一、什么是虛擬化?
虛擬化，是指通過虛擬化技術將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機可運行不同的操作系統(tǒng)，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。
虛擬化使用軟件的方法重新定義劃分IT資源，可以實現(xiàn)IT資源的動態(tài)分配、靈活調度、跨域共享，提高IT資源利用率，使IT資源能夠真正成為社會基礎設施，服務于各行各業(yè)中靈活多變的應用需求。
二、Hypervisor是什么?
Hypervisor一種運行在基礎物理服務器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層，可允許多個操作系統(tǒng)和應用共享硬件。也可叫做VMM( virtual machine monitor )，即虛擬機監(jiān)視器。
Hypervisor是一種在虛擬環(huán)境中的“元”操作系統(tǒng)。他們可以訪問服務器上包括磁盤和內存在內的所有物理設備。Hypervisor不但協(xié)調著這些硬件資源的訪問，也同時在各個虛擬機之間施加防護。當服務器啟動并執(zhí)行Hypervisor時，它會加載所有虛擬機客戶端的操作系統(tǒng)同時會分配給每一臺虛擬機適量的內存，CPU，網絡和磁盤。
三、虛擬化有哪些分類?
1. 完全虛擬化
最流行的虛擬化方法，使用Hypervisor這種中間層軟件，在虛擬服務器和底層硬件之間建立一個抽象層。
Hypervisor可以捕獲CPU指令，為指令訪問硬件控制器和外設充當中介。因而，完全虛擬化技術幾乎能讓任何一款操作系統(tǒng)不用改動就能安裝到虛擬服務器上，而它們不知道自己運行在虛擬化環(huán)境下。主要缺點是，性能方面不如裸機，因為Hypervisor需要占用一些資源，給處理器帶來開銷。
在完全虛擬化的環(huán)境下，Hypervisor運行在裸硬件上，充當主機操作系統(tǒng)，而由Hypervisor管理的虛擬服務器運行客戶端操作系統(tǒng)(Guest OS)。
2. 準虛擬化
完全虛擬化是處理器密集型技術，因為它要求Hypervisor管理各個虛擬服務器，并讓它們彼此獨立。減輕這種負擔的一種方法就是，改動客戶操作系統(tǒng)，讓它以為自己運行在虛擬環(huán)境下，能夠與Hypervisor協(xié)同工作，這種方法就叫準虛擬化。
準虛擬化技術的優(yōu)點是性能高。經過準虛擬化處理的服務器可與Hypervisor協(xié)同工作，其響應能力幾乎不亞于未經過虛擬化處理的服務器。它的客戶操作系統(tǒng)(Guest OS)集成了虛擬化方面的代碼。該方法無需重新編譯或引起陷阱，因為操作系統(tǒng)自身能夠與虛擬進程進行很好的協(xié)作。
3. 操作系統(tǒng)層虛擬化
實現(xiàn)虛擬化還有一個方法，那就是在操作系統(tǒng)層面增添虛擬服務器功能。就操作系統(tǒng)層的虛擬化而言，沒有獨立的Hypervisor層。相反主機操作系統(tǒng)本身就負責在多個虛擬服務器之間分配硬件資源，并且讓這些服務器彼此獨立。一個明顯的區(qū)別是，如果使用操作系統(tǒng)層虛擬化，所有虛擬服務器必須運行同一操作系統(tǒng)。
雖然操作系統(tǒng)層虛擬化的靈活性比較差，但本機速度性能比較高。此外，由于架構在所有虛擬服務器上使用單一、標準的操作系統(tǒng)，管理起來比異構環(huán)境要容易。
4. 桌面虛擬
服務器虛擬化主要針對服務器而言，而虛擬化最接近用戶的還是要算的上桌面虛擬化了，桌面虛擬化主要功能是將分散的桌面環(huán)境集中保存并管理起來，包括桌面環(huán)境的集中下發(fā)，集中更新，集中管理。桌面虛擬化使得桌面管理變得簡單，不用每臺終端單獨進行維護，每臺終端進行更新。終端數(shù)據(jù)可以集中存儲在中心機房里，安全性相對傳統(tǒng)桌面應用要高很多。桌面虛擬化可以使得一個人擁有多個桌面環(huán)境，也可以把一個桌面環(huán)境供多人使用，節(jié)省了license。另外，桌面虛擬化依托于服務器虛擬化。沒有服務器虛擬化，這個桌面虛擬化的優(yōu)勢將完全沒有了。不僅如此，還浪費了許多管理資本。
5. 硬件虛擬化
英特爾虛擬化技術(IVT，Intel Virtualization Technology)是由英特爾開發(fā)的一種虛擬化技術，利用IVT可以對在系統(tǒng)上的客操作系統(tǒng)，通過虛擬機查看器(VMM，Virtual Machine Monitor)來虛擬一套硬件設備，以供客操作系統(tǒng)使用。這些技術以往在VMware與Virtual PC上都通過軟件實現(xiàn)，而通過IVT的硬件支持可以加速此類軟件的進行。
AMD虛擬化(AMD Virtualization)，縮寫為“AMD-V”，是AMD為64位的x86架構提供的虛擬化擴展的名稱，但有時仍然會用“Pacifica”(AMD開發(fā)這項擴展時的內部項目代碼)來指代它。
四、有哪些虛擬化技術?
虛擬化技術指的是軟件層面的實現(xiàn)虛擬化的技術，整體上分為開源虛擬化和商業(yè)虛擬化兩大陣營。典型的代表有：Xen，KVM，WMware，Hyper-V、Docker容器等。
Xen和KVM，是開源免費的虛擬化軟件;WMware是付費的虛擬化軟件;Hyper-V微軟的收費虛擬化技術;Docker是一種容器技術，屬于一種輕量級虛擬化技術。
虛擬化軟件產品有很多，無論是開源還是商業(yè)的，上面只是列舉了很少的幾款，每款軟件產品有其優(yōu)缺點以及應用場景，需要根據(jù)業(yè)務場景選擇，下面簡單介紹一下KVM和Xen。
1. KVM(Kernel-based Virtual Machine)基于內核的虛擬
KVM是集成到Linux內核的Hypervisor，是X86架構且硬件支持虛擬化技術(Intel VT或AMD-V)的Linux的全虛擬化解決方案。它是Linux的一個很小的模塊，利用Linux做大量的事，如任務調度、內存管理與硬件設備交互等。
2. Xen
Xen是第一類運行在裸機上的虛擬化管理程序(Hypervisor)。它支持全虛擬化和準虛擬化，Xen支持hypervisor和虛擬機互相通訊，而且提供在所有Linux版本上的免費產品，包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server。
Xen最重要的優(yōu)勢在于準虛擬化，此外未經修改的操作系統(tǒng)也可以直接在Xen上運行(如Windows)，能讓虛擬機有效運行而不需要仿真，因此虛擬機能感知到Hypervisor，而不需要模擬虛擬硬件，從而能實現(xiàn)高性能。
五、還是不明白嗎?
講了那么多，你可能有點暈，因為概念比較接近，容易混淆。下面重點解釋一下幾個關鍵概念。
1. 虛擬化類型
虛擬化類型，比如完全虛擬化、準虛擬化等指的是設計層面的實現(xiàn)虛擬化的方案和思想，而不涉及具體的虛擬化技術。
2. 虛擬化技術
虛擬化技術指的是軟件層面的實現(xiàn)虛擬化的技術，整體上分為開源虛擬化和商業(yè)虛擬化兩大陣營。部分商業(yè)虛擬化的技術也是在開源技術的基礎之上發(fā)展而來的。
3. 虛擬機軟件
基于虛擬化技術的單機版虛擬機管理軟件，如：
KVM： Linux的虛擬機基于KVM虛擬技術的單機版虛擬機管理軟件。
VirtualBox：oracle公司的直接基于Intel VT及AMD-V的虛擬機管理軟件。
VMware Workstation：Wmware公司的基于Wmware虛擬技術的虛擬機管理軟件。
4. 云計算
云計算中的虛擬化指的是IaaS層虛擬化解決方案，而不是虛擬機技術。IaaS層虛擬化解決方案，要符合IaaS層的基礎特點，除了最基礎的虛擬化軟件之外，還包括，共享存儲服務，鏡像服務，身份認證服務，統(tǒng)一監(jiān)控服務，以及收費管理等其他配套的服務。當然，既然是IaaS服務，必須支持對外API接口開放，支持定制開發(fā)。一般來說不是一個軟件，而是一組軟件組成的整理解決方案。
VMware vSphere是基于VMware虛擬化技術的虛擬化管理軟件，目前在行業(yè)內來說算是最成熟，生產環(huán)境應用度最廣的IaaS層虛擬化技術的解決方案。目前對整個集群的虛擬機監(jiān)控管理也是最好的。(vSphere本身收費，而且監(jiān)控軟件還需要單獨收費)。
Openstack是基于linux的IaaS層解決方案(支持多種虛擬化技術，比如KVM)，是目前用戶最多，影響最大的開源解決方案，得到了HP，IBM等知名廠商的大力支持，國內的虛擬化解決方案也大部分是基于Openstack開發(fā)定制。主要運行在cent os和ubuntu server操作系統(tǒng)上。
CloudStack是使用 java開發(fā)的基于linux的IaaS層解決方案(支持多種虛擬化技術，比如KVM)，目前發(fā)展?jié)摿Ψ浅２诲e，也得到了很多知名廠商的認可，不過相對起步比較晚，在國內的推廣度也不如Openstack。
對比一下Openstack與VMware Workstation，我們可以看出云計算與虛擬機軟件之間的不同。
