云计算中的虚拟化

2025年2月12日 | 阅读 6 分钟

虚拟化是“创建某物的虚拟(而非实际)版本,例如服务器、桌面、存储设备、操作系统或网络资源”。

换句话说,虚拟化是一种技术,它允许在多个客户和组织之间共享资源的单个物理实例或应用程序。它通过为物理存储分配逻辑名称并在需要时提供指向该物理资源的指针来实现。

虚拟化背后的概念是什么?

在现有操作系统和硬件之上创建虚拟机被称为硬件虚拟化。虚拟机提供了一个在逻辑上与底层硬件分离的环境。

用于创建虚拟机的机器称为宿主机,而该虚拟机称为客户机

虚拟化的类型

  1. 硬件虚拟化。
  2. 操作系统虚拟化。
  3. 服务器虚拟化。
  4. 存储虚拟化。

1) 硬件虚拟化

当虚拟机软件或虚拟机管理器(VMM)直接安装在硬件系统上时,称为硬件虚拟化。

管理程序的主要工作是控制和监控处理器、内存和其他硬件资源。

硬件系统虚拟化后,我们可以在其上安装不同的操作系统,并在这些操作系统上运行不同的应用程序。

用途

硬件虚拟化主要用于服务器平台,因为控制虚拟机比控制物理服务器容易得多。

2) 操作系统虚拟化

当虚拟机软件或虚拟机管理器(VMM)安装在宿主操作系统上而不是直接安装在硬件系统上时,称为操作系统虚拟化。

用途

操作系统虚拟化主要用于在不同操作平台下测试应用程序。

3) 服务器虚拟化

当虚拟机软件或虚拟机管理器(VMM)直接安装在服务器系统上时,称为服务器虚拟化。

用途

进行服务器虚拟化是因为单个物理服务器可以根据需求划分为多个服务器,并用于负载均衡。

4) 存储虚拟化

存储虚拟化是将来自多个网络存储设备的物理存储分组,使其看起来像一个单一存储设备的过程

存储虚拟化也通过使用软件应用程序来实现。

用途

存储虚拟化主要用于备份和恢复目的。

虚拟化如何在云计算中工作?

虚拟化在云计算技术中扮演着非常重要的角色,通常在云计算中,用户共享云中存在的数据(如应用程序等),但实际上,借助虚拟化,用户共享的是基础设施。

虚拟化技术的主要用途是向其云用户提供标准版本的应用程序,假设该应用程序的下一个版本发布,则云提供商必须向其云用户提供最新版本,这在实践中是可能的,因为它更昂贵。

为了克服这个问题,我们主要使用虚拟化技术。通过使用虚拟化,其他云提供商所需的所有服务器和软件应用程序都由第三方维护,云提供商需要每月或每年支付费用。

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结论

虚拟化主要是指在一台机器上运行多个操作系统,但共享所有硬件资源。它帮助我们提供IT资源池,以便我们可以共享这些IT资源以获得业务利益。

云计算中虚拟化的多选题

1. 在云环境下虚拟机实时迁移的性能中,以下哪一项是一个挑战?

  1. 网络延迟
  2. 存储性能
  3. CPU 利用率
  4. 内存分配

答案: A

解释: 实时迁移是指将正在运行的虚拟机从一台物理机迁移到另一台物理机的过程。其中一个问题是网络延迟,因为它在很大程度上决定了数据传输速度。由于高延迟,数据在迁移过程中可能会丢失。


2. 在云环境中,准虚拟化使用的根本原因是什么?

  1. 增强安全性
  2. 比完全虚拟化更好的性能
  3. 资源隔离因此而提高。
  4. 适用于旧版本的操作系统

答案: B

解释: 准虚拟化意味着在客户操作系统中更改代码,使其可以与管理程序协同工作而无需模拟。这导致比完全虚拟化更高的性能,完全虚拟化模仿硬件平台的完全抽象。


3. 在上述所有虚拟化技术中,哪种更适合在单个物理服务器上托管多个操作系统,因为开销较低?

  1. 完全虚拟化
  2. 准虚拟化
  3. 容器化
  4. 硬件辅助虚拟化

答案:C

解释: 容器化提供了最简单的虚拟化方式,因为它使用与宿主机相同的操作系统内核。这导致与完全虚拟化或准虚拟化技术相比开销非常低。目前的工作使用小的代码块从物理层到虚拟层的陷阱,并使用 UnaS 有效处理。容器用于在一个宿主机中独立执行许多应用程序。


4. 在以下选项中,哪一项是与虚拟化规模相关的典型问题之一?

  1. 虚拟机膨胀
  2. 网络拥塞
  3. 存储容量
  4. 声明的所有选项。

答案: D

解释: 虚拟环境管理的一些问题包括虚拟机过载、网络过载以及存储设备占用的空间量。因此,适当的管理方法对于避免性能下降和资源枯竭至关重要。


5. 最后,解释一下管理程序在云环境中的作用。

  1. 控制所有形式的物质资源。
  2. 构建和控制虚拟机
  3. 提供网络解决方案
  4. 声明的所有选项。

答案: B

解释: 它将 CPU、内存和存储等资源分配给这些虚拟机,允许在单个物理机上独立运行多个操作系统和应用程序。


6. 以下哪一项不被认为是虚拟化堆栈?

  1. Hypervisor
  2. 用于完全虚拟化的 VMM 是虚拟机监视器。
  3. 操作系统
  4. 物理硬件

答案:C

解释: 操作系统对于虚拟机至关重要,真正的虚拟化层就存在于此空间。虚拟化堆栈的内容主要是管理程序(或 VMM)和底层物理宿主机。


7. 本测验询问 Type 1 和 Type 2 管理程序之间的主要区别。

  1. MDM 比台式机/笔记本电脑更容易安装和管理。
  2. 更好的性能
  3. 成本较低
  4. 能够运行更多老式应用程序

答案: B

解释: 它们分为 Type 1 和 Type 2 管理程序,其中 Type 1 管理程序在裸硬件上运行,与在宿主操作系统上叠加的 Type 2 管理程序相比,它们具有更好的性能和资源利用率。


8. 以下哪种虚拟化技术用于桌面虚拟化以提供 VDI 即服务?

  1. 服务器虚拟化
  2. 应用程序虚拟化
  3. 桌面虚拟化
  4. 存储虚拟化

答案:C

解释: 桌面虚拟化是应用程序虚拟化的一个子类别,它特别专注于通过任何网络连接设备访问用户的桌面环境。


9. 将正在运行的虚拟机从一个物理宿主机实时迁移到另一个物理宿主机,这术语是什么?

  1. 虚拟机的克隆
  2. 实时迁移
  3. 冷迁移
  4. 存储迁移

答案: B

解释: 实时迁移是指在保持虚拟机可用并提供服务的同时,将其正在运行的状态迁移到另一个宿主机。


10. 以下哪项在云爆发中通常是一个问题?

  1. 物理通信容量不足
  2. 不兼容的软件主流
  3. 云存储服务昂贵
  4. 存储是有限的设施

答案: A

解释: 旁遮普大学的 R. K. Bansal 博士将云爆发定义为应用程序在高峰需求时段迁移到云端的能力。网络拥塞是另一个本地问题,会降低本地和云替代方案之间有效交换数据的能力。


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