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虚拟化是什么?

责任编辑:cdeng 作者:ByCraig Mathias 译者:shania |来源:企业网D1Net  2017-12-04 10:24:48 原创文章 企业网D1Net

在过去的六十年里,信息技术并没有取得比虚拟化更大的可量化收益。许多IT专业人员都认为虚拟机(VM)机器相关的虚拟机管理程序和操作系统等方面实现虚拟化,但这只是表面上的细节。越来越广泛的虚拟化技术,能力,战略和可能性正在重新定义它的主要元素。

虚拟化定义

在更加广泛的研究背景下,我们将虚拟化定义为将一个对象或资源的功能模拟或在与之相应的物理实现对象相同的软件中进行模拟或模拟的艺术和科学。换句话说,我们使用抽象来使软件外观和行为像硬件一样,在灵活性、成本、可伸缩性、可靠性、整体性能以及广泛的应用程序中都具备相应的优势。那么,这时的虚拟化就是“真实的”,而不是将基于软件的能力和服务的灵活性和便利性作为硬件实现的透明替代品。

虚拟机

虚拟机的起源可以追溯到上世纪60年代的一小部分主机,最著名的是IBM 360/67,在上世纪70年代成为大型机世界的重要基础。随着1985年英特尔386的推出,虚拟机占据了个人电脑核心的微处理器市场。当代虚拟机借助于两个虚拟机管理程序和操作系统级应用为微处理器提供必要的硬件支持,对于实现各地计算的生产力最重要的环节是捕捉机器周期,否则,将丧失高效3-plus GHz的处理器。

虚拟机还提供额外的安全性、完整性和便利,而且计算开销很小。此外,我们还可以扩展VMs的概念(和实现),以包括Java虚拟机这样的解释器的模拟器,甚至是完整的模拟器。这时候,在MacOS环境下运行Windows,就变得轻而易举了,而在现代Windows电脑上运行Commondore 64代码,也毫无问题。

这里最重要的是,在虚拟机中运行的软件并不知道这个事实——即使是专门设计用来运行裸机的来宾操作系统也认为它的“硬件”平台正是如此。这里是虚拟化本身最重要的元素:“黑盒”方法的一个化身,以实现依赖于API和协议支持的隔离的信息系统。这与著名的机器智能图灵测试应用程序一致,首先实现任何形式的基础设施的原因——都不知道他们在哪里运行,而且他们不需要提高灵活性,降低成本,并且能够在交易中最大限度的提高IT投资回报率。

事实上,我们可以将虚拟化的根源追溯到分时时代,它开始出现在20世纪60年代末。虽然大型机当然不能移动,但拨号和租用电话线的快速提高和可得性以及先进的调制解调器技术,使得主机的虚拟存在成为了一个(通常是亚字母数字)终端的形式。虚拟机,事实上:这领导的计算模型,通过微处理器技术的进步和经济——1980年代个人电脑的,直接与当代计算除了拨号通讯,最终演变成局域网并最终进入今天的透明,连续访问互联网。

虚拟内存

在20世纪60年代也迅速发展的是虚拟内存的概念,可以说与虚拟机一样重要。大型机时代的特点是磁性存储器价格非常昂贵,直到20世纪70年代,超过一兆字节内存的大型机也很罕见。与虚拟机一样,虚拟内存的启用是为了使部分存储(通常称为段或页)能够被写出到辅助存储器以及用于存储器地址的机器硬件和指令集的相对小的添加在这些块内被动态翻译,因为他们是从磁盘中回送的。例如,IBM 360/67上的一个真实兆字节的核心内存可以支持在机器架构中启用全部24位地址空间(16MB),并且适当的实现,每个虚拟机都可以拥有自己的完全的虚拟内存。作为这些创新的结果,在今天的工作中仍然很困难,即使同时又多个操作系统和超出实际容量的大内存需求,也可以在用户之间共享用于运行单个程序和操作系统的硬件。与虚拟机一样,它的好处很多:用户和应用程序的隔离,增加的安全性和完整性以及改进的可靠性等。

虚拟桌面

在虚拟机和虚拟内存之后,以及低成本微处理器和PC中这些功能的可用性之后,下一个进展是桌面的虚拟化,因此可以使用单用户和协作的应用程序。再一次,我们必须回到上面介绍的分时模型,但是在这种情况下,我们模拟的是服务器上PC的桌面,实际上通过网络连接将图形和其他用户界面元素远程控制到合适的软件客户端到廉价且易于管理和安全的精简客户端设备。目前,每个主要的操作系统都以某种形式支持这种功能,还有一系列附加的硬件和软件产品,包括VDI,X Windows系统和非常流行的(和免费的)VNC。

虚拟存储

今天快速扩展的下一个主要进展是是处理器,存储和应用程序的虚拟化,这将提供当前所需的所有功能,轻松添加和扩展工具库,基本上不需要耗费IT人员精力。节省物理空间以及资金消耗和维护以及由于停机造成的停机时间、故障排除性能问题和中断的劳动费用,以及许多可以为云中的基于服务的解决方案买单的额外成本。例如,存储虚拟化在这些方面提供了大量的机会。虽然磁盘驱动器可以虚拟化为RAM磁盘,虚拟驱动器映射到基于网络的存储器,甚至可以集成为单一存储层次结构,类似于40年前的IBM System/ 38。但我们相信,云计算的实现不仅仅是备份,主要的存储将变得更加普及,因为的有线和无线网络提供了1 Gbps的性能底线,而这在以太网中, 802.11 ac WI-FI已经是非常常见的功能,并且是即将到来的5G部署的一个基本定义。

虚拟网络

而对于网络来说,即使这些网络正在被越来越多的虚拟化,网络即服务(NaaS)在许多情况下是一个可行的,甚至是理想的选择。随着网络功能虚拟化(NFV)的持续采用,这种趋势将会加速,这至少对运营商和运营商来说是最重要的,尤其是在手机领域。值得注意的是,网络虚拟化为运营商提供了一个真正的机会来扩展他们的服务范围,增加容量,并增加他们的价值,甚至是组织客户的粘性。在接下来的几年里,越来越多的终端用户组织将会在他们自己的网络中使用NFV,甚至在混合的运营商/组织网络中(同样,注意到粘性因素)。与此同时,VLANs(802.1 q)和虚拟专用网(VPN)为现代虚拟化的许多应用和好处添加了自己的广泛的优势。

虚拟化的成本节约

即使拥有大量功能强大的、有能力的虚拟化技术,最终还是需要通过广泛的功能虚拟化来完成交易。快速发展的基于云的服务业务模式的竞争性意味着,随着时间的推移,由客户组织发生的传统的劳动密集型运营支出可能会下降,因为服务提供商利用自己的经验曲线,开发新的多客户经济体只是因为市场竞争而给终端用户组织提供更低的价格。

通过在完全冗余或热备用基础上使用多个云服务供应商来提高可靠性和弹性消除了单点故障的可能性也很容易。我们看到IT预算的资本支出元素越来越多地演变为运营费用,这一次花费在服务提供商上,而不是更多的设备、设施和当地员工上。再次感谢今天微处理器的力量,系统和解决方案架构的进步,和在LANs和WANs(包括无线)的性能上的显著提高,现在几乎所有IT部门都可以实现虚拟化,甚至实现为按需扩展的基于云的服务。

虽然它经常被描述为这样,但虚拟化本身并不是一个范式转换。在任何形式的虚拟化中,虚拟化所做的是,使IT活动能够跨越更加广泛的需求和机会,正如我们在这里讨论的那样——能够更灵活、高效、方便地执行。基于将大部分内容虚拟化到基于云的服务的策略,虚拟化被认为是当今最好替代运营的模式,它具备经济优势,且无需传统实施。

这种IT组织的虚拟化实际上得到了保证,这要归功于IT运营模式的根本性的经济反转,其根源可以追溯到商业计算的开始。在早期的计算中,我们的兴趣集中在昂贵的和经常被超额订购的硬件元素上,比如大型机,其内在的成本促使最初的对虚拟化的攻击被提到上面。随着硬件变得更便宜、更强大、更有成本效益和准标准化,重点转移到在从pc到浏览器等基本标准化和虚拟化环境中运行的应用程序上。

进化的最终结果就是我们今天到达的地方。虽然计算机和计算曾经都是信息技术的核心,但我们已经转移到对信息的关注,并使这些信息随时随地都可用。这种“信息中心”是推动移动和无线时代本身演进的道德标准和整体动力 - 无论何时何地,只要需要,最终用户就能获得信息。

因此,如何更有效地利用一个缓慢而昂贵的大型机,已经演变成现在正在成为定义IT自身未来的主导战略。IT方面的创新并没有比虚拟化产生更大的影响,而随着云计算虚拟化基础架构的转移,我们才刚刚起步。

关键字:虚拟化

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责任编辑:cdeng 作者:ByCraig Mathias 译者:shania |来源:企业网D1Net  2017-12-04 10:24:48 原创文章 企业网D1Net

在过去的六十年里,信息技术并没有取得比虚拟化更大的可量化收益。许多IT专业人员都认为虚拟机(VM)机器相关的虚拟机管理程序和操作系统等方面实现虚拟化,但这只是表面上的细节。越来越广泛的虚拟化技术,能力,战略和可能性正在重新定义它的主要元素。

虚拟化定义

在更加广泛的研究背景下,我们将虚拟化定义为将一个对象或资源的功能模拟或在与之相应的物理实现对象相同的软件中进行模拟或模拟的艺术和科学。换句话说,我们使用抽象来使软件外观和行为像硬件一样,在灵活性、成本、可伸缩性、可靠性、整体性能以及广泛的应用程序中都具备相应的优势。那么,这时的虚拟化就是“真实的”,而不是将基于软件的能力和服务的灵活性和便利性作为硬件实现的透明替代品。

虚拟机

虚拟机的起源可以追溯到上世纪60年代的一小部分主机,最著名的是IBM 360/67,在上世纪70年代成为大型机世界的重要基础。随着1985年英特尔386的推出,虚拟机占据了个人电脑核心的微处理器市场。当代虚拟机借助于两个虚拟机管理程序和操作系统级应用为微处理器提供必要的硬件支持,对于实现各地计算的生产力最重要的环节是捕捉机器周期,否则,将丧失高效3-plus GHz的处理器。

虚拟机还提供额外的安全性、完整性和便利,而且计算开销很小。此外,我们还可以扩展VMs的概念(和实现),以包括Java虚拟机这样的解释器的模拟器,甚至是完整的模拟器。这时候,在MacOS环境下运行Windows,就变得轻而易举了,而在现代Windows电脑上运行Commondore 64代码,也毫无问题。

这里最重要的是,在虚拟机中运行的软件并不知道这个事实——即使是专门设计用来运行裸机的来宾操作系统也认为它的“硬件”平台正是如此。这里是虚拟化本身最重要的元素:“黑盒”方法的一个化身,以实现依赖于API和协议支持的隔离的信息系统。这与著名的机器智能图灵测试应用程序一致,首先实现任何形式的基础设施的原因——都不知道他们在哪里运行,而且他们不需要提高灵活性,降低成本,并且能够在交易中最大限度的提高IT投资回报率。

事实上,我们可以将虚拟化的根源追溯到分时时代,它开始出现在20世纪60年代末。虽然大型机当然不能移动,但拨号和租用电话线的快速提高和可得性以及先进的调制解调器技术,使得主机的虚拟存在成为了一个(通常是亚字母数字)终端的形式。虚拟机,事实上:这领导的计算模型,通过微处理器技术的进步和经济——1980年代个人电脑的,直接与当代计算除了拨号通讯,最终演变成局域网并最终进入今天的透明,连续访问互联网。

虚拟内存

在20世纪60年代也迅速发展的是虚拟内存的概念,可以说与虚拟机一样重要。大型机时代的特点是磁性存储器价格非常昂贵,直到20世纪70年代,超过一兆字节内存的大型机也很罕见。与虚拟机一样,虚拟内存的启用是为了使部分存储(通常称为段或页)能够被写出到辅助存储器以及用于存储器地址的机器硬件和指令集的相对小的添加在这些块内被动态翻译,因为他们是从磁盘中回送的。例如,IBM 360/67上的一个真实兆字节的核心内存可以支持在机器架构中启用全部24位地址空间(16MB),并且适当的实现,每个虚拟机都可以拥有自己的完全的虚拟内存。作为这些创新的结果,在今天的工作中仍然很困难,即使同时又多个操作系统和超出实际容量的大内存需求,也可以在用户之间共享用于运行单个程序和操作系统的硬件。与虚拟机一样,它的好处很多:用户和应用程序的隔离,增加的安全性和完整性以及改进的可靠性等。

虚拟桌面

在虚拟机和虚拟内存之后,以及低成本微处理器和PC中这些功能的可用性之后,下一个进展是桌面的虚拟化,因此可以使用单用户和协作的应用程序。再一次,我们必须回到上面介绍的分时模型,但是在这种情况下,我们模拟的是服务器上PC的桌面,实际上通过网络连接将图形和其他用户界面元素远程控制到合适的软件客户端到廉价且易于管理和安全的精简客户端设备。目前,每个主要的操作系统都以某种形式支持这种功能,还有一系列附加的硬件和软件产品,包括VDI,X Windows系统和非常流行的(和免费的)VNC。

虚拟存储

今天快速扩展的下一个主要进展是是处理器,存储和应用程序的虚拟化,这将提供当前所需的所有功能,轻松添加和扩展工具库,基本上不需要耗费IT人员精力。节省物理空间以及资金消耗和维护以及由于停机造成的停机时间、故障排除性能问题和中断的劳动费用,以及许多可以为云中的基于服务的解决方案买单的额外成本。例如,存储虚拟化在这些方面提供了大量的机会。虽然磁盘驱动器可以虚拟化为RAM磁盘,虚拟驱动器映射到基于网络的存储器,甚至可以集成为单一存储层次结构,类似于40年前的IBM System/ 38。但我们相信,云计算的实现不仅仅是备份,主要的存储将变得更加普及,因为的有线和无线网络提供了1 Gbps的性能底线,而这在以太网中, 802.11 ac WI-FI已经是非常常见的功能,并且是即将到来的5G部署的一个基本定义。

虚拟网络

而对于网络来说,即使这些网络正在被越来越多的虚拟化,网络即服务(NaaS)在许多情况下是一个可行的,甚至是理想的选择。随着网络功能虚拟化(NFV)的持续采用,这种趋势将会加速,这至少对运营商和运营商来说是最重要的,尤其是在手机领域。值得注意的是,网络虚拟化为运营商提供了一个真正的机会来扩展他们的服务范围,增加容量,并增加他们的价值,甚至是组织客户的粘性。在接下来的几年里,越来越多的终端用户组织将会在他们自己的网络中使用NFV,甚至在混合的运营商/组织网络中(同样,注意到粘性因素)。与此同时,VLANs(802.1 q)和虚拟专用网(VPN)为现代虚拟化的许多应用和好处添加了自己的广泛的优势。

虚拟化的成本节约

即使拥有大量功能强大的、有能力的虚拟化技术,最终还是需要通过广泛的功能虚拟化来完成交易。快速发展的基于云的服务业务模式的竞争性意味着,随着时间的推移,由客户组织发生的传统的劳动密集型运营支出可能会下降,因为服务提供商利用自己的经验曲线,开发新的多客户经济体只是因为市场竞争而给终端用户组织提供更低的价格。

通过在完全冗余或热备用基础上使用多个云服务供应商来提高可靠性和弹性消除了单点故障的可能性也很容易。我们看到IT预算的资本支出元素越来越多地演变为运营费用,这一次花费在服务提供商上,而不是更多的设备、设施和当地员工上。再次感谢今天微处理器的力量,系统和解决方案架构的进步,和在LANs和WANs(包括无线)的性能上的显著提高,现在几乎所有IT部门都可以实现虚拟化,甚至实现为按需扩展的基于云的服务。

虽然它经常被描述为这样,但虚拟化本身并不是一个范式转换。在任何形式的虚拟化中,虚拟化所做的是,使IT活动能够跨越更加广泛的需求和机会,正如我们在这里讨论的那样——能够更灵活、高效、方便地执行。基于将大部分内容虚拟化到基于云的服务的策略,虚拟化被认为是当今最好替代运营的模式,它具备经济优势,且无需传统实施。

这种IT组织的虚拟化实际上得到了保证,这要归功于IT运营模式的根本性的经济反转,其根源可以追溯到商业计算的开始。在早期的计算中,我们的兴趣集中在昂贵的和经常被超额订购的硬件元素上,比如大型机,其内在的成本促使最初的对虚拟化的攻击被提到上面。随着硬件变得更便宜、更强大、更有成本效益和准标准化,重点转移到在从pc到浏览器等基本标准化和虚拟化环境中运行的应用程序上。

进化的最终结果就是我们今天到达的地方。虽然计算机和计算曾经都是信息技术的核心,但我们已经转移到对信息的关注,并使这些信息随时随地都可用。这种“信息中心”是推动移动和无线时代本身演进的道德标准和整体动力 - 无论何时何地,只要需要,最终用户就能获得信息。

因此,如何更有效地利用一个缓慢而昂贵的大型机,已经演变成现在正在成为定义IT自身未来的主导战略。IT方面的创新并没有比虚拟化产生更大的影响,而随着云计算虚拟化基础架构的转移,我们才刚刚起步。

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