虛擬化技術基本原理及應用

席軼敏

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虛擬化技術基本原理及應用

席軼敏

中興通訊股份有限公司，江蘇 南京 210012

隨著現代科學技術的快速發展，大數據、云計算等技術對互聯網的發展產生了巨大的變革。在云計算應用的過程中，核心的虛擬化技術區別于分布式計算，不僅降低了IT系統的運營維護成本，而且還能夠保證云計算的安全性與可靠性，對人們的生產與生活產生了非常重要的影響。通過對虛擬化技術的基本原理以及實際應用進行初步探究，說明虛擬化技術的應用效果，以促進我國云計算技術的快速發展。

虛擬化；基本原理；實際應用

引言

虛擬化技術能夠將應用程序的執行環境通過打包的方式轉移到云計算平臺中，讓程序的執行環境與物理環境有明顯的區別。通過動態化地變革云計算中的存儲應用和服務，能夠保證云計算的完整。隨著虛擬化技術的快速發展，虛擬化技術在IT技術的多個層面都得到了廣泛的應用，很多產品更是實現了IT資源軟件、硬件操作系統網絡等的虛擬化，實現了統一管理。虛擬化技術能夠減少物理空間的占用，促進物理資源的整合，保證資源的自動化配置，所以研究虛擬化技術具有非常重要的現實意義。

1 虛擬化技術的發展變遷

盡管虛擬化技術是基于云計算技術發展而來的，但虛擬化并不屬于新興技術，反而經過了漫長的發展歷程才形成現今的技術模型。虛擬化技術早在1959年就由計算機科學家Christopher Strachey在國際信息處理大會上提出。隨后IBM公司根據虛擬化技術來研制操作系統，可以保證大型機的資源得到充分利用。20世紀90年代，VMware公司實現86位服務器的虛擬化架構，隨后許多企業開始針對虛擬化技術進行深入研究，包括我們熟悉的微軟，都推出了自己的虛擬化產品[1]。

2 虛擬化的定義

要想研究虛擬化技術，首先就應明確虛擬化的概念。通常來說，虛擬化作為廣泛的詞語，在不同的行業有著不同的含義。但是無論如何，虛擬化技術的本質都是將物理資源轉變為虛擬資源，從而保證資源的統一管理和調配。虛擬化技術的最終目的是保證資源的合理利用。根據這樣的理解，虛擬化技術即指用戶和應用程序都能通過恰當的方式來表示計算機資源，包括地理位置、物理包裝或者資源實現等內容。也就是說，通過虛擬化技術能夠為計算能力存儲資源和數據統計提供一個邏輯視圖，而不局限于物理視圖[2]。

虛擬化是指通過計算機資源的邏輯組成，能夠保證原始配置的獲益方式得到全面提升。這種新的資源并不受到地理位置和現實位置的影響，在虛擬化的過程中也可以針對類似的資源提供抽象的接口、保證屬性與操作能夠隱藏，而且可以通過恰當的方式維護資源信息。

3 虛擬化的目的

虛擬化的主要目的是簡化基礎設施和資源管理的方式，保證資源的合理配置，減少運營成本。隨著虛擬機的大量應用，越來越多的企業也開始分析虛擬化技術，通過應用虛擬化技術來轉變自身的傳統架構。虛擬化技術可以應用于云桌面、辦公云計算云開發、云管理、云測試等不同方面。虛擬技術也能適應不同的工作內容，引領企業的快速發展。通過運用虛擬化技術可以打破使用環境的局限，因為在軟硬件的環境中可以直接模擬不同的環境，這樣就可以避免對成績依賴的問題。通過虛擬化技術，也能夠表現計算機資源的邏輯組過程，保證資源的原始配置方式得到全面提升。運用虛擬化技術可以節省成本，減少硬件采購的消耗，也可以降低機房溫度控制[3]。

4 虛擬化技術的分類

4.1 平臺虛擬化

平臺虛擬化能夠對服務器的操作系統進行虛擬化處理，其中虛擬服務器可以將操作系統的物理分層轉變為任意的操作系統，包括微軟Windows或者Linux服務器的虛擬化能夠實現軟件虛擬化和硬件虛擬化。軟件虛擬化能夠保證操作平臺虛擬化，而這種操作虛擬方式屬于架構[4]。硬件虛擬化則是通過直接在物理硬件上的虛擬化平臺運行。這種原生的架構不需要操作系統就能夠實現。

4.2 資源虛擬化

資源虛擬化就是通過虛擬計算機利用存儲資源和網絡虛擬資源，通過存儲虛擬資源保證設備中的物理存儲融合為統一的存儲設備。網絡虛擬化則是指通過網絡帶寬分割不同的通道，并根據這些不同的通道控制資源的運行，也就是常見的局域網[5]。

4.3 應用虛擬化

在程序軟件服務開展虛擬化的技術中就是將整個應用程序從操作系統中獨立出來，保證程序的運行處于操作程序內部，但是又不過分地依賴操作程序。通過這樣的虛擬化方式可以保證應用程序的執行文件得到全面的應用。

5 虛擬化技術在移動通信網絡中的應用

在移動通信網絡中，虛擬化技術將業務應用和軟件底層架構分離開，業務運行在虛擬機上，由虛擬機屏蔽了底層硬件、操作系統、存儲網絡層面的差異，形成相對統一、簡單的運行環境。通過應用和底層架構分離，運營商可以規劃采購和部署基礎平臺，擺脫不同制式設備的高昂成本難題。這一點對運營商很重要。運營商通過集中采購統一管理降低設備成本和運維成本，同時利用IT產業的規模效應，通過合并設備減少運營商的設備投資，降低能耗，提高市場響應速度，減少傳統網絡操作的革新周期。規模化經濟要求覆蓋硬件投資不再受限于軟件應用部署，使其他模式的功能演進成為可能。支持網絡應用多版本、多租戶。允許針對多個不同的應用、不同的用戶、不同的租戶，使用相同的平臺。允許網絡操作者在不同的服務或業務及不同的客戶基礎中共享資源。

6 結語

隨著現代科學技術的快速發展，各種開源軟件也促進了虛擬化技術的創新與發展，新理念、新技術、新應用層出不窮，所以未來虛擬化技術必然會蓬勃發展。本文通過分析虛擬化技術的基本原理和未來的應用，明確了虛擬化技術的特點，并且提出了虛擬化技術應用需要注意的問題，為虛擬化技術的發展提供相應的理論依據。

[1]謝藝平，趙丹銳. 淺析服務器虛擬化常見的安全隱患及其防范措施[J]. 現代信息科技，2018，2（11）：153-154.

[2]賈林. 虛擬化技術在高校信息化建設中的應用[J]. 電子技術與軟件工程，2018（21）：200.

[3]王宇. 淺談服務器虛擬化在政府部門信息化建設中的應用[J]. 科技風，2018（33）：62.

[4]周錦. 基于服務器虛擬化技術和存儲虛擬化技術的醫院雙活數據中心的建立[J]. 科技風，2018（32）：95，99.

[5]朱立瑞. 虛擬技術在計算機實驗機房建設中的應用[J]. 電子技術與軟件工程，2018（20）：116.

Basic Principle and Application of Virtualization Technology

Xi Yimin

ZTE Corporation, Jiangsu Nanjing 210012

With the rapid development of modern science and technology, big data, cloud computing and other technologies have made tremendous changes in the development of the internet. In the process of cloud computing application, its core virtualization technology can be distinguished from distributed computing, which not only reduces the cost of operation and maintenance of IT systems, but also ensures the security and reliability of cloud computing, and has a very important impact on people’s production and life. In the paper, the basic principle and practical application of virtualization technology are preliminarily explored, and the application effect of virtualization technology is illustrated, which promotes the rapid development of cloud computing technology in China.

virtualization; basic principles; practical application

TP391.9

A

席軼敏（1976—），女，江西撫州人，碩士研究生學歷，中級職稱，任職中興通訊，主要從事核心網虛業務虛擬化相關的開發工作。