1.1 虚拟化概念和应用

虚拟化是一个广义的术语，这里的重点是IT领域的虚拟化，目的是快速部署IT系统，提升性能和可用性，实现运维自动化，同时降低拥有成本和运维成本。

1.1.1 什么是虚拟化

虚与实是相对的，虚拟化是指计算元件在虚拟的而不是真实的基础上运行，用“虚”的软件来替代或模拟“实”的服务器、CPU、网络等硬件产品。虚拟化也是为一些组件创建基于软件的或虚拟（而不是物理）的表现形式的过程。

虚拟化将物理资源转变为具有可管理性的逻辑资源，以消除物理结构之间的隔离，将物理资源融为一个整体。虚拟化可以有效简化基础设施的管理，增加IT资源的利用率和能力，比如服务器、网络或存储。

虚拟化是一种简化管理和优化资源的解决方案。虚拟化将原本在真实环境中运行的计算机系统或组件转移到虚拟环境中运行，使其不受资源实现、地理位置、物理装配等的限制。按逻辑方式管理资源，便于实现资源的自动化调配，方便各种虚拟化系统有效地共享硬件和软件资源。

虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件系统的计算机，从理论上讲完全等同于实体的物理计算机，可以安装运行自己的操作系统和应用程序。虚拟机完全由软件组成，本身不含任何硬件组件。服务器的虚拟化是指将服务器的物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成若干台相互隔离的虚拟服务器。

虚拟化的所有资源都透明地运行在各种各样的物理平台上。操作系统、应用程序和网络中的其他计算机无法分辨虚拟机与物理计算机。虚拟化通过逻辑资源对用户隐藏不必要的细节，用户使用虚拟化系统不用关心物理设备的配置和部署。例如，在一台计算机上运行多台虚拟出来的虚拟机，每台虚拟机都有各自的CPU、内存和磁盘等系统资源，用户感觉不到这是由一台计算机实现的。

虚拟化可以在虚拟环境中实现真实环境中的全部或部分功能。通过对硬件和软件的划分和整合，虚拟化技术可以完全或部分模拟物理系统，将资源整合或划分成一个或多个运行环境。

1.1.2 虚拟化的优势

虚拟化具有物理系统所没有的独特优势，具体表现在以下几个方面。

● 提高利用效率。将一台物理机的资源分配给多台虚拟机，有效利用闲置资源。通过将基础架构进行资源池化，打破一个应用一台物理机的藩篱，大幅提升资源利用率。

● 便于隔离应用。为隔离应用，数据中心经常使用一台服务器一个应用的模式。而通过服务器虚拟化提供的应用隔离功能，只需要很少几台物理服务器就可以建立足够多的虚拟服务器来解决这个问题。

● 节约总体成本。使用虚拟化技术将物理机变成虚拟机，减少物理机的数量，大大削减了采购计算机的数量，同时相应的使用的空间和能耗都变小了，从而降低IT总成本。

● 灵活性和适应性。通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力，支持异构操作系统的整合，支持老旧应用的持续运行，减少迁移成本。

● 高可用性。大多数服务器虚拟化平台都能够提供一系列物理服务器无法提供的高级功能，比如实时迁移、存储迁移、容错、高可用性，还有分布式资源管理，用来保持业务延续和增加正常运行时间，最大限度地减少或避免停机。

● 灾难恢复能力。硬件抽象功能使得对硬件的需求不再锁定在某一厂商，在灾难恢复时就不需要寻找同样的硬件配置环境；物理服务器数量减少，在灾难恢复时需要的工作会少得多；多数企业级的服务器虚拟化平台会提供发生灾难时帮助自动恢复的软件。

● 提高管理效率。基于虚拟化平台的高效管理工具，一个管理员可以轻松管理大量服务器的系统运行环境。管理员可以实现整个系统的单点控制，一次性完成系统的安装、配置、调度、扩容和升级工作，剩下的日常监控管理和维护还可以依赖自动化运维工具。

● 简化数据中心管理，构建软件定义数据中心。

1.1.3 虚拟化的应用

虚拟化一方面用于计算领域，包括虚拟化数据中心、分布式计算、服务器整合、高性能应用、定制化服务、私有云部署、云托管提供商等。另一方面的应用主要是测试、实验和教学培训，例如软件测试和软件培训。