虛擬機概述

摘 要 隨著信息技術的不斷進步，虛擬機的應用面、應用層次不斷拓展和深入，虛擬機技術已經成為人們關注的熱點，正受到越來越多的關注和重視。本文主要對虛擬機的特點、用途做概述并對虛擬機在上層應用接口和實現方式上進行詳細分類，最后介紹了一些常用的虛擬機軟件。

關鍵詞 虛擬機 信息技術 操作系統

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

0 引言

隨著信息化建設的不斷發展，各個行業的數據中心機房的硬件設備不斷增加。這些不斷增加的硬件設備一方面使得數據中心的能耗日益飆升，另一方面則耗費了越來越多的人力資源，使得技術人員在日常運維面前不堪重負。在能耗、效率問題面前，很多技術廠商近幾年都做了很多探索，虛擬機技術正是在這樣的背景下出現的一種新技術。通過虛擬機軟件，可以在一臺物理計算機上模擬出一臺或多臺虛擬的計算機，這些虛擬機完全就像真正的計算機那樣進行工作，能夠提高單臺計算機的利用率。

1 虛擬機的概念及特點

虛擬機是電腦中的電腦，是利用軟件虛擬出來的電腦，是在現有的操作系統上虛擬出來的一個新的子系統。運行虛擬機的電腦分為主系統（Host）和子系統（Guest），主系統就是用戶的電腦，直接控制操作系統和硬件，稱為宿主機，子系統則是利用軟件在主系統中虛擬出來一個硬件環境，稱為客戶機或虛擬機。有主系統（宿主機）創建的虛擬機，與真實的計算機幾乎一模一樣，不但有自己獨立的CPU、硬盤、內存及各種硬件，甚至還有自己的BIOS。用戶也可以在虛擬機上安裝Windows、Linux等真實的操作系統及各種應用程序。

第一，多系統并行是虛擬系統的第一個特點，就是可以在單一的物理機器上輕松的安裝多個操作系統，虛擬出多個虛擬計算機。第二，硬件標準性虛擬系統的硬件是由廠家虛擬出的標準硬件構成，這有效的降低了由于硬件不一致導致的兼容問題和安裝操作系統時的驅動難找問題。第三快速恢復性。虛擬機具有快照功能，可以將虛擬機的當前狀態完整的保留下來，在必要的時候可以快速的恢復到過去的保存狀態，這一點有點像系統還原功能，但它比系統還原簡單，而且高速。第四，靈活擴展性。虛擬系統由于大多為文件形式存儲硬盤，因此具有比實際系統好得多的擴展性，可以方便地在虛擬系統上增加一個硬盤或是加上一個網卡。第五，可移植性。虛擬系統由于使用的硬件完全一樣，而且以文件形式存儲，所以移動非常便捷，你可以方便克隆你需要的系統或將系統遷移到其它的計算機上，再也不用為硬件問題擔心。

2 虛擬機的用途

（1）在一臺電腦上裝多個操作系統的傳統方法是在多個硬盤上分別裝一個操作系統或在一個硬盤上裝多個操作系統。要么昂貴、要么不夠安全。使用虛擬機軟件既省錢又安全，對學習多種操作系統的用戶來說很方便。

（2）開發WEB應用程序，這可能是實用的一種情況。目前LINUX下的WEB以及數據庫開發很熱，但在LINUX下開發并不方便，首先是很多用戶習慣于使用Ultra Edit一類的Windows編輯軟件，其次，在LINUX環境中一般使用NETSCAPE等瀏覽器，無法真實反映大部分用戶使用IE的情況。

（3）軟件測試，測試你的軟件在各種平臺上的運行情況。

（4）軟件或網絡服務商的客戶支持，客戶可能使用各種各樣的操作系統。使用虛擬機軟件有助于真實再現用戶的工作環境，而這些工作只需在一臺機器上就可完成。

（5）用虛擬機軟件模擬實際網絡環境，模擬網絡設備，進行系統集成。

3 常用的虛擬機軟件

（1）KVM：KVM（kernel-based Virtual Machine）的簡稱，是一個開源的系統虛擬化模塊，自Linux 2.6.20之后集成在Linux的各個主要發行版本中。它使用Linux自身的調度器進行管理，相對于Xen，其核心源碼很少，需要硬件支持，是指基于Linux內核的虛擬機。KVM最大的好處就在于它是與Linux內核集成的，所以速度很快。

（2）Xen：Xen是一個基于開源（Open Source）代碼的系統虛擬機，由劍橋大學開發。最初基于 32 位 X86 體系結構而設計開發，支持同時運行多至約 100 個虛擬機。Xen 引入的管理接口（Hypercalls）和事件（Events）機制，以及預先定義的虛擬機和 VMM 之間的共享內存數據交換機制都使得新的客戶機體系架構（Xen 虛擬機架構）具有更高的總體性能，但同時也就注定了它必須修改客戶機操作系統源代碼。缺點是操作系統必須進行顯式地修改，以在Xen上運行，比較麻煩。

（3）VMWare采用了完全不同的概念。多啟動系統在一個時刻只能運行一個系統，在系統切換時需要重新啟動機器。VMWare是真正“同時”運行，多個操作系統在主系統的平臺上，就象標準Windows應用程序那樣切換。而且每個操作系統你都可以進行虛擬的分區、配置而不影響真實硬盤的數據，你甚至可以通過網卡將幾臺虛擬機用網卡連接為一個局域網，極其方便。

4 總結

使用虛擬機有諸多好處，虛擬機可以在一臺機器上同時運行幾個操作系統，提高了計算機的利用率。被用于計算機實訓教學、辦公自動化、信息安全等諸多領域。虛擬機的使用對一些工作有很大的輔助作用，隨著云計算時代的來臨，虛擬機技術必定有它越來越大的應用舞臺。

參考文獻

[1] 曹曉軍.虛擬機技術的應用研究[J].甘肅廣播電視大學學報，2006.

[2] 黎東明.虛擬機上機實習教學的應用[J].廣西大學學報，2004.

[3] 楊京京.虛擬機技術分類.IT168網，2009.

[4] 孟祥元.虛擬化技術簡介，2011.