轻松学KVM虚拟化

一、虚拟化概述

1.1.什么是虚拟化技术

虚拟化是一种技术，可以利用以往局限于硬件的资源来创建有用的 IT 服务。它让您能够将物理计算机的工作能力分配给多个用户或环境，从而充分利用计算机的所有能力。

举一个实际例子，假设你有 3 台物理服务器，分别用于不同的特定用途。其中一台是邮件服务器，一台是 Web 服务器，最后一台则用于运行企业内部的传统应用。每台服务器仅使用了大约 30% 的能力，没有完全发挥它们的潜能。但是，由于传统应用对内部运营非常重要，您必须将其连同所运行的第三台服务器予以保留，对吗？

过去确实如此。相对简单和可靠的做法是在单独的服务器上运行单独的任务：1 台服务器， 1 个运行操作系统，1 个处理任务。我们很难让 1 台服务器有多个大脑。但是，借助虚拟化技术，您可以将邮件服务器分为 2 个能够处理独立任务的特殊服务器，从而实现传统应用的迁移。您仍然使用相同的硬件，但可以更加高效地利用这些资源。

考虑到安全问题，您可以再次划分第一台服务器，从而可以处理另一项任务，将其使用率从 30% 提高到 60%，甚至提高到 90%。这样，现在空闲的服务器可以用于其他任务或停用，以降低散热和维护成本。

1.2.虚拟化技术工作原理

一种叫做 Hypervisor （虚拟机监控程序）的软件可有效分隔物理资源，并将这些资源分配给不同虚拟环境（也就是需要这些资源的任务）使用。虚拟机监控程序可能位于操作系统的顶层（例如在便携式计算机上），或者直接安装在硬件上（例如服务器），这是大多数企业使用虚拟化的方式。虚拟机监控程序接管物理资源，并对它们进行划分，以便虚拟环境能够对其进行使用。

来自物理环境的资源根据需要进行了分区，分配给了很多虚拟环境使用。用户在虚拟环境（通常称为客户机或虚拟机）内部，能够与计算任务交互，并运行计算。虚拟机作为单个数据文件运行。与任何数字文件相同，虚拟机可从一台计算机迁移至另一台计算机，在任何一台计算机上打开，工作方式都是相同的。

当虚拟环境正在运行时，如果用户或程序发出一条指令，请求来自物理环境的更多资源， 虚拟机监控程序就会将请求传递到物理系统并缓存更改，所有这些步骤都接近本机速度（特别是如果该请求来自基于 KVM，即基于内核的虚拟机的开源虚拟机监控程序）。