起底虚拟机优势

作者：崔婧雯 译 2017-08-11 09:00:36

云计算

虚拟化 虚拟机是物理计算机的逻辑表现形式。虚拟机有众多优势，但列举虚拟机的众多优势之前有必要了解下虚拟机是如何创建以及如何工作的。

虚拟机是物理计算机的逻辑表现形式。虚拟机有众多优势，但列举虚拟机的众多优势之前有必要了解下虚拟机是如何创建以及如何工作的。为创建一个虚拟机，先要在物理计算机上安装hypervisor。当前市场上有很多hypervisor厂商，但VMware ESXi—ESXi是vSphere的一部分—以及微软Hyper-V是应用最普遍的商业产品，而KVM通常被作为hypervisor部署在Linux发行版中。

Hypervisor基本原理

Hypervisor提供了一个软件抽象层—一个虚拟化层—在底层硬件与上层软件之间。Hypervisor然后能够使用来自底层硬件的计算资源创建完全隔离的逻辑实例，和这些逻辑实例运行在独立的计算机上并没有什么差异。例如，hypervisor管理工具配置了运营虚拟机的内存空间以及处理器核心。一旦创建完成，每个虚拟机实例就能够支撑其自己的操作系统与应用。

通常有两种类型的hypervisor。Type 1 hypervisor直接安装在物理硬件上，称为裸金属hypervisor。Type 2 hypervisor安装在已有的主机操作系统中，称为托管hypervisor。Type 1 hypervisor应用更为广泛，因为直接访问底层硬件通常性能***而且能够承载的虚拟机数量也是最多的。Type 2 hypervisor依赖主机操作系统运行，主机操作系统的计算开销往往减少了可用的计算性能并大大减少了物理系统能够支持的虚拟机数量。然而，两种类型的hypervisor创建及维护虚拟机的机制在本质上没什么差异。

虚拟机优势

使用虚拟机具备一些优势。首先，虚拟机允许多个独立的实例在同一台物理服务器上共存。这能够大大增加物理服务器资源的使用效率，运行同样数量的工作负载需要的物理硬件减少了，降低了企业的系统维护成本、电力消耗以及制冷需求。这一典型的应用场景称之为服务器整合，将运行在两台或更多的物理服务器上的工作负载作为虚拟机被部署在一台物理服务器上。

工作负载的可移动性是虚拟机具备的众多优势中的另一个。直接安装在物理硬件上的操作系统以及应用通常与特定的硬件相关，比如专门的设备驱动。Hypervisor提供的抽象使得虚拟的计算资源独立于底层硬件，这样就能够通过局域网将虚拟机从一台物理主机迁移到另一个，通常只有很短时间的中断。唯一的要求是hypervisor兼容而且在目标服务器上有足够的计算资源用于支持虚拟机。该过程通常被称为在线迁移。

虚拟机具备的另一优势是快速复制。虚拟机数据实例运行在已分配的内存空间中。这意味着一个完整的虚拟机就是一个使用.vmdk或者.xhdx扩展名的磁盘文件。整个虚拟机，包括操作系统、驱动、应用以及相关的文件被封装在一个磁盘文件中，能够快速加载以启动虚拟机并被快速复制用于创建克隆虚拟机，只要不违背操作系统以及应用许可即可。此外，虚拟机状态变化能够被捕获并存储在磁盘文件中，称之为快照，允许保存虚拟机状态并定期存储，如果虚拟机宕机，那么可以快速恢复到指定的快照时点。也可以使用传统的虚拟机感知备份工具对虚拟机进行备份。

虚拟机不足之处

虚拟机一个明显的不足与性能以及资源使用相关。虚拟化允许物理服务器共享使用资源—这在传统的非虚拟化系统中几乎是不可能的。这允许分配比物理环境更多的资源给虚拟机——称之为超额认购。数量较少的超额认购几乎不会影响虚拟机性能因为大多数工作负载并不是以恒定的方式运行，相反大多数工作负载对计算性能的需求随时间变化而不断波动，hypervisor能够动态调配某些资源以应对不断变化的需求。然而，过度超额订购可能会严重影响某些虚拟机的性能而且甚至可能导致工作负载的不稳定。IT管理员在分配资源时必须深思熟虑以避免出现超额认购过度。

虚拟机的其他不足

虚拟机第二个主要的不足是服务器整合带来的无法避免的风险。传统服务器出故障，其承载的负载无法继续运行，但其他服务器以及工作负载并不受影响。虚拟服务器出故障时，运行在虚拟服务器上的所有虚拟机都无法访问，给企业带来了更多潜在的破坏。例如，如果虚拟服务器承载10台虚拟机，如果服务器出现故障，那么10个工作负载都会受影响。IT管理员通常组合使用防护与可用性策略缓解虚拟服务器破坏造成的影响并加速虚拟机的恢复过程。