系統(tǒng)虛擬化是指在一臺物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上虛擬出一臺或多臺虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)( 簡稱虛擬機(jī)) 是指使用虛擬化技術(shù)運(yùn)行在一個(gè)隔離環(huán)境中的具有完整硬件功能的邏輯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。一臺虛擬機(jī)中可以安裝多個(gè)不同的操作系統(tǒng)，并且這些操作系統(tǒng)之間相互獨(dú)立虛擬機(jī)和物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以有不同的指令集架構(gòu)，這樣會使得虛擬機(jī)上的每一條指令都要在物理計(jì)算機(jī)上模擬執(zhí)行。顯而易見，會導(dǎo)致性能低下。所以，我們一般使虛擬機(jī)的指令集架構(gòu)與物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相同。這樣大部分指令都會在處理器上直接運(yùn)行，只有那些需要虛擬化的指令才會在虛擬機(jī)上運(yùn)行。

虛擬化技術(shù)的發(fā)展

1959年，計(jì)算機(jī)科學(xué)家Christopher Strachey發(fā)表了一篇名為《大型高速計(jì)算機(jī)中的時(shí)間共享》（Time Sharing in Large Fast Computers）的學(xué)術(shù)報(bào)告，他在文中***提出了虛擬化的基本概念，被認(rèn)為是虛擬化技術(shù)的***早論述。

上世紀(jì)六、七十年代，虛擬化進(jìn)入了萌芽發(fā)展?fàn)顟B(tài)。IBM發(fā)明操作系統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù)，允許用戶在一臺主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，讓用戶盡可能的充分利用和共享昂貴的大型機(jī)資源。同時(shí)，加州大學(xué)***亞哥分校的仿真處理器P-code機(jī)，使P-code程序具有高度可移植性，能夠運(yùn)行在任何具有P-code功能的虛擬機(jī)上。

上世紀(jì)七、八十年代，虛擬化技術(shù)進(jìn)入低谷期。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和個(gè)人電腦的普及，計(jì)算機(jī)硬件變得越來越便宜。當(dāng)初為共享昂貴硬件而設(shè)計(jì)的虛擬化技術(shù)已無人問津了，而只是在***服務(wù)器（如IBM小型機(jī)）中繼續(xù)存在。

在進(jìn)入上世紀(jì)九十年代末期以后，虛擬化技術(shù)迎來了復(fù)興。首先，由VMware基于二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的全虛擬化，到Denali和Xen的修改客戶端操作系統(tǒng)的半虛擬化，再到Intel和AMD的硬件虛擬化(Intel的VT-D技術(shù)以及AMD的SVM技術(shù))。至此至今，虛擬化技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)***發(fā)展時(shí)期，包括有服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等。

虛擬化的特點(diǎn)

Fidelity(保真性)：應(yīng)用系統(tǒng)程序在虛擬機(jī)上執(zhí)行，除了時(shí)間因素外（會比物理硬件上執(zhí)行慢一點(diǎn)），將表現(xiàn)為與在物理硬件上相同的執(zhí)行行為。

Performance(高性能)：在虛擬環(huán)境中應(yīng)用程序絕大多數(shù)指令在虛擬機(jī)管理器不受干預(yù)的情況下，直接在物理硬件上執(zhí)行。

Safety(安全性)：物理硬件由虛擬機(jī)管理器全權(quán)管理，被虛擬出來的執(zhí)行環(huán)境的程序（包括操作系統(tǒng)）不能直接訪問物理硬件。

虛擬化的優(yōu)勢

虛擬化的主要功能是對各種松散的資源進(jìn)行集中的監(jiān)控、管理、和維護(hù)。它具有以下優(yōu)勢：

?簡化IT操作，提高管理效率：在企業(yè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一對應(yīng)用程序進(jìn)行部署、維護(hù)、和升級，IT人員不再進(jìn)行密集型的人工操作。在軟件開發(fā)與測試方面，IT人員可即時(shí)虛擬出服務(wù)器、存儲、運(yùn)行環(huán)境，還可以更輕松地?cái)U(kuò)大測試范圍并提高軟件質(zhì)量。

?整合服務(wù)器，使服務(wù)器利用率***大化：虛擬化技術(shù)可使企業(yè)級的服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，從而有效控制了服務(wù)器數(shù)量的膨脹，大大提高了服務(wù)器利用率。另外，通過對未充分利用的服務(wù)器的整合，企業(yè)不再需要為新項(xiàng)目另外購置硬件，因此，減少了資金投入，降低了供電、制冷和場地方面的運(yùn)營成本。

?安全集中的數(shù)據(jù)中心管理：虛擬化技術(shù)為集中監(jiān)控、管理提供了支持。服務(wù)器、應(yīng)用程序、和各種敏感數(shù)據(jù)都將存放在數(shù)據(jù)中心。企業(yè)不再因員工丟失筆記本或受到黑客攻擊而擔(dān)心數(shù)據(jù)的流失。

?允許舊版系統(tǒng)與新環(huán)境共存：虛擬化技術(shù)還可在高版本的硬件上虛擬出舊版應(yīng)用程序所需的運(yùn)行環(huán)境，有助于延長舊版軟件的生命周期，增加了其使用價(jià)值，避免了高額的移植成本。

?提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)連續(xù)性：由于所有的應(yīng)用都在服務(wù)器上運(yùn)行，不再依賴用戶的PC機(jī)，PC機(jī)的故障不會影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對于用戶而言，一旦桌面PC故障，只需要換一臺正常工作的PC，所有應(yīng)用又可以正常進(jìn)行了。

系統(tǒng)虛擬化軟件

Citrix XenServer

Citrix XenServerTM作為一種開放的、功能強(qiáng)大的服務(wù)器虛擬化解決方案，可將靜態(tài)的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)中心環(huán)境轉(zhuǎn)變成更為動態(tài)的、更易于管理的交付中心，從而大大降低數(shù)據(jù)中心成本。XenServer是市場上***一款免費(fèi)的、經(jīng)云驗(yàn)證的企業(yè)級虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遷移和集中管理多節(jié)點(diǎn)等重要功能。

Windows Server 2008 Hyper-V

Hyper-V采用微內(nèi)核的架構(gòu)，兼顧了安全性和性能的要求。Hyper-V底層的Hypervisor運(yùn)行在***高的特權(quán)級別下，微軟將其稱為ring -1（而Intel則將其稱為root mode），而虛擬機(jī)的OS內(nèi)核和驅(qū)動運(yùn)行在ring 0，應(yīng)用程序運(yùn)行在ring 3下，這種架構(gòu)就不需要采用復(fù)雜的BT（二進(jìn)制特權(quán)指令翻譯）技術(shù)，可以進(jìn)一步提高安全性。

和信VEMS

和信虛擬終端管理系統(tǒng)部署簡單，支持各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，兼容原有終端工作站，可針對不同的工作部門、工種類型、工作需要指定專用的虛擬操作系統(tǒng)。在驅(qū)動層***實(shí)現(xiàn)對ARP病毒、流量異常、USB等外設(shè)接口的控制，采用***新的惡意網(wǎng)站動態(tài)防護(hù)技術(shù)，無需對客戶端升級即可避免惡意網(wǎng)站的侵害。支持域環(huán)境，終端可直接登錄到指定的域中，根據(jù)用戶的需要，將個(gè)人數(shù)據(jù)加密存儲在服務(wù)器上，可以在任意終端上隨時(shí)調(diào)用。

VMware ESX Server

VMware ESXServer 為適用于任何系統(tǒng)環(huán)境的企業(yè)級的虛擬計(jì)算機(jī)軟件。大型機(jī)級別的架構(gòu)提供了***的性能和操作控制。它能提供完全動態(tài)的資源可測量控制，適合各種要求嚴(yán)格的應(yīng)用程序的需要，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器部署整合，為企業(yè)未來成長所需擴(kuò)展空間。