虛擬化技術始于20世紀70年代，是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行，是一個為了簡化管理、優化資源的解決方案。這種把有限的固定的資源根據不同需求進行重新規劃以達到最大利用率的思路，在IT領域就叫做虛擬化技術。
1 虛擬化技術的發展背景
虛擬化技術在最近幾年被大面積推廣和應用，但從其誕生時間來看，它的歷史其實已經十分久遠。
1959年，克里斯托弗發表了一篇名為“大型高速計算機中的時間共享”的學術報告，他在文中提出了虛擬化的基本概念，這篇文章被認為是虛擬化技術的最早論述。
最早在商業系統上實現虛擬化的是IBM公司在1965年發布的IBM7044。它允許用戶在一臺主機上運行多個操作系統，讓用戶盡可能充分地利用昂貴的大型機資源。隨著x86平臺處理能力與日俱增，1999年，VMware在X86平臺上推出了可以流暢運行的商業虛擬化軟件，虛擬化技術終于來到了PC服務器的世界之中。隨后，虛擬化技術在x86平臺上飛速發展，尤其是CPU進入多核時代之后，PC具有了強大的處理能力，如何有效利用PC資源就成為業界普遍關注的問題。
從2006年到現在，虛擬化技術進入了高速成長期，諸多廠商如雨后春筍般涌現，新的技術和應用形式不斷出現，虛擬化技術不斷向前發展。縱觀虛擬化技術的發展歷史，可以看到實現對IT資源的充分利用是它一直的目標。
2 虛擬化技術的概念
虛擬化是一種方法，本質上講是指從邏輯角度而不是物理角度來對資源進行配置，是從單一的邏輯角度來看待不同的物理資源的方法。在計算機科學中，虛擬化是一個表現邏輯群組或計算機資源的子集的進程，用戶可以用比原本的組織管理更好的方式來存取這些進程。
這個定義首要說明的是，虛擬化是一種邏輯角度出發的資源配置技術，是物理實際的邏輯抽象。對于用戶，虛擬化技術實現了軟件跟硬件分離，用戶不需要考慮后臺的具體硬件實現，而只需在虛擬層環境上運行自己的系統和軟件。
3 虛擬化技術的分類
虛擬化技術按照其在傳統領域的應用可分為服務器虛擬化、展現層虛擬化、桌面虛擬化和應用程序虛擬化。伴隨云計算的發展，出現了存儲虛擬化和網絡虛擬化兩種應用形式。
(1) 服務器虛擬化技術
服務器虛擬化就是在一臺主機上運行多個客戶操作系統（即我們常說的“虛擬機”），在提高系統資源利用率的同時還可以提高虛擬機的可移動性、降低運行成本、減少管理費用、整合服務器、容錯容災等。虛擬機運行在虛擬化層之上，擁有自己獨立的虛擬化硬件資源。而位于宿主機硬件和虛擬機之間的虛擬化層則負責實現對硬件資源的調配。
服務器虛擬化通常使用兩類虛擬化技術，一種是全面硬件仿真系統，這種方法讓每個虛擬機作為單一進程在主機平臺上運行。在磁盤上，每個虛擬機完全與其他虛擬機獨立，各自擁有完整的一套操作系統和所有必要的應用軟件。另一種是使用基于主機的虛擬化技術，根據這種設計，主機操作系統的一個實例支持多個虛擬操作系統實例，同一個主機操作系統的內核在進程級別處理虛擬服務器的I/O和調度需求。
(2) 桌面虛擬化
桌面虛擬化是一種基于服務器的計算模型，并且借用了傳統的瘦客戶端的模型，讓管理員與用戶能夠同時獲得兩種方式的優點，桌面虛擬化從實現方法上主要分為三種：遠程托管桌面、遠程操作系統、本地虛擬操作系統。
(3) 應用程序虛擬化
應用程序虛擬化改變了應用程序需要本地安裝的傳統方式，將應用程序安裝在組織服務器中，可以被組織內部網絡中的每個成員遠程使用，用戶只需注冊一個賬號，就可以在線使用軟件資源辦公。
(4) 展現層虛擬化
展現層虛擬化能通過界面遠程使用另外一臺計算機上運行的應用程序。比如：使用微軟的Windows Server Terminal Services，桌面應用程序可以運行在一臺共享服務器上，將用戶界面呈現在遠程用戶的終端上。
(5) 網絡虛擬化
網絡虛擬化是使用基于軟件的抽象從物理網絡元素中分離網絡流量的一種方式。對網絡虛擬化來說，抽象隔離了網絡中的交換機、網絡端口、路由器以及其他物理元素的網絡流量。
網絡虛擬化的內容一般指虛擬專用網絡(VPN)。VPN對網絡連接的概念進行了抽象，允許遠程用戶訪問組織的內部網絡，就像物理上連接到該網絡一樣。
在應用中網絡虛擬化又可分為內部網絡虛擬化和外部網絡虛擬化。外部網絡虛擬化應用于適當的網絡中，影響了物理網絡中的諸多元素，比如布線、網絡適配器、交換機等。外部網絡虛擬化將多個物理網絡整合為更大的邏輯網絡，或者將單個物理網絡劃分為多個邏輯網絡。
內部網絡虛擬化通過在虛擬服務器內部定義邏輯交換機以及網絡適配器，創建一個或多個邏輯網絡。內部網絡虛擬化最小化了物理網絡上的網絡流量，是讓服務器內部相關的工作負載進行網絡通信的一種更快和更有效的方式。
(6) 存儲虛擬化
存儲虛擬化最通俗的理解就是對存儲硬件資源進行抽象化表現，通過將一個（或多個）目標服務或功能與其他附加的功能集成，統一提供有用的全面功能服務。虛擬化是作用在一個或者多個實體上的，而這些實體則是用來提供存儲資源及服務的。
對用戶來說，虛擬化的存儲資源就像是一個巨大的“存儲池”，用戶不會看到具體的磁盤、磁帶，也不用關心數據經過哪一條路徑通往哪一個具體的存儲設備；從管理來看，虛擬存儲池是采取集中管理，并根據具體的需求把存儲資源動態地分配給各個應用。值得特別指出的是，利用虛擬化技術，可以用磁盤陣列模擬磁帶庫，為應用提供速度像磁盤一樣快、容量卻像磁帶庫一樣大的存儲資源，這就是當今應用越來越廣泛的虛擬磁帶庫。
所以，存儲虛擬化就好比將存儲作為池子，而存儲空間就如同一個池子中流動的水一樣，可以任意地根據需要進行分配。
4 虛擬化技術的優點
更高的資源利用率——虛擬可支持實現物理資源和資源池的動態共享，提高資源利用率，特別是針對那些平均需求遠低于需要為其提供專用資源的不同負載。
降低管理成本——虛擬可通過減少物理資源的數量，隱藏其部分復雜性，實現自動化以簡化公共管理任務等方式來提高工作人員的效率。
使用靈活性——通過虛擬可實現動態的資源部署和重配置，滿足不斷變化的業務需求。
安全性——提高桌面的可管理性和安全性，用戶都可以在本地或以遠程方式對這種環境進行訪問。虛擬可實現較簡單的共享機制無法實現的隔離和劃分，可實現對數據和服務進行可控和安全的訪問。
更高的可用性——提高硬件和應用程序的可用性，進而提高業務連續性：可安全地遷移和備份整個虛擬環境而不會出現服務中斷。
更高的可擴展性——根據不同的產品，資源分區和匯聚可支持實現比個體物理資源小得多或大得多的虛擬資源，這意味著你可以在不改變物理資源配置的情況下進行規模調整。
互操作性和投資保護——虛擬資源可提供底層物理資源無法提供的與各種接口和協議的兼容性，實現了運營靈活性。
改進資源供應——與個體物理資源單位相比，虛擬能夠以更小的單位進行資源分配。與物理資源相比，虛擬資源因其不存在硬件和操作系統方面的問題而能在出現崩潰后更快恢復。
5 虛擬化技術的發展趨勢
虛擬化技術的出現，是信息時代的重大變革，它為企業增強生產力，提高資產利用率，并有效地管理企業運營環境提供了很好的支撐，而不同的虛擬化技術能給用戶提供不同方面的支持。云計算的出現則為信息技術領域帶來了新的挑戰，也為信息技術產業帶來了新的機遇。
當前，虛擬化軟件正變得更加趨于完整而有活力，它的發展方向更像是一個全面的操作系統。未來的虛擬化應該是通過幾種技術來實現，并由某一種主要的虛擬層結合起來的。而未來的虛擬化操作系統也應該是一個高度分布式的、企業級的操作系統。
那么如何搭建一個安全的網絡環境為虛擬化保駕護航？所以，虛擬化安全和管理也會是未來值得關注的話題。
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本文標題：信息時代的重大變革——虛擬化技術淺談
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