服务器虚拟化是什么?

服务器虚拟化是指通过软件技术将一台或多台物理服务器虚拟化为多个虚拟服务器的过程。服务器虚拟化后,每个虚拟服务器都可以运行不同的操作系统和应用程序,并被视为一台独立的服务器。

服务器虚拟化的类型有哪些

服务器虚拟化是将一台物理服务器划分为多个虚拟服务器的过程,是一种高效利用服务器资源、部署 IT 服务的有效方式。

全虚拟化通过模拟足够的硬件来允许在隔离环境中运行未经修改的"客户机"操作系统。这种方法最早由 1966 年的 IBM CP-40 和 CP-67 开创,它们是 VM 系列的前身。

硬件辅助虚拟化提供了架构支持,有助于构建虚拟机监视器并允许在隔离环境中运行客户机操作系统。硬件辅助虚拟化最早于 1972 年在 IBM System/370 上引入,用于 VM/370,这是第一个虚拟机操作系统。

服务器整合允许用一台较大的物理服务器替换多台较小的物理服务器,从而减少对更多硬件资源的需求。较大的服务器可以通过物理到虚拟 (P2V) 转换"托管"多个"客户机"虚拟机,将服务器利用率从 5-15% 提高到更高水平。

虚拟专用服务器 (VPS) 是服务器虚拟化的一种类型,客户对共享物理服务器上运行的自己的操作系统实例拥有超级用户级别的访问权限。但由于资源共享,VPS 通常具有有限的处理器时间、RAM 和磁盘空间。

服务器虚拟化的发展历程是怎样的

服务器虚拟化是一种将单个物理服务器划分为多个虚拟服务器的技术。

虚拟化概念的提出

虚拟化概念的提出

服务器虚拟化的概念可以追溯到 20 世纪 60 年代,当时提出了"虚拟机" (virtual machine) 或"伪机" (pseudo machine) 的概念,用于指代通过软件模拟的计算机环境。这种技术的出现旨在更好地共享和利用计算资源。
虚拟化技术的发展

虚拟化技术的发展

随着计算机硬件和软件的不断进步,虚拟化技术也在不断发展。2001 年,通过在物理服务器上运行一个 hypervisor(虚拟机监控程序),来创建、释放和管理"客户机"操作系统或虚拟机,从而实现了真正意义上的服务器虚拟化。
服务器虚拟化的普及

服务器虚拟化的普及

服务器虚拟化技术的主要驱动力是提高资源利用率、降低成本。通过将多个虚拟服务器部署在同一台物理服务器上,可以大幅减少所需的硬件设备数量、人力成本、能源消耗和环境影响。此外,虚拟机还易于远程控制和检查,配置更加灵活,对内核开发和操作系统教学也很有帮助。
虚拟化技术的持续创新

虚拟化技术的持续创新

随着云计算的兴起,服务器虚拟化技术也在不断创新。容器技术的出现进一步提高了资源利用率,而无服务器计算则将虚拟化推向了一个新的高度,让开发者只需关注代码,而无需管理底层的虚拟化基础设施。

服务器虚拟化的应用场景有哪些

运行不受主机操作系统支持的应用程序

通过在虚拟机中运行所需的客户机操作系统,可以运行主机操作系统不支持的应用程序,而无需更改主机操作系统。


评估替代操作系统

可以在虚拟机中运行新的操作系统,而无需更改主机操作系统,从而评估替代操作系统。


在单个物理服务器上运行多个虚拟服务器

通过服务器虚拟化,可以在单个物理服务器上运行多个虚拟服务器,从而更好地利用硬件资源。


复制和部署虚拟机

根据所使用的虚拟化软件,可以复制虚拟机并将其安装在多个主机上,或将其恢复到以前备份的状态。


提供受保护的环境

如果客户机操作系统受损,可以简单地丢弃虚拟机,而不会影响主机系统,并在重新启动客户机时使用干净的副本。


满足不同应用程序的配置需求

通过在单个物理服务器上创建多个虚拟机,每个虚拟机运行不同的操作系统和应用程序,可以满足组织内不同应用程序的配置需求。


外包服务器基础设施

组织可以从云计算提供商请求虚拟服务器实例,而无需管理底层硬件,从而简化服务器管理。

服务器虚拟化技术的优势是什么

提高物理服务器利用率具有更好性能

服务器虚拟化技术允许在单个物理服务器上运行多个虚拟服务器实例,从而显著提高了服务器资源的利用率。通过虚拟化技术,可以将物理服务器的计算能力、内存和存储资源分配给多个虚拟服务器实例。这种资源共享方式可以最大限度地利用服务器硬件,降低了总体运营成本。此外,由于每个虚拟服务器实例都是相互隔离的,它们可以独立运行,一个实例出现故障不会影响到其他实例的运行,从而提供了更强的性能和可靠性保证。

提高物理服务器利用率具有更好性能

资源分配更灵活,应用安全性更高

服务器虚拟化为资源分配提供了极大的灵活性。管理员可以通过软件工具动态构建和管理虚拟服务器实例,根据业务需求随时增加或减少虚拟服务器的数量,无需重新部署物理硬件。此外,每个虚拟服务器实例都运行在独立的操作系统环境中,应用程序和进程也是相互隔离的。这种隔离机制可以有效降低恶意代码在系统间传播的风险,从而提高了应用程序的安全性。

资源分配更灵活,应用安全性更高

高效管理

服务器虚拟化为资源管理提供了一种更加灵活高效的方式。通过集中的控制面板,管理员可以轻松监控和管理所有虚拟服务器实例,包括分配资源、创建快照、迁移实例等操作。这种集中式管理大大简化了管理任务,提高了管理效率。此外,虚拟化技术还支持实时迁移虚拟机,无需停机即可进行硬件维护和升级,从而最大程度减少了系统停机时间,提高了业务连续性。

高效管理

服务器虚拟化要求的硬件资源有哪些

服务器虚拟化是指在单个物理服务器上运行多个虚拟机的技术。
  • 高性能多核处理器,以支持多个虚拟机的并发运行
  • 支持硬件虚拟化技术(如 Intel VT 或 AMD-V),可以提高虚拟化效率
  • 足够的处理能力,以便快速切换和调度虚拟机
  • 大容量内存,以容纳多个虚拟机的运行
  • 高带宽内存,确保虚拟机之间的内存访问不会产生瓶颈
  • 大容量存储空间,用于存储虚拟机镜像文件和数据
  • 高速存储设备(如 SSD),提供足够的随机读写性能
  • 支持存储虚拟化技术(如 RAID),提高存储可靠性


  • 高带宽网络接口,支持多个虚拟机的网络通信
  • 支持网络虚拟化技术(如 VLAN),实现虚拟网络隔离
  • 提供足够的网络冗余,确保网络连接的高可用性


  • 多电源供应,提高电源冗余性
  • 高效散热系统,确保硬件长期稳定运行
  • 支持远程管理和监控,方便维护和故障排查


服务器虚拟化的实现方式有哪些

服务器虚拟化是一种通过软件或硬件技术在单个物理服务器上模拟多个虚拟服务器环境的技术。

1

基于全虚拟化的虚拟化技术

  • 全虚拟化技术可以在物理服务器上运行多个完全独立的虚拟服务器
  • 每个虚拟服务器都拥有独立的操作系统和资源
  • 所有硬件资源都被虚拟化和隔离,确保虚拟服务器之间的安全性和稳定性
  • 常见的全虚拟化技术包括 VMware、Hyper-V 等


2

基于容器的虚拟化技术

  • 容器是一种轻量级的虚拟化技术,可在物理服务器上运行多个虚拟服务器
  • 虚拟服务器共享主机操作系统的内核,而不是运行完整的操作系统
  • 资源被动态分配,提高了资源利用率和性能
  • 常见的容器技术包括 Docker、Kubernetes 等


3

基于半虚拟化的虚拟化技术

  • 半虚拟化技术将虚拟服务器运行在单独的硬件域中
  • 虚拟服务器共享部分物理服务器硬件和固件组件
  • 可提高虚拟服务器之间的通信效率,避免安全漏洞
  • 常见的半虚拟化技术包括 Xen 等


4

基于硬件辅助的虚拟化技术

  • 利用物理服务器上的特定硬件功能来提高虚拟化性能
  • 可减少对物理服务器的干扰,提升虚拟服务器的性能
  • 常见的硬件辅助虚拟化技术包括 Intel VT-x、AMD-V 等


服务器虚拟化的部署和管理方法有哪些

服务器虚拟化是一种通过软件将单台物理服务器划分为多个虚拟服务器的技术。

基于虚拟机管理程序的服务器虚拟化

基于虚拟机管理程序的服务器虚拟化

这是最常见的服务器虚拟化方法。物理服务器上运行一个虚拟机管理程序 (Hypervisor),用于创建、释放和管理"客户机"虚拟机的资源。每个虚拟机可运行独立的操作系统,提供较高的安全性。虚拟机相比物理服务器更易创建和配置,但性能可能会受到同一硬件上其他虚拟机工作负载的影响。
网络功能虚拟化 (NFV)

网络功能虚拟化 (NFV)

NFV 利用虚拟化技术将网络节点功能虚拟化为软件构建块,可链接在一起提供通信服务。这种方法将网络功能软件与专用硬件分离,实现更灵活、敏捷的网络架构。
通过远程 API

通过远程 API

管理员可以在远程环境中分配和配置计算资源,快速部署虚拟机。可指定所需的服务器属性如 CPU、内存、存储和操作系统,远程系统将实例化虚拟服务器并配置必要资源。
容器化

容器化

容器化是一种应用程序虚拟化方法,将应用程序及其依赖项打包到一个称为容器的单元中,可在任何物理或虚拟环境中运行,无需更改。这与上述的服务器虚拟化方法不同,更侧重于应用层面的虚拟化。

服务器虚拟化的性能和安全性如何提高

提高服务器虚拟化的性能和安全性是确保虚拟化环境高效、可靠运行的关键。

硬件升级

  • 升级服务器的 CPU、内存、存储和网络等硬件资源,为虚拟机提供更强大的计算能力和更高的资源利用率
  • 采用支持硬件辅助虚拟化技术(如 Intel VT 或 AMD-V)的 CPU,可显著提升虚拟机性能


硬件升级

选择合适的虚拟化技术

  • 根据应用场景和资源需求,选择合适的虚拟化技术如基于主机(Hyper-V、VMware ESXi)或基于操作系统(KVM、Xen)的虚拟化
  • 不同虚拟化技术在性能、可扩展性、兼容性等方面存在差异


选择合适的虚拟化技术

优化资源管理和调优

  • 合理分配 CPU、内存、存储和网络等资源,避免资源过度分配或不足
  • 使用虚拟机模板、快照等功能提高资源利用效率
  • 调整虚拟机设置(如 CPU 亲和性、内存气球驱动等)以优化性能


优化资源管理和调优

加强安全控制与管理

  • 为虚拟机配置访问控制策略,限制未经授权的访问
  • 使用虚拟机模板确保统一的安全配置基线
  • 及时更新虚拟机操作系统和应用程序的安全补丁
加强安全控制与管理

实施监控和调试

  • 监控虚拟机的 CPU、内存、存储、网络等资源使用情况
  • 分析虚拟机日志,及时发现和解决性能和安全问题
  • 使用专用工具(如 vSphere Client 等)进行故障排查和调试
实施监控和调试

注册开启免费试用 热门云产品任你选

免费体验 40+ 款企业级云服务,一次性试用多款云产品,迅速找到适配您业务的解决方案

服务器虚拟化出现故障如何控制

服务器虚拟化技术通过在单个物理服务器上运行多个虚拟机来最大化硬件资源利用率。但是虚拟化环境中也可能出现故障,影响虚拟机的正常运行。

虚拟机快照

在虚拟机正常运行时,定期创建虚拟机快照并存储。快照可以捕获虚拟机在某个时间点的完整状态,包括操作系统、应用程序和数据。一旦出现故障,可以快速从最近的快照还原虚拟机,缩短恢复时间。


高可用性 (HA) 集群

在虚拟化平台上启用高可用性功能,将虚拟机置于 HA 集群中。如果承载虚拟机的主机发生故障,HA 功能会自动在集群中的其他主机上重新启动该虚拟机,实现故障转移和业务连续性。


实时迁移

利用虚拟机实时迁移技术,可以在不中断虚拟机运行的情况下,将其从故障主机迁移到其他健康主机上。这种无缝迁移可最大程度减少业务中断时间。


灾难恢复 (DR)

建立完善的 DR 方案,定期备份虚拟机数据并存储在异地。一旦发生严重故障,可以使用备份数据在新的虚拟化环境中重建虚拟机,恢复关键业务系统。


监控和分析

在虚拟化环境中部署监控和性能分析工具,持续跟踪虚拟机、主机和存储等资源的运行状况。及时发现异常情况并采取应对措施,可以最大限度降低故障风险和影响。

服务器虚拟化的挑战有哪些

性能下降

性能下降

与物理服务器相比,服务器虚拟化可能会导致性能下降,这取决于任何其他正在执行的虚拟机的工作负载。虚拟化通常会带来性能损失,包括运行虚拟机监控程序所需的资源,以及与在物理机器上本机运行相比,虚拟机的性能降低。
管理复杂性

管理复杂性

在非托管或自助托管的情况下,客户需要自行管理服务器实例。与托管解决方案相比,这可能需要客户具备更多的技术专长。
许可证问题

许可证问题

在多租户虚拟环境中,需要考虑专有软件许可证的几个挑战。许可证模型可能需要调整以有效适应虚拟化环境。
成本效益权衡

成本效益权衡

尽管存在上述挑战,但与使用多台物理服务器相比,服务器虚拟化可以降低设备和人工成本,减少能源消耗和环境影响,从而带来好处。

服务器虚拟化的未来发展趋势是什么

1

更广泛的应用和采用

服务器虚拟化技术将得到更广泛的应用和采用。数据显示,物理服务器上运行虚拟机管理程序 (Hypervisor) 来创建和管理"客户机"虚拟机的做法已经变得越来越普遍。这种做法能够提高服务器资源的利用率,将平均服务器利用率从 5-15% 提高到更高水平。

2

提高效率和降低成本

服务器虚拟化有助于降低设备和人工成本,减少能源消耗和环境影响。与物理机相比,虚拟机提供了更大的灵活性和远程控制能力,这对于内核开发和操作系统课程教学很有用。未来,服务器虚拟化将继续朝着提高效率和降低成本的方向发展。

3

更灵活可扩展的 IT 基础设施

随着虚拟化技术的不断进步,组织将能够进一步整合物理服务器基础设施,实现更大的成本节约和运营效益。此外,通过存储虚拟化来池化和管理存储资源,将变得越来越重要,因为组织正在寻求简化数据存储和管理。总的来说,服务器虚拟化的未来发展将着眼于为组织提供更加灵活、可扩展和经济高效的 IT 基础设施解决方案。

欢迎加入亚马逊云科技培训中心

从 0 到 1 轻松上手云服务,获取更多官方开发资源及培训教程

快速上手训练营

第一课:亚马逊云科技简介

本课程帮助您初步了解云平台与本地环境的差异,以及亚马逊云科技平台的基础设施和部分核心服务,包括亚马逊云科技平台上的弹性高可用架构,架构设计准则和本地架构迁移上云的基本知识。

亚马逊云科技技术讲师:李锦鸿

第二课:存储与数据库服务

您将在本课程中学习到亚马逊云科技上的三个存储服务分别是什么。我们也将在这个模块中为您介绍亚马逊云科技上的关系型数据库服务 Amazon Relational Database Service (RDS)。

亚马逊云科技资深技术讲师:周一川

第三课:安全、身份和访问管理

在这个模块,您将学习到保护您在亚马逊云科技上构建的应用的安全相关知识,责任共担模型以及身份和访问管理服务, Identity and Access Management (IAM) 。同时,通过讲师演示,您将学会如何授权给 EC2 实例,允许其访问 S3 上的资源。

亚马逊云科技技术讲师:马仲凯

了解更多入门学习计划 »

快速上手训练营

账单设置与查看

账单设置与查看

动手实操

快速上手云上无服务器化的 MySQL 数据库

本教程将引导您创建一个Aurora Serverless 数据库并且连接上它。

部署时间:10 分钟

启动一台基于 Graviton2 的 EC2 实例

本教程将为您讲解如何在云控制台上启动一台基于 Graviton2 的 EC2 实例。

部署时间:5 分钟

使用 Amazon Systems Manager 进行云资源统一跟踪和管理

在这个快速上手教程中,您将学会如何使用 Amazon Systems Manager 在 Amazon EC2 实例上远程运行命令。

部署时间:10 分钟

查看更多教程 »

动手实操

快速注册账号 享用免费套餐

跟随注册步骤详解,三分钟快速创建账号,领取免费权益

打开中国区账号注册页面

01 填写您 注册账号的邮箱,点击“继续”

02 查看您的 注册账号邮箱

注: 发件箱 no-reply@register.signin.amazonaws.com.cn

03 输入 邮箱中收到的验证码,点击“继续”

注: 该链接中的内容显示语言是与您的网页浏览器设置相一致的,您可以根据需要自行调整语言栏。

立即开始注册 »

image

填写用户名密码

01 请设置您的 账号用户名

02 为您的帐号 设置密码

03 重新 输入密码

立即开始注册 »

图片

填写账号联系人以及公司信息

01 填写公司联系人 姓名全称

02 填写公司联系人的 联系电话

03 填写 公司名称

注: 公司名称请务必与您所提供的营业执照公司名称保持一致

04 填写 公司办公地址

注: 省份/自治区/直辖市 - 城市 - 区 - 街道门牌号以及楼层信息 - 邮政编码

05 请选择 是否需要发票

注: *附件-申请发票流程 供您参考

06 点击查看 客户协议 勾选方框表示您已阅读,并同意客户协议的条款

立即开始注册 »

图片

企业信息验证

01 在此上传 企业注册执照

02 请填写网络安全负责人的 姓名

注: 该字段务必与您下方提供的身份证号匹配或与证件上的姓名保持一致

03 请填写网络安全负责人的 联系方式

注: 有效的电子邮件地址 - 有效的中国内地 手机号码 - 座机号码(如无座机,请填写正确有效的手机号码)

04 在此上传网络安全负责人的 身份证件

注: 当您选择证件类型为“身份证”时,您需要填写正确的身份证号码,选择其他证件类型时,您需要上传证件扫描稿

立即开始注册 »

图片

手机验证与支持计划

01 在此填写 手机号

02 请输入您收到的 4 位 验证码

03 请点击 继续

04 请根据需求 选择一个支持计划

立即开始注册 »

图片
限时钜惠

免费试用 Amazon EC2 T4g 实例

新老用户现可享受每月 750 小时的免费 t4g.small 实例使用时长,优惠期至 2025 年 12 月 31 日!