一 引言
虛擬化技術是伴隨著計算機技術的產生而出現的，Wikipezdia曾給出虛擬化的定義。虛擬化是表示計算機資源的抽象方法，通過虛擬化可以用與訪問抽象前資源一致的方法訪問抽象后的資源。這種資源的抽象方法并不受實現，地理位置或底層資源的物理配置的限制。服務器虛擬化將系統虛擬化技術應用于服務器上，將一個服務器虛擬戰若干個服務器使用。在采用服務器虛擬化之前，三種不同的應用分別運行于三個獨它的物理服務器之上，采用服務器虛擬化之后，這三種應用運行在三個獨立的虛擬服務器之上，而這三個虛擬服務器可以被一個物理服務器托管。服務器虛擬化為虛擬服務器提供了能夠支持其運行的硬件資源抽象，包括虛擬BIOS，虛擬處理器、虛擬內存、虛擬設備與I/O，并為虛擬機提供了良好的隔離性和安全性。
二 服務器虛擬化的支撐技術
服務器虛擬化必備的是對三種硬件資源的虛擬化：CPU、內存、設備與I/O。此外，為了實現更好的動態資源整合，當前的服務器虛擬化大多支持虛擬機的實時遷移。
2.1 CPU虛擬化
CPU虛擬化技術把物理CPU抽象成虛擬CPU，任意時刻一個物理CPU只能運行一個虛擬CPU指令。每個客戶操作系統可以使用一個或多個虛擬CPU。在這些客戶操作系統之間，虛擬CPU的運行相互隔離，互不影響。
目前，業界提出了全虛擬化和半虛擬化兩種不同的軟件方案。全虛擬化采用二進制動態翻譯技術(Dynamic Binary Translation)來解決客戶操作系統的特權指令問題。半虛擬化通過修改客戶操作系統來解決虛擬機構執行特權指令的問題。在半虛擬化中。被虛擬化平臺托管的客戶操作系統需要修改其操作系統，將所有敏感指令替換為對底層虛擬化平臺的超級調用(Hypercall)。
2.2 內存虛擬化
內存虛擬化技術把物理機的真實物理內存統一管理，包裝成多少虛擬的物理內存分別供若干個虛擬機使用，使得每個虛擬機擁有各自對立的內存空間。
在內存虛擬化中，虛擬機監視器要能夠管理物理機上的內存，并按每個虛擬機對內存的需求劃分機器內存，同時保持各個虛擬機對內存訪問的相互隔離。從本質上講，物理機的內存是一段連續的地址空間，上層應用對于內存的訪問多是隨機的，因此虛擬機監視器需要維護物理機里內存地址塊和虛擬機內部看到的連續內存塊的映射關系，保證虛擬機的內存訪問是連續的、一致的。虛擬機監視器通過虛擬機內存管理單元管理虛擬機內存。虛擬機中操作系統看到的“物理 內存不再是真正的物理內存，而是被虛擬機監視器管理的“偽”物理內存。與這個。物理”內存相對應的是機器內存。機器內存是指物理服務器硬件上的真正內存。在內存虛擬化中存在著邏輯內存、“物理 內存和機器內存三種內存類型。
在內存虛擬化中，邏輯內存與機器內存之間的映射關系是由內存虛擬化管理單元來負責的。內存虛擬化管理單元的實現主要有影子頁表法和頁表寫入法。
2.3 設備與I/O虛擬化
設備與I/O虛擬化技術把物理機的真實設備統一管理，包裝成多個虛擬設備給若干個虛擬機使用，響應每個虛擬機的設備訪問請求和I/O請求。目前，主流的設備與I/O虛擬化都是通過軟件的方式實現的。
虛擬化平臺將物理機的設備虛擬化，把這些設備標準化為一系列的虛擬設備，為虛擬機提供了一個可以使用的虛擬設備集合。這種將虛擬設備統一并標準化的方式帶來的另一個好處就是虛擬機并不依賴于底層物理設備的實現。只要虛擬化平臺始終保持一致，虛擬機就可以在不同的物理平臺上進行遷移。
三 服務器虛擬化的技術優勢
3.1 降低運營成本
服務器虛擬化使得系統管理員擺脫大量繁重的與物理服務器、操作系統、中間件及兼容性問題打交道的管理工作，更加專注于應用的管理。同時，虛擬化環境管理工具，可降低管理員進行人工干預的頻率，并提供更簡便、更強大的管理界面。因此，服務器虛擬化可以降低IT基礎設施的運營成本，促進企業進一步采用信息化工具和服務。
3.2 提高應用兼容性
服務器虛擬化技術提供的封裝和隔離特性使得應用所在的平臺與底層服務器環境隔離，管理員不再需要數據底層環境的變化頻繁地調整應用，僅需構建一個應用版本，并將其發布到被虛擬化封裝后的不同類型的平臺上。
3.3 加快應用部署
服務器虛擬化使得部署一個應用其實就是部署一個封裝好的操作系統和應用程序的虛擬機，部署過程只需要以下幾個步驟：輸入激活配置參數、拷貝虛擬機、啟動虛擬機、激活(配置)虛擬機。相對于傳統的應用部署方式，服務器虛擬化技術不需要干預，縮短了部署時間。降低了部署成本
3.4 提高服務可用性
在采用了虛擬化的數據中心里，由于虛擬機是單個的邏輯文件，并且對應的處理器和內存資源都被虛擬機管理程序封裝和隔離。因此用戶可以方便地對運行中的虛擬機快照并備份成虛擬機鏡像文件。在需要的時候動態遷移虛擬機，將它恢復到備份或者在其他物理機上運行該設備以提高可用性，更高的服務可用性。
3.5 提升資源利用率
采用服務器虛擬化技術，通過虛擬化技術提供的隔離性、封裝性，保證原有服務仍然可用，其安全性能不會受到影響。據分析，通過對服務器進行虛擬化整合，不僅服務器的CPU使用率得到了提高，而且服務器的內存利用率、存儲利用率和網絡利用率也得到了大幅度提高。
3.6 動態調度資源
服務器虛擬化技術使得用戶可以即時地調整虛擬機的資源，如CPU、內存等，而無需像物理服務器那樣關閉服務器。打開機箱安裝設備，再重新啟動系統，虛擬化成品都提供了可以披程序調用的資源調整API，以及用戶可以操作的界面，虛擬機的資源可以靈活調整分配。
3.7 降低資源消耗
服務器虛擬化為解除應用與物理服務器的綁定提供了可能，在負載低谷時，管理員可以將原來運行在各個服務器上的應用整合到較少的幾臺服務器上，關閉空閑的物理服務器，通過減少運行的物理服務器數量，減少CPU以外個單元的耗電量，達到綠色節能的目的。
四 結語
服務器虛擬化技術極大地提高了服務器整臺的效率，大幅度簡化了服務器群管理的復雜性，提高了整體系統的可用性和服務器資源的利用率，明顯減少投資成本，具有較好的技術領先性和性價比。此外，虛擬技術采用了將傳統服務器應用程序環境封裝成可移動的檔案文件的技術，很容易實現業務的連續不間斷運行，針對應用和訪問量靈活部署，降低系統總成本，在信息化領域中應用前景廣闊。
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本文標題：服務器虛擬化的技術優勢
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