計算機(jī)應(yīng)用中虛擬化技術(shù)的研究

劉建軍（河北科怡科技開發(fā)有限公司，河北 石家莊 050000）

計算機(jī)應(yīng)用中虛擬化技術(shù)的研究

劉建軍（河北科怡科技開發(fā)有限公司，河北 石家莊 050000）

虛擬化技術(shù)很早便已經(jīng)出現(xiàn)，在當(dāng)前已成為十分成熟的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)之一。本文通過介紹其原理和分支，探討了其在IT領(lǐng)域所帶來的優(yōu)勢，并舉例說明了其在計算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中的使用，僅供參考。

虛擬化；原理；分支；應(yīng)用；優(yōu)勢

虛擬化技術(shù)在計算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中是一種資源管理技術(shù)，這種技術(shù)突破了計算機(jī)硬件的桎梏，使用戶能夠用更好的組態(tài)來組合運(yùn)行計算機(jī)硬件資源。它是云計算技術(shù)的重要技術(shù)支撐（當(dāng)然并不是必須的）。它將應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)在不同層次以不同的面貌展示，有助于用戶（包括開發(fā)、維護(hù)人員）方便地使用應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。這使得它成為計算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中的寵兒。

1 原理

虛擬化技術(shù)在計算機(jī)應(yīng)用方面所涉及的范圍是比較廣的，所以涉及到不同的應(yīng)用，其所采用的原理有所差別。具體而言包括三個主要的實(shí)現(xiàn)原理——拆分、整合以及遷移。

首先，拆分。如果一臺計算機(jī)的性能較高，在執(zhí)行某項(xiàng)計算工作的時候，負(fù)荷小，資源得不到充分利用，此時就可以利用拆分原理實(shí)現(xiàn)虛擬化——將這臺計算機(jī)從邏輯上拆分出多臺計算機(jī)，提供給多個用戶使用，使該計算機(jī)的資源得以充分利用。而這個模式當(dāng)中，高性能計算機(jī)變成了物理服務(wù)器。

其次，整合。如果有多臺計算機(jī)，但是性能相對比較低，無法單獨(dú)完成一項(xiàng)計算任務(wù)，比如說地質(zhì)分析、氣象預(yù)報這樣的領(lǐng)域中，需要大量計算，往往對計算機(jī)計算性能要求高。此時要利用整合原理實(shí)現(xiàn)虛擬化，將多臺計算機(jī)進(jìn)行整合，構(gòu)建出虛擬服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)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(jī)閑置的資源動態(tài)分配給另一臺計算機(jī)，使其性能得到提升。另一方面，則是結(jié)合網(wǎng)絡(luò)將本地資源共享給遠(yuǎn)程計算機(jī)。比如WIN系統(tǒng)環(huán)境下共享目錄，Linux系統(tǒng)環(huán)境下的NFS等等。

2 分支

上世紀(jì)60年代計算機(jī)虛擬化就已經(jīng)有應(yīng)用出現(xiàn)，幾十年的發(fā)展下來，計算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中的虛擬化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出多種分支。如服務(wù)器虛擬化，這是常規(guī)的虛擬化技術(shù)運(yùn)用，利用拆分原理，把一臺物理計算機(jī)或是服務(wù)器拆分成虛擬的邏輯資源，進(jìn)而構(gòu)成虛擬的多個虛擬機(jī)——即虛擬服務(wù)器。這種模式下，同一個物理平臺能夠運(yùn)行多個相同或不同的OA或是應(yīng)用程序，成為不同應(yīng)用和業(yè)務(wù)的平臺，使物理服務(wù)器的資源得到最佳的優(yōu)化配置，提升了其性能。又如網(wǎng)絡(luò)虛擬化，這個分支的爭議性較大，發(fā)展尚處于初級階段，主要是利用交換機(jī)的虛擬路由特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)段下的網(wǎng)絡(luò)分割成不同規(guī)則的子網(wǎng)絡(luò)，使交換機(jī)性能得到充分的發(fā)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(shè)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(shè)備，也不必關(guān)心其容量，只需要關(guān)注虛擬層的容量和安全。

3 優(yōu)勢

結(jié)合上文的分析，虛擬化技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，最為顯著的就在于提升物理設(shè)備的性能，減少了設(shè)備的添加，對于降低維護(hù)和開發(fā)成本具有顯著的作用。以當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代來說，海量的數(shù)據(jù)需要極高的計算資源來處理，或是用海量的儲存空間來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。隨著IT技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，高性能計算機(jī)在不斷更新，實(shí)際上很多計算機(jī)的資源沒有得到充分利用，利用虛擬化技術(shù)可以將這些計算機(jī)整合起來或是拆分開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)計算資源的充分利用?？偟膩碚f，虛擬化技術(shù)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(shí)現(xiàn)計算資源的高效利用。

虛擬化技術(shù)對云計算起到了很大作用，虛擬化能夠讓物理業(yè)務(wù)系統(tǒng)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(shù)并不是云計算所必須的。主要是云計算擁有自服務(wù)層，可以管理一個私有云、公共云或是托管云，而虛擬化技術(shù)沒有自服務(wù)層，不能提供云計算服務(wù)，但是虛擬化技術(shù)與云計算能夠優(yōu)勢互補(bǔ)，進(jìn)而為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4 應(yīng)用

以網(wǎng)絡(luò)教室為例，傳統(tǒng)模式的網(wǎng)絡(luò)教室的基礎(chǔ)是操作系統(tǒng)用戶遠(yuǎn)程登陸使用服務(wù)器，隔離性差，權(quán)限低，資源分配不均衡。一旦某位用戶執(zhí)行了一個十分耗費(fèi)計算資源的操作，那么整個系統(tǒng)都會受到牽連，使系統(tǒng)變得極慢。利用虛擬化技術(shù)可以使每個用戶使用一個自己的虛擬機(jī)，難點(diǎn)是大量虛擬機(jī)啟動如何能夠更快，以保證交互。同時利用虛擬機(jī)配置不同的環(huán)境，可以方便地實(shí)現(xiàn)多課程實(shí)驗(yàn)，比如A課程需要WIN系統(tǒng)+ DirectX+MPI的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，而B課程卻需要Linux+MySQL+ Apache的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。用虛擬機(jī)來建立不同的環(huán)境，某門課需要哪種虛擬機(jī)，直接調(diào)用配置好的即可。以Windows7系統(tǒng)來說，在計算機(jī)上配置一個虛擬機(jī)，現(xiàn)階段可以利用VMware軟件來實(shí)現(xiàn)。按照軟件提示的操作步驟即可完成創(chuàng)建一個新虛擬機(jī)的操作，即可在Windows7環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多個OS。

5 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前來看虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為IT行業(yè)當(dāng)中一種十分成熟的技術(shù)，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(yōu)勢。各行各業(yè)都在享受著虛擬化技術(shù)的實(shí)惠，使其成為計算機(jī)應(yīng)用的寵兒。

[1]馬芳.計算機(jī)技術(shù)中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].電腦迷, 2016,09:139.

[2]劉樂妍.探討計算機(jī)技術(shù)中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用[J].通訊世界,2015,08:15-16.

[3]南木,趙永志.計算機(jī)虛擬化技術(shù)原理與應(yīng)用之研究[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè),2016,10:84-85.

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