虚拟化：我们如何看历史和现状

作者：北极熊 2018-01-23 09:20:34
云计算
虚拟化 虚拟内存的概念在二十世纪六十年代也得到了迅速的发展，并不逊色于虚拟机的概念。大型机时代的特点是磁芯内存成本非常高，一个内存超过一兆字节的大型机通常在20世纪70年代才是一个罕见的现象。

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这封致敬虚拟化的书信探讨了从20世纪60年代到今天的历史，考察了一些当前流行的IT趋势，并考虑了虚拟化造成的影响。

虚拟化的重要性和应用远不止于虚拟机。

信息技术在过去60年的发展没有像虚拟化那么有价值。许多IT专业人士都认为虚拟化是虚拟机（VM）和相关的虚拟机管理程序和操作系统方面的虚拟化，但这只是冰山一角。日益广泛的技术，战略和虚拟化能力重新定义了全球各个组织的IT关键要素。

虚拟化的定义

考虑到广义上的虚拟化的定义，我们可以说，这是如何将一个在软件中模拟或仿真的对象或资源转换成一个功能相同的物理实现对象的科学。

换句话说，我们使用抽象来使软件看起来像硬件一样，在灵活性，成本，可伸缩性，整体性能，性能和广泛的应用方面具有显着的优势。因此，虚拟化通过使用软件功能的灵活性，便利性和服务来取代软件中的类似实现，从而真正实现了真正的功能。

虚拟机（VM）

虚拟机时代的历史可以追溯到20世纪60年代的少数主机，主要来自IBM 360/67，后来在20世纪70年代在大型机世界变得常见。随着1985年英特尔386的问世，虚拟机在微处理器中占据了自己的位置，微处理器是个人电脑的核心。嵌入微处理器的虚拟机的现代功能，在虚拟机管理程序的帮助下以及在操作系统级别上的实现都具有必要的硬件支持，这对于计算性能是重要的，这对于捕获机器周期是非常重要的。

虚拟机还提供额外的安全性，完整性和便利性，因为它们不需要大的计算成本。此外，还可以通过为解释器（例如Java虚拟机）添加仿真器功能，甚至完全仿真器的功能来扩展虚拟机的功能。

在MacOS下运行Windows？容易。在你的现代PC与Windows使用Code Commodore 64？没问题。

最主要的是运行在虚拟机上的软件不知道这个事实。即使是最初设计用于裸机的客户操作系统，也认为这是它的“硬件”平台。这是虚拟化本身最重要的元素：基于API和协议提供的隔离实施信息系统。

事实上，我们可以把虚拟化的根源追溯到分时制的时代，这个时代也开始出现在20世纪60年代末期。当时，大型机当然不是便携式的，所以拨号和租用电话线路的质量和可用性迅速提高，以及改进的调制解调器技术使主机作为终端（通常是字母数字）虚拟存在。事实上，虚拟机器：由于技术的进步和微处理器的经济性，这种计算过程的模型直接导致个人计算机在20世纪80年代的创造，除了通过电话线传输的数据之外，本地网络，最终代表了连续访问互联网的可能性。

虚拟内存

虚拟内存的概念在二十世纪六十年代也得到了迅速的发展，并不逊色于虚拟机的概念。大型机时代的特点是磁芯内存成本非常高，一个内存超过一兆字节的大型机通常在20世纪70年代才是一个罕见的现象。与虚拟机一样，虚拟内存通过对硬件和指令集的相对较小的增加而被激活，以包括通常被称为段和/或页的存储器的部分，用于写入到辅助存储器，并且用于在这些块中动态地因为它们是从磁盘上卸载的。

例如，IBM 360/67上的一个真实兆字节的RAM可以支持计算机体系结构中包含的全部24位地址空间（16 MB），并且通过适当的实施，每个虚拟机可以拥有自己的一整套虚拟内存。作为这些创新的结果，为一个程序或操作系统而设计的硬件即使具有不同的操作系统，或者所需的内存量超过实际带宽，也可以由多个用户共享。像虚拟机这样的虚拟内存的优点非常多：用户和应用程序的划分，安全性和数据完整性的提高以及RoI的显着改善。听起来有点熟？

虚拟桌面

在对机器和内存进行虚拟化以及将其引入便宜的微处理器和个人电脑之后，下一步就是桌面虚拟化，并因此提供单用户和共享应用程序。再一次，我们需要回到上述的分时模式，但是在这种情况下，我们在服务器上模拟PC桌面，客户端专用软件通过网络连接去除图形和其他用户界面元素，通常通过廉价，易于管理和安全的瘦客户端设备。目前，每个领先的操作系统都以各种形式支持这种功能，包括VDI，X Windows系统以及非常流行的（和免费的）VNC等附加的硬件和软件产品。

虚拟存储

今天非常流行的下一个重大成就是云中处理器，存储和应用程序的虚拟化，即随时可以抽出必要的资源的能力，并通过IT人员很少或没有努力来建设能力。物理空间的节约，资本成本，维护，故障停机时间，耗时的故障排除，严重的性能和关闭问题以及许多额外的成本实际上可以通过存储在云中的服务解决方案得到回报。例如，存储虚拟化在这种情况下可以提供很多机会。

由于有线和无线网络提供的数据传输速率为1 Gbit / s及以上，云存储（不仅作为备份而且作为主存储器）的普遍引入将成为更为普遍的现象。此功能已经在以太网，802.11ac Wi-Fi和最令人期待的高速网络之一--5G中实现 - 目前在许多国家正在进行测试。

虚拟网络

即使在网络世界中，虚拟化的概念正变得越来越流行，“网络即服务”（NaaS）技术现在在很多情况下是一个很有希望和非常受欢迎的选择。这种趋势只会由于网络功能虚拟化（NFV）的进一步推广而得到普及，至少必将成为运营商和运营商尤其是移动通信领域最感兴趣的对象。值得注意的是，网络虚拟化为移动运营商提供了扩大业务范围，增加带宽，从而增加其服务对企业客户的价值和吸引力的真实机会。未来几年，越来越多的组织可能会单独使用NFV，甚至在混合网络（又是客户的吸引力因素）中使用NFV。同时，VLAN（802.1Q）和虚拟专用网络（VPN）对于使用现代虚拟化的方法做出了巨大的贡献。

虚拟化降低成本

即使考虑到虚拟化所能提供的各种重要的功能性解决方案，对大型虚拟化功能的经济评估仍然走在了前列。基于云服务的快速发展的商业模式的竞争力意味着承包组织每天承担的传统的耗时运营成本将会下降，因为服务提供商根据自己的经验制定新的提议，这将大大节省成本金钱，并且由于市场竞争而向最终用户提供较低的价格。

有了它，通过使用多个云服务提供商在完全冗余或热备份模式下提高可靠性和容错性，这实际上消除了单点故障的可能性。正如你所看到的，IT领域资本支出的许多成本要素都转移到了运营支出中。大部分资金不是用来增加组织的设备，能力建设和人员，服务提供者的数量。同样，由于现代微处理器的功能，系统和架构解决方案的改进，以及本地网络和WAN（包括无线）网络性能的急剧提高，

虚拟化本身并不是一个范式转变，虽然它经常被描述为这样。

如上所述，任何形式的虚拟化的意义在于允许IT流程在大量功能的帮助下更加灵活，高效，方便和高效。

基于IT中大多数云服务的虚拟化战略，人们可以说虚拟化是迄今为止最好的解决方案，作为具有经济优势的运营模式的替代方案，这将使得使用传统的工作方法成为不可能。

虚拟化在这个领域的发展，是由于IT运营模式的重大经济转型，源于信息技术商业化的开始。

在计算机技术的曙光之时，我们的兴趣集中在昂贵且经常超载的硬件元素上，比如大型机。他们巨大的成本和动机的虚拟化的第一次尝试，这在上面描述。

随着硬件变得越来越便宜，功能越来越强大，使用起来越来越方便，重点转向了从PC到浏览器等几乎标准化和虚拟化环境中运行的应用程序。

这一演变的结果是我们现在看到的。由于计算机和计算机是IT的骨干，我们将注意力转向处理信息以及随时随地提供信息的能力。这种“非洲中心” - 移动和无线时代的人心如意的演变，因此，终端用户可以随时随地获取这些信息并随时随地获取。

最初考虑如何通过一个缓慢且非常昂贵的大型机来更高效地工作，所有事情都已经导致现在虚拟化正在成为IT领域整个未来的主要策略。IT创新没有像虚拟化那样产生如此巨大的影响，而且随着向云虚拟化基础架构的过渡，我们实际上只是开始走向全球化的道路。

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