計算機應用中虛擬化技術的研究

劉建軍（河北科怡科技開發有限公司，河北 石家莊 050000）

計算機應用中虛擬化技術的研究

劉建軍（河北科怡科技開發有限公司，河北 石家莊 050000）

虛擬化技術很早便已經出現，在當前已成為十分成熟的計算機應用技術之一。本文通過介紹其原理和分支，探討了其在IT領域所帶來的優勢，并舉例說明了其在計算機應用當中的使用，僅供參考。

虛擬化；原理；分支；應用；優勢

虛擬化技術在計算機應用當中是一種資源管理技術，這種技術突破了計算機硬件的桎梏，使用戶能夠用更好的組態來組合運行計算機硬件資源。它是云計算技術的重要技術支撐（當然并不是必須的）。它將應用程序和數據在不同層次以不同的面貌展示，有助于用戶（包括開發、維護人員）方便地使用應用程序和數據。這使得它成為計算機應用當中的寵兒。

1 原理

虛擬化技術在計算機應用方面所涉及的范圍是比較廣的，所以涉及到不同的應用，其所采用的原理有所差別。具體而言包括三個主要的實現原理——拆分、整合以及遷移。

首先，拆分。如果一臺計算機的性能較高，在執行某項計算工作的時候，負荷小，資源得不到充分利用，此時就可以利用拆分原理實現虛擬化——將這臺計算機從邏輯上拆分出多臺計算機，提供給多個用戶使用，使該計算機的資源得以充分利用。而這個模式當中，高性能計算機變成了物理服務器。

其次，整合。如果有多臺計算機，但是性能相對比較低，無法單獨完成一項計算任務，比如說地質分析、氣象預報這樣的領域中，需要大量計算，往往對計算機計算性能要求高。此時要利用整合原理實現虛擬化，將多臺計算機進行整合，構建出虛擬服務器，實現分布式計算，從而滿足對性能的需求。

第三，遷移。該原理包含兩個方面。一方面，將一臺計算機閑置的資源動態分配給另一臺計算機，使其性能得到提升。另一方面，則是結合網絡將本地資源共享給遠程計算機。比如WIN系統環境下共享目錄，Linux系統環境下的NFS等等。

2 分支

上世紀60年代計算機虛擬化就已經有應用出現，幾十年的發展下來，計算機應用當中的虛擬化技術已經發展出多種分支。如服務器虛擬化，這是常規的虛擬化技術運用，利用拆分原理，把一臺物理計算機或是服務器拆分成虛擬的邏輯資源，進而構成虛擬的多個虛擬機——即虛擬服務器。這種模式下，同一個物理平臺能夠運行多個相同或不同的OA或是應用程序，成為不同應用和業務的平臺，使物理服務器的資源得到最佳的優化配置，提升了其性能。又如網絡虛擬化，這個分支的爭議性較大，發展尚處于初級階段，主要是利用交換機的虛擬路由特點實現同一網段下的網絡分割成不同規則的子網絡，使交換機性能得到充分的發揮。再如儲存虛擬化——資源管理，利用虛擬抽象層，映射多個物理存儲設備，用戶通過虛擬層的接口，訪問存儲的資源。用比較好理解的話來說，這個虛擬層就是云端。用戶不必管理物理設備，也不必關心其容量，只需要關注虛擬層的容量和安全。

3 優勢

結合上文的分析，虛擬化技術優勢十分明顯，最為顯著的就在于提升物理設備的性能，減少了設備的添加，對于降低維護和開發成本具有顯著的作用。以當前大數據時代來說，海量的數據需要極高的計算資源來處理，或是用海量的儲存空間來實現數據的存儲。隨著IT技術的創新發展，高性能計算機在不斷更新，實際上很多計算機的資源沒有得到充分利用，利用虛擬化技術可以將這些計算機整合起來或是拆分開，進而實現計算資源的充分利用。總的來說，虛擬化技術為用戶提供了便捷的操作方式，方便了用戶對資源的管理和配置，實現計算資源的高效利用。

虛擬化技術對云計算起到了很大作用，虛擬化能夠讓物理業務系統提速5到25倍。云計算虛擬化能帶來極大的效率提升，但是虛擬化技術并不是云計算所必須的。主要是云計算擁有自服務層，可以管理一個私有云、公共云或是托管云，而虛擬化技術沒有自服務層，不能提供云計算服務，但是虛擬化技術與云計算能夠優勢互補，進而為用戶提供更優質的服務。

4 應用

以網絡教室為例，傳統模式的網絡教室的基礎是操作系統用戶遠程登陸使用服務器，隔離性差，權限低，資源分配不均衡。一旦某位用戶執行了一個十分耗費計算資源的操作，那么整個系統都會受到牽連，使系統變得極慢。利用虛擬化技術可以使每個用戶使用一個自己的虛擬機，難點是大量虛擬機啟動如何能夠更快，以保證交互。同時利用虛擬機配置不同的環境，可以方便地實現多課程實驗，比如A課程需要WIN系統+ DirectX+MPI的實驗環境，而B課程卻需要Linux+MySQL+ Apache的實驗環境。用虛擬機來建立不同的環境，某門課需要哪種虛擬機，直接調用配置好的即可。以Windows7系統來說，在計算機上配置一個虛擬機，現階段可以利用VMware軟件來實現。按照軟件提示的操作步驟即可完成創建一個新虛擬機的操作，即可在Windows7環境下實現多個OS。

5 結語

綜上所述，當前來看虛擬化技術已經成為IT行業當中一種十分成熟的技術，對于降低IT成本，提高效率具有顯著的作用。其在靈活性、可靠性、安全性、可移植性方面具有顯著的優勢。各行各業都在享受著虛擬化技術的實惠，使其成為計算機應用的寵兒。

[1]馬芳.計算機技術中虛擬化技術的應用分析[J].電腦迷, 2016,09:139.

[2]劉樂妍.探討計算機技術中虛擬化技術的應用[J].通訊世界,2015,08:15-16.

[3]南木,趙永志.計算機虛擬化技術原理與應用之研究[J].海峽科技與產業,2016,10:84-85.

劉建軍（1980-），男，漢族，河北石家莊人，計算機本科，河北科怡科技開發有限公司，工程師，研究方向：電子工程