服務器虛擬化能夠幫助對抗服務器消耗過多資源、更好地利用計算機能力、控制能源費用、以及提供數(shù)據(jù)中心敏捷性和靈活性。

有這樣一些技術，一方面它們在概念上是十分簡單的，但另一方面卻對企業(yè)數(shù)據(jù)中心的影響十分深遠。服務器虛擬化就是這樣一種技術。

想象一下，如果可以添加一層軟件(超管理程序)來在一個物理服務器上運行多個操作系統(tǒng)實例和相關工作負載，而不是在一個服務器上運行一個操作系統(tǒng)實例和一個應用程序，情況會是什么樣?

這就是服務器虛擬化的理念所在。該理念可追溯到二十世紀60年代IBM的大型主機，后來又由VMware發(fā)揚光大，后者在21世紀初為x86系列服務器引入了虛擬化軟件這個概念。自那以后，其他供應商便開發(fā)了屬于其自己的服務器虛擬化平臺，同時整個行業(yè)也創(chuàng)建了高級管理、自動化和編排工具來使部署、移動和管理虛擬機(VM)工作負載變得更輕松。

在服務器虛擬化出現(xiàn)之前，企業(yè)需要處理其數(shù)據(jù)中心環(huán)境中服務器消耗過多資源的問題，處理計算能力未得到充分使用的問題，處理能源費用不斷飆升的問題，處理手動流程的問題，以及處理總體效率低下和系統(tǒng)不靈活的問題。

服務器虛擬化改變了所有這一切，并已經得到了廣泛采用。事實上，要找到一家企業(yè)沒有在VM環(huán)境中運行大多數(shù)工作負載，這是很困難的。

但是，正如我們所知，任何技術都會被下一個大事件所取代。而在服務器虛擬化的例子中，下一個大事件就是變小。

服務器虛擬化將物理設備進行了分割，從而讓多個操作系統(tǒng)和成熟的應用程序都能利用底層計算能力。

在下一波云計算浪潮中，開發(fā)人員將會把應用程序切分成較小的、在輕量容器中運行的微服務，同時也會使用無服務器計算(也被稱為功能即服務(FaaS))。

兩種情形都會繞過VM，同時代碼會運行在裸機金屬上。

服務器虛擬化的好處

從基本的服務器整合開始，服務器虛擬化有諸多好處。你可以在單個硬件上將多個應用程序聯(lián)合起來，從而減少數(shù)據(jù)中心所需的服務器的總的數(shù)量。服務器越少，框架和網絡設備就會更少;從物理空間到空調的維修費用，所有這些都會幫助節(jié)省事物的開支。

服務器虛擬化降低了新硬件對資本支出的需求，從而讓你不用再對這些硬件進行更新。你可以重新部署那些突然釋放出來的服務器。

還記得數(shù)據(jù)中心管理員必須手動提供服務器的那些日子嗎?自從服務器虛擬化出現(xiàn)之后，自動化就有了較大進步，從而用戶就可以在幾秒時間內把VM運行起來，并且還能通過僅點擊幾下鼠標來遷移多個工作負載，以便應對業(yè)務變化需求。

服務器虛擬化也能夠提供當下基于web的、高連接性業(yè)務所需的高可用性、失效備援、可擴展性、敏捷性、高性能和靈活性。服務器虛擬化是支持云計算供應商提供其服務的底層技術。當客戶從云服務提供商那里購買了基礎設施即服務(IaaS)時，他們就會購買VM，然后再添加完成任務所需的相關存儲、管理和安全功能。

服務器虛擬化的不同類型

在服務器虛擬化的世界中，物理服務器被稱為主機，它運行著一個主機操作系統(tǒng)。每個VM都是一個客戶，會運行一個客戶操作系統(tǒng)?？蛻魰舜烁綦x開。

有了基于超管理程序的虛擬化，超級監(jiān)督程序或虛擬機監(jiān)控器(VMM)就能處于主機OS和底層硬件層之間，向客戶操作系統(tǒng)提供必需的資源。

半虛擬化和全虛擬化能夠在客戶操作系統(tǒng)安裝進虛擬機之前對它進行修改。這可以提高性能，因為被修改的客戶操作系統(tǒng)可以直接與超管理程序進行通訊，從而減少模擬開銷。

借助硬件的虛擬化還試圖減少管理程序的開銷，但是是通過硬件擴展而不是軟件修改來實現(xiàn)的。

通過使用內核級虛擬化，而不是超管理程序，你就可以運行一個單獨的Linux內核版本。這能夠使在單個主機上運行多個虛擬機變得十分容易，因為其中的設備驅動程序可以用于主Linux內核和虛擬機之間的通信。

最后，通過系統(tǒng)級或OS虛擬化，你就可以在操作系統(tǒng)內核的單個實例上運行多個但邏輯上截然不同的環(huán)境。在系統(tǒng)級虛擬化中，所有VM都必須共享相同的操作系統(tǒng)副本，而服務器虛擬化能夠允許不同的VM擁有不同的操作系統(tǒng)。

虛擬機vs.容器

容器化運動的兩個主要的促成者是Docker，這是一個廣受歡迎的用于啟動容器的工具，還有谷歌的Kubernetes，它可以幫助管理多個容器。容器是獨立的代碼執(zhí)行環(huán)境，它們共享著主機操作系統(tǒng)的內核。

容器比VM更高效、更輕量，因為它們繞過了冗余的客戶操作系統(tǒng)，削減了相關的啟動開銷。相比VM，開發(fā)人員可以在相同的硬件上運行多達6到8倍的容器。

容器確實有它們自己的缺點。作為一種相對較新的方法，他們沒有成熟技術所擁有的大量管理工具，因此需要做大量的設置和維護工作。此外，人們還擔心安全問題。

有了VM，你就可以使用來賓圖像輕松地在主機之間移動工作負載，但裸機更難以升級或移動。使用裸金屬服務器，回滾機器狀態(tài)就會成為一項具有挑戰(zhàn)性的任務。

虛擬機vs.無服務器計算

在傳統(tǒng)的IaaS云環(huán)境中，客戶會首先提供VM、存儲、數(shù)據(jù)庫和相關的安全和管理工具，然后再將應用程序上傳到VM中。

而有了無服務器計算，開發(fā)人員就可以先編寫代碼，然后讓云服務提供商處理所有其他事情。開發(fā)人員永遠不需要考慮服務器、操作系統(tǒng)、供應或管理。當然，需要有一個物理服務器來運行代碼，但這是云服務提供商的責任。

系統(tǒng)會將代碼分解成特定的功能，而不是單一的應用程序。當發(fā)生觸發(fā)該功能的事件時，無服務器服務——例如Amazon的Lambda——就會運行該功能。無服務器供應商按功能向客戶收費。

與微服務/容器場景一樣，無服務器計算繞過了虛擬機層和運行在裸金屬上的功能。在這一點上，無服務器計算相對不成熟，使用案例有限。

服務器虛擬化的未來

雖然當下容器炙手可熱，人們對無服務器計算的興趣也在不斷增長，但現(xiàn)實情況是，服務器虛擬化才是一種堅若磐石的技術，因為它為絕大多數(shù)企業(yè)應用提供了動力——據(jù)一些人估計，虛擬機的飽和率高達90%。

將平穩(wěn)地運行在VM上的關鍵的應用程序移動到容器或無服務器平臺上，這是很難進行想象的。異構環(huán)境的用戶可能仍然會使用VM，因為容器需要在相同的操作系統(tǒng)上運行，并且不能在Linux和Windows之間進行混合。

但是，對于正在使用最新的DevOps和敏捷方法構建的新應用程序，開發(fā)人員現(xiàn)在有了不同的選擇。展望未來，開發(fā)人員將根據(jù)是否在傳統(tǒng)的VM、容器或無服務器環(huán)境中運行新的工作負載來進行具體的決策。