阅读时长：6 分 17 秒 | 发布日期：2025 年 7 月 14 日
虚拟化 什么是虚拟化？
虚拟化是创建物理资源（如服务器、存储设备、网络或操作系统）的虚拟版本的过程，通过使用软件来抽象和分配这些资源，使多个虚拟环境能够在单个物理系统上同时运行。
- 虚拟化如何运作？
- 虚拟化有哪些优势？
- 虚拟化都有哪些类型？
- 云计算领域的虚拟化
- HPE 如何通过虚拟化解决方案为您提供帮助？
虚拟化如何运作？
虚拟化是一种技术，可从单一的物理系统资源池创建多个模拟的计算环境或专用资源。这一过程通过引入虚拟化层实现，它是位于物理硬件和虚拟环境之间的基于软件的抽象层。该层允许将服务器、存储设备或网络组件等单个物理机划分为多个虚拟机（VM）或虚拟化资源。
虚拟化的核心是虚拟机监控程序，它是负责管理和协调虚拟化过程的关键软件组件。虚拟机监控程序直接与底层物理硬件交互，并为每个虚拟机分配 CPU、内存、存储和网络接口等资源。它确保虚拟机在共享相同物理硬件的同时，独立且安全地运行。虚拟机监控程序还负责处理其他任务，如将虚拟机彼此隔离、管理资源争用以及实现硬件与虚拟机之间的通信。
通过虚拟化创建的每个虚拟机都像一个独立系统，能够运行自己的操作系统和应用程序。例如，单个物理服务器可以托管多个虚拟机，每个虚拟机可以同时运行不同的操作系统（例如 Windows、Linux）和工作负载。这种抽象确保了物理资源的有效利用，同时使虚拟环境之间保持灵活和相互隔离。
除了服务器虚拟化之外，该理念还扩展到其他领域，例如存储虚拟化（将多个物理存储设备抽象为单个虚拟存储池），以及网络虚拟化（在物理网络基础设施上创建虚拟网络组件，如交换机、路由器或防火墙）。这些功能使虚拟化成为现代 IT 基础设施的基础技术。
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。管理员可以借助网络虚拟化，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。
- 硬件虚拟化是使用虚拟化软件（例如虚拟机监控程序）创建物理硬件资源（例如 CPU、内存、存储和网络组件）的虚拟版本的过程。这种抽象允许多个操作系统和应用程序同时在一台物理机上运行，就好像每个操作系统和应用程序都在自己的专用硬件上运行一样。
- 半虚拟化是另一种类型的虚拟化，其中客户操作系统可以感知虚拟化并与虚拟机监控程序交互以提高性能。此技术可优化客户操作系统与虚拟机监控程序之间的通信，提高性能。硬件辅助虚拟机利用硬件功能来增强虚拟化性能和安全性。现代 CPU 都具备硬件辅助虚拟化功能，以提高虚拟化的效率和安全性。
- 全面虚拟化是一种虚拟化类型，其中虚拟机全面模拟硬件环境，允许未修改的客户操作系统运行。此技术可全面模拟底层硬件，使未修改的客户操作系统能够运行。最后，基于容器的虚拟机（通常称为容器）提供进程级隔离并共享主机操作系统内核，与传统虚拟机相比，它们的量级更轻。容器为应用程序提供轻量、高效且快速的部署环境，例如 Docker、Kubernetes 和 Linux 容器 (LXC)。
云计算领域的虚拟化
虚拟化是云计算领域的核心技术，利用它可以创造硬件、软件、存储设备或网络的虚拟实例，从而实现多个系统、应用程序或工作负载在同一物理硬件上独立运行。这种独立性是通过虚拟化软件提供的抽象层实现的，此类软件将物理硬件与在其上运行的操作系统 (OS) 和应用程序分开。通过这种方式，虚拟化为资源管理和利用创建了一个灵活、可扩展且高效的环境。
在云计算环境中，虚拟化技术将各种物理硬件资源（例如服务器、存储设备和网络组件）进行抽象操作并汇集起来，然后创建这些资源的虚拟版本，让它们进行动态分配、管理和扩展。这种抽象使云服务提供商 (CSP) 能够高效地配置计算资源，例如虚拟机 (VM) 和容器，以按需且即用即付的方式向用户提供。这对用户的好处是，无需投资或管理底层物理基础设施即可访问这些资源。
虚拟化是实现云计算的关键技术，它使云提供商能够提供可扩展、灵活且经济高效的服务。它通过抽象物理资源以及创建虚拟化环境，支持动态资源分配、工作负载隔离以及高效的基础设施管理。无论是通过虚拟机运行传统工作负载，还是借助容器运行轻量级应用，虚拟化技术都持续推动着云计算领域的创新与效率提升。
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 Morpheus 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 Private Cloud Business Edition：利用 HPE 的分散式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 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。