計算機服務器虛擬化關鍵技術分析

王寧

摘要：虛擬化技術是一種新型計算機技術，在計算機產業發展期間，虛擬技術對拓展計算機性能有著重要的幫助作用。尤其是在教學、網絡溝通等方面都有較大的促進作用，虛擬技術在當前新時代發揮的作用比較明顯，其中虛擬化的關鍵技術包含了CPU、信息技術、內存、虛擬技術。

關鍵詞：計算機服務器;虛擬化技術;CPU;虛擬化

引言

計算機在很多行業都得到了廣泛應用，尤其是在信息時代下，很多企業通過購置計算機設備，來實現公司信息化的轉型發展。虛擬技術在計算機的應用中，有著不可替代的作用。虛擬技術應用到服務器可以顯著地提高服務器的運行效率，而且也能夠提高服務器的兼容性，使服務器更加穩定安全的運作。

一、計算機服務器的虛擬化作用研究

（一）整合資源

在信息化時代下，企業也都紛紛地去推動信息化的發展，通過應用大數據、云計算等來實現數據資源的整合。在當前信息爆炸的時代下，如何去整合這些資源，是各行各業亟待處理的問題[1]。目前，虛擬技術運用到服務器中，會實現數據資源的科學整合，而且會為資源的整合提供有效的技術支持。云計算等相關技術在社會企業中得到廣泛的普及，而且云技術的發展和推廣也為計算機發展提供了必要的條件。目前，國內有些企業對計算機的硬件資源利用效率達不到20%，資源浪費比較嚴重，通過應用服務器的虛擬化技術會保持原有技術不變的基礎上，集中在某一服務器中使用，如圖1所示，可促使企業降低資源消耗度，同時提高資源整合力度，并降低硬件的消耗，為企業節省運營成本。

（二）綠色

在信息化時代下，信息技術的革新成為了企業發展的重點任務。同時，技術革新也會降低資源的消耗，有些公司大力地推廣大數據、云計算，通過使用云計算來實現計算機的服務器虛擬化發展，并為企業降低運營成本，減少硬件設施的消耗，而且能夠對公司內部的計算機設備能源消耗開展科學的控制管理。虛擬化技術可以在計算機中，模擬不同的場景，來實現對計算機系統內開發軟件，也可對系統問題進行全面的篩查。當問題出現后，會及時地顯示在計算機終端的界面上，并提醒有關人員及時地處理，進而去達到降低計算機能耗的目的，來實現計算機運營的綠色化發展目的[2]。

（三）降低公司的經營成本

國內有些信息化的服務商，逐步去轉變傳統經營模式，實現集中化的運營管理。公司通過購置計算機設備，來搭建計算機網絡平臺，進而實現信息化建設的目的。通過應用信息技術能夠使部分企業的生產運作變得更加自動化、智能化來降低產品生產運營成本，而且計算機虛擬化的技術，可以使計算機系統減少硬件的投資。

（四）使應用程序變得更加平坦化

信息時代環境下，各企業的運營數據量逐年增加，這就給現有的服務器帶來較大的運行負荷。在服務器應用平臺運行期間，要考慮不同類型系統的問題，應用虛擬化技術可以構建虛擬平臺，來解決各種系統不兼容的問題，進而實現應用程序與硬件相互隔離，去實現跨平臺的運作。

二、計算機服務器虛擬化的關鍵技術

（一）CPU的虛擬化技術

將服務器內部所有的物理CPU通過虛擬化來構建虛擬型的CPU，在操作系統中，會經常使用多個虛擬型CPU。計算機服務器的信息化，CPU可以實現各個系統相互隔離。在目前也有許多操作系統，都是基于X86框架來組建。在系統的研制中，CPU運行時涉及到4個層級，分別為Ring0、Ring1、Ring2、Ring3，其中Ring0屬于指令型的層級，可以執行基礎的計算機操作指令。例如，CPU的運行修改都會在Ring0中完成，虛擬化的X86操作系統在運行期間，還要實現計算機系統與硬件設施之間的鏈接[3]。一般情況下，Ring0只能夠在虛擬層中運作，就會使得一些比較特殊的指令，不能夠在硬件設施上來應用。在部分計算機中，虛擬機通常是用二進制型的代碼，來動態翻譯程序。不管計算機下的是普通指令，還是特定指令，都能夠應用虛擬機來實現執行。虛擬技術可實現多個操作系統執行，也是當前CPU虛擬化的一個核心關鍵技術。

（二）內存的虛擬化技術

內存型的虛擬化技術是目前計算機服務器內部核心技術，內存會影響到系統的運轉效率，而且會影響到計算機使用效果。其中，通過使用虛擬化的內存技術，其原理是對服務器中所有程序開展統一的管理，之后，再運用信息化的封裝技術，這樣才能夠實現內存在計算機內的科學運作，進而使虛擬機能夠穩定的運轉在計算機服務器中。一些內存的信息和CPU都同等重要，而且技術的訪問次數和頻率也一致，要實現計算機設備內部的虛擬化的內存，首先計算機的設計人員就要去科學的管理硬件內存，實現內存的科學劃分，然后再構建程序運行需要地址和服務器地址。建立映射關系，進而去確保虛擬機的內存訪問，使虛擬化的內存和物理內存相一致[4]。內存技術發展比較早，在計算機誕生時，就有了內存技術，該技術主要是實現優化計算機內的各類軟件程序。應用虛擬的內存技術能夠降低硬件設施的消耗，同時會降低成本。在信息時代下，虛擬技術會有效處理傳統內存不足的弊端。用虛擬技術搭建起服務器的邏輯內存，并構建新內存的映射關系。

（三）虛擬機的遷移技術

虛擬遷移技術與基站的軟切換技術原理基本相似，在服務器會形成兩個聯絡。當虛擬機在運轉時，就可以模擬出真實的運行環境，來將云數據快速地去遷移到虛擬機內部。在整體的遷移期間，耗時較短，這時用戶幾乎察覺不到任何的改變。虛擬遷移技術主要是通過開展數據的拷貝、數據的傳輸和數據的切換，對計算機硬件的維護有較大的幫助作用。

三、結束語

虛擬技術在服務器應用較多，而且虛擬化技術對服務器的性能提升影響比較重要。在實際的虛擬化技術使用期間，要根據服務器的性能狀態，來應用不同的虛擬技術。計算機設計人員學習新型的虛擬技術，在計算機中構建虛擬平臺，延展計算機功能。計算機設計人員通過將CPU、信息技術、內存型技術、網口信息技術和實時遷移技術進行組合應用，這樣才可以實現虛擬機在計算機服務器中更加安全穩定可靠地運行。

參考文獻：

[1]莫偉.計算機服務器虛擬化關鍵技術探析[J].通訊世界，2019，026（008）：107-108.

[2]陳偉文.服務器虛擬化在高校計算機實驗室的應用研究[J].電腦知識與技術，2018，014（005）：230-231.

[3]劉琳.計算機實驗室服務器虛擬化技術的實踐運用[J].數字化用戶，2019，25（014）：295.

[4]董永博，王兆峰.淺析計算機實驗室服務器虛擬化技術實踐方法[J].數字化用戶，2018，024（010）：123.

（作者單位：南京華智達網絡技術有限公司）