試論計算機虛擬化技術對資源的控制

高蒙蒙

徐州機電技師學院 徐州 221131

1 什么是虛擬化

什么是虛擬化，它的基本概念可以追溯到1959年，英國計算機學家克里斯托弗?斯特雷奇發表的Time Sharing in Large Fast Computers，即《大型高速計算機中的時間共享》。

虛擬化如同一個沙箱，可以虛擬出一個或多個邏輯環境，比如將一臺計算機虛擬出多個操作系統，把虛擬出的每個操作系統理解為一個邏輯環境，可以對邏輯環境進行備份，當邏輯操作系統出現病毒感染導致文件損壞，可以刪除原來的整個邏輯系統，復制一個邏輯系統文件即可直接使用，即節約時間又節約人力。

虛擬化真正被重視是在20世紀90年代以后，隨著軟件的功能快速完善，以及人們對數據處理越來越依賴計算機，且處理的數據量增加，導致硬件資源不足，管理成本的投入水漲船高，最主要的是那時候安全廠商鳳毛麟角，數據安全容易受到攻擊，至此，研究人員開始探索如何利用虛擬化解決諸如此類的問題。

虛擬化發展至今大致分為：存儲虛擬化、桌面虛擬化、網絡虛擬化、服務器虛擬化、表示層和應用虛擬化等。

2 虛擬化的優勢

一臺服務器，CPU資源和存儲資源（RAM存儲/磁盤存儲）占用不可能一直百分百，虛擬化可以虛擬出不同的操作系統，比如LINUX系統和Windows Server系統可以同時運行在一臺服務器上，linux高效的運行nginx用于網站服務，Windows server運行ERP或SAP等資源進行管理系統。當nginx出現故障只需在linux系統下進行排查，不會影響到Windows Server系統及系統下服務端的正常工作。虛擬化可以讓整臺服務器全負荷工作，不浪費資源，顯而易見，方便我們集中進行管理。

虛擬化在網絡QOS（服務質量）方面，數據安全保障方面，擴展及靈活性方面都有很強的優勢。例如QOS（服務質量）方面，網絡的高峰和低峰的數據訪問不會造成數據的過多浪費和數據阻塞，在數據安全方面虛擬化可以做到一對一或一對多的專線模式，數據不會被監聽、偷窺而泄露。

虛擬化可以讓人們更輕松的辦公，甚至出門不用帶計算機，在一臺設備上虛擬出不同的邏輯系統，移動設備通過遠程方式接入到各自的邏輯系統，實現云訪問，云遠程辦公。

眾所周知，推動虛擬化的廠家有Citrix、VMware、微軟、Intel，相信以后還會有更多優秀的廠家推出更多的虛擬化商品。虛擬化產品隨著時間的發展，自身功能逐漸完善，操作界面逐漸友好，部署逐漸快速，已經從當初的專業人員發展到現在的普通用戶即可輕松搭建并運用。

3 如何虛擬化

實現虛擬化很簡單，就拿VMware來說，VMware旗下有款ESXI，ESXI的部署只需三步：

（1）選擇運行ESXI的硬件設備

a.支持虛擬化的CPU（Intel-VT-X | AMDAMD-V）

b.確認存儲空間

（2）部署并配置ESXI

a.配置網卡信息

b.配置安全信息

（3）通過SSH等方式部署并管理虛擬機

a.終端接入管理

4 虛擬化的應用

常見的虛擬化應用領域有：教育 | 研究 | 生產。

在教育和研究中，因為一些環境配置的繁瑣性和未知因素，人們常常習慣虛擬一個邏輯去測試|演算。當今虛擬化更多的已經投入到了生產服務中，下面演示一個完整的虛擬生產環境的開局案例。

需求1：小李現在需要一個可以互動的網站，用于討論寵物的話題。

需求2：小李在這方面的預算有限，越少越好，但是不要影響平臺質量。

小王是做IT行業的，小李找到了小王希望好朋友小王給予幫助。

小王最終給出了解決方案，考慮到自己的服務器平臺資源充足，決定把自己的一部分服務器平臺資源分配給小李，小王的實施方案如下：

（1）給小李注冊域名（域名支出需要50元）并進行ICP備案，備案后接入到自己的服務器，測試正常。

（2）小王經過篩選，從開源的discuz phpwind discourse 等免費的網站系統中選擇了discourse系統作為網站的基礎源碼。

（3）小王在自己的服務器中虛擬了一個邏輯環境，運行Ubuntu系統，經過測試Ubuntu運行正常。

（4）discourse運行需要容器引擎Docker的環境支持，小王開始在Ubuntu中部署Docker，Docker部署完畢，緊接著就部署discourse，全部就緒后，測試discourse運行正常，域名目錄指向后，通過域名訪問運行正常，至此整個平臺基于虛擬化構建完畢。

（5）細心的小王對構建完畢的整套虛擬環境進行備份了一份。

（6）后期小王將域名和管理權限交給了小李，小李試用很滿意，經過小王的資源合理分配利用，前后小李實際開銷只有50元域名費。

（7）小李在后期使用期間，在遠程對Ubuntu操作時因為不熟練，導致整個系統無法運行，最后聯系了小王進行解決，小王看了小李的操作日志，綜合考量發現修復的時間會很長而且繁瑣，還原當初備份的那套虛擬邏輯程序比較快，經過和小李溝通，小王對備份的虛擬環境和discourse的數據庫進行還原，前后只用了十分鐘，最后discourse再次上線，域名訪問恢復正常。

5 結語

經過上述，可以看到虛擬環境的易備份對于高效挽救系統起到關鍵作用，同時虛擬化對于資源的分配，在成本控制方面達到了期望的預算，整個工程完美實施并解決。

[1]（美）特南鮑姆，（美）韋瑟羅爾.計算機網絡[M].北京：清華大學出版社，2012.

[2]吳功宜，吳英.計算機網絡[M].北京：清華大學出版社，2017.