：
- 在公有云、私有云和混合云环境中充分利用虚拟化，实现灵活的资源分配和可扩展性。
- 使用云管理平台、自动化和资源优化技术来优化云部署中的虚拟化管理。
HPE 如何通过虚拟化解决方案为您提供帮助？
HPE 通过提供全面的混合云产品组合、简化管理、优化成本和提高性能来支持虚拟化。这些解决方案包括：
- HPE VM Essentials Software：通过高可用性和集成数据保护等功能简化 KVM 和 VMware 环境的虚拟化管理。它有助于管理和重新平台化 HPE VME 虚拟机监控程序，从而降低复杂性并优化成本。
- HPE GreenLake for Private Cloud Business Edition：利用 HPE 超融合基础设施提供敏捷的自助式私有云解决方案，简化本地和公有云的虚拟机管理。
- HPE GreenLake for Private Cloud Enterprise：为裸机、容器和虚拟机提供全托管式云体验，在传统和云原生工作负载之间提供一致的云体验，同时确保安全性和可扩展性。
- HPE Managed Services – 虚拟化：通过全球互联的 IT 运维中心 (ITOC) 远程监控、管理和优化虚拟环境，提供持续的虚拟化基础设施 IT 服务和运维管理，同时确保性能和可扩展性。
这些解决方案可帮助企业调整虚拟化策略、优化当前投资、更新改造环境并简化混合云操作。
