現在，許多IT創(chuàng)新都源于虛擬機（VM）以及軟硬件的分離，比如云計算，邊緣計算和微服務等領先技術概念都源于虛擬機，將操作系統(tǒng)和軟件實例與物理計算機分離。

什么是虛擬機？

從根本上講，VM是運行程序而無需綁定到物理機的軟件。在VM實例中，一臺或多臺客戶機可以在物理主機上運行。

每個VM都有自己的操作系統(tǒng)，并且與其他VM分開運行，即使它們位于同一物理主機上也是如此。VM通常在服務器上運行，但也可以在PC系統(tǒng)甚至嵌入式平臺上運行。多個VM可以共享來自物理主機的資源，包括CPU，網絡帶寬和內存。

虛擬機起源于1960年代早期的計算，當時大型機用戶的共享是將軟件與物理主機系統(tǒng)分離的一種方式。虛擬機在1970年代初被定義為“真實計算機的高效隔離副本”。

虛擬機在過去15年中獲得了發(fā)展，因為企業(yè)采用服務器虛擬化以更有效地利用其物理服務器的計算能力，從而減少了對物理服務器的需求，從而節(jié)省了數據中心的空間。由于具有不同操作系統(tǒng)要求的應用程序可以在單個物理主機上運行，因此不需要為每個服務器配備不同的服務器硬件。

通常，有兩種類型的VM：進程VM（將單個進程分開）和系統(tǒng)VM（將操作系統(tǒng)和應用程序與物理計算機完全分開）。進程VM的示例包括Java虛擬機，.NET Framework和Parrot虛擬機。

系統(tǒng)VM依賴虛擬機管理程序，作為使軟件可以訪問硬件資源的中介。知名的虛擬機管理程序包括VMware（ESX/ESXi），英特爾/Linux基金會（Xen），Oracle（用于SPARC的MV Server和用于x86的Oracle VM Server）和微軟（Hyper-V）。

PC系統(tǒng)也可以利用虛擬機。比如Mac用戶在其物理Mac上運行虛擬Windows 10實例。

虛擬機的優(yōu)勢

由于軟件與物理主機是分開的，因此用戶可以在單個硬件上運行多個實例，從而節(jié)省了公司時間，管理成本和物理空間。VM的另一個優(yōu)點是，VM可以支持舊版應用程序，從而減少或消除了將較舊的應用程序遷移到更新的，或不同操作系統(tǒng)的需求和成本。

此外，開發(fā)人員使用VM可以在安全的沙盒環(huán)境中測試應用程序。也可以幫助隔離可能感染給定VM實例的惡意軟件。由于VM內的軟件無法篡改主機，因此惡意軟件無法傳播導致盡可能多的損害。

虛擬機的缺點

虛擬機確實有一些缺點。在一臺物理主機上運行多個VM可能會導致性能不穩(wěn)定，尤其是在不滿足特定應用程序的基礎結構要求的情況下。與物理服務器相比，這也使它們在許多情況下效率較低。大多數IT運營都在物理系統(tǒng)和虛擬系統(tǒng)之間尋求平衡。

虛擬化的擴展

虛擬機在服務器虛擬化方面的成功導致將虛擬化應用于其他領域，包括存儲，網絡和桌面。

在網絡虛擬化中，企業(yè)探索網絡即服務選項和網絡功能虛擬化（NFV），這項功能使用商用服務器代替專用的網絡設備，來實現更靈活和可擴展的服務。

這與軟件定義的網絡有所不同，軟件定義的網絡將網絡控制平面與轉發(fā)平面分開，來實現對網絡資源的更多自動配置和基于策略的管理。第三種技術，虛擬網絡功能，是可以在NFV環(huán)境中運行的基于軟件的服務，包括路由，防火墻，負載均衡，WAN加速和加密等過程。

虛擬機和容器

VM的增長導致了容器等技術的進一步發(fā)展，使得VM更邁進了一步，并在Web應用程序開發(fā)人員中贏得了吸引力。在容器設置中，可以將單個應用程序及其依賴項虛擬化。與VM相比，容器的開銷要少得多，它僅包含二進制文件，庫和應用程序。

盡管有些人認為容器的開發(fā)可能會殺死虛擬機，但VM具有足夠的功能和優(yōu)勢，可以使技術不斷發(fā)展。例如，當一起運行多個應用程序或在較舊的操作系統(tǒng)上運行舊版應用程序時，VM仍然有用。

另外，有些人認為容器不如VM虛擬機管理程序安全，因為容器只有一個應用程序共享的OS，而VM可以隔離應用程序和OS。

所以，即使企業(yè)探索云架構和容器，VM軟件市場仍然是一項基礎技術。在IDC的《2019-2022年全球虛擬機軟件預測》提及，盡管虛擬機軟件市場已經高度成熟并且已經接近飽和，但在未來五年中將一直保持強勁的增長勢頭，并且將繼續(xù)保持正增長。

此外，虛擬機被看做5G和邊緣計算等新技術的一部分。例如，微軟，VMware和Citrix等虛擬桌面基礎結構（VDI）供應商進一步將VDI系統(tǒng)擴展到遠程桌面。
責編AJX