何为虚拟化？

虚拟化是一种资源管理技术，可以利用以往局限于硬件的资源来创建有用的 IT 服务。它让您能够将物理计算机的资源分配给多个用户或环境，从而充分利用计算机的所有能力。

举一个实际例子，假设您有三台物理服务器，分别用于不同的特定用途。其中一台是邮件服务器，一台是 Web 服务器，最后一台则用于运行企业内部的传统应用。每台服务器的使用率大约为 30%，这仅占其运行潜能的一小部分。但是，由于传统应用对内部运营非常重要，因此您必须将其连同托管它们的第三台服务器一起保留，对吗？

过去确实如此。相对简单和可靠的做法是在单独的服务器上运行单独的任务：一台服务器， 一个运行操作系统，一个处理任务。让一台服务器长出多个“大脑”并非易事。但是通过虚拟化，你可以将邮件服务器分成两个独立的虚拟服务器，这两个虚拟服务器能够独立处理各自的任务，因而传统应用能够迁移。您用的硬件还是一样，但可以更加高效地利用这些资源。

考虑到安全问题，您可以再次划分第一台服务器，从而使其可以处理另一项任务，将使用率从 30% 提高到 60%，甚至提高到 90%。这样，目前空闲的服务器可以用于处理其他任务或完全停用，以降低散热和维护成本。 

虽然虚拟化技术可以追溯到上世纪 60 年代，但它直到 21 世纪初才得以广泛应用。实现虚拟化的技术早在几十年前就已开发问世，例如 Hypervisor（虚拟机监控程序）。得益于此类技术，多个用户能够同时访问执行批处理的计算机。批处理是在一种在商业领域很流行的计算处理方式，能够非常快速地运行数千次的例行任务（例如工资单计算）。

但是，在接下来的几十年内，解决多用户/单计算机问题的其他解决方案变得日益盛行，而虚拟化却裹足不前。其中一种解决方案是分时（time-sharing），在操作系统内部让各个用户按时间分段使用资源——这在无意中促成了 UNIX 等其他操作系统的诞生，后来更引出了基于 UNIX 的 Linux®的出现。与此同时，虚拟化始终没有得到广泛采用，只是一种小众技术。

我们将时间快进至上世纪 90 年代。大多数企业都使用物理服务器和单家供应商的 IT 堆栈，因而无法在其他供应商的硬件上运行传统应用。随着后来各家公司纷纷更新自己的 IT 环境，开始使用由不同供应商提供的价格相对低廉的商用服务器、操作系统和应用，由于每台服务器只能运行 1 个供应商特定的任务，因此他们必然面临着物理硬件利用率不足的问题。

彼时，虚拟化终于迎来了它的春天。在虚拟化面前，两大难题迎刃而解：各公司可以对其服务器进行分区，并且能够在多种操作系统及其不同版本上运行传统应用。服务器的使用效率得到了提高，甚至可以视情况停用部分服务器，如此一来，与采购、设置、散热和维护相关的成本也随之降低。

虚拟化的广泛适用性有助于减少对单家供应商的依赖，并为云计算的发展奠定了基础。如今，各大企业纷纷走上了虚拟化道路，为了全面跟踪相关情况，通常需要采用专业的虚拟化管理软件。 

了解虚拟化管理

一款名为 Hypervisor （虚拟机监控程序）的软件可有效分隔物理资源，并将这些资源分配给不同虚拟环境（也就是需要这些资源的任务）使用。虚拟机监控程序可以部署在操作系统上（例如笔记本电脑上），或者直接安装在硬件（例如服务器）上，这也是大多数企业采用的虚拟化方式。虚拟机监控程序能够获取物理资源并对其进行划分，以供不同虚拟环境使用。

根据需要对来自物理环境的资源进行分区后，再将其分配给很多虚拟环境使用。在虚拟环境（通常称为虚拟客户机或虚拟机）内部，用户能够与计算任务交互，并运行计算。虚拟机（VM）会作为单个数据文件运行。就像任何数字文件，VM 可以从一台计算机挪至另一台，可以在不同的计算机上打开，而且功能不受影响。

当虚拟环境正在运行时，如果用户或程序发出一条指令，请求来自物理环境的更多资源， 虚拟机监控程序就会将请求传递到物理系统并缓存更改，所有这些步骤都接近本机速度（特别是如果该请求来自基于 KVM，即基于内核的虚拟机的开源虚拟机监控程序）。

阅读有关虚拟机的更多内容

实现虚拟化后，硬件系统可以最大限度地发挥其能力。团队可合理利用其资源，为重要应用和虚拟化工作负载提供支持。虚拟化可为您带来以下优势： 

• 节省成本：团队可以更高效地利用现有资源，不必再投入高额成本维护传统基础架构，从而减少支出。
• 提高应用迁移速度：管理员无需再等待每个应用在新硬件上通过认证。实现虚拟化后，管理员只需设置好环境，迁移 VM，一切即可像以前一样照常运转。
• 打造高效环境：在回归测试过程中，团队可以创建或复制试验台，且无需添置专用的测试硬件或冗余的开发服务器。只要接受过恰当的培训、掌握了正确的知识，团队就能优化这些环境，从而增强功能、提高密度。 

学习虚拟化的基础知识

数据虚拟化

分散在各处的数据可以整合为单个来源。实现数据虚拟化后，企业可获得相应的处理能力，可以汇总多个来源的数据、轻松容纳新的数据源，并按用户所需转换数据，进而高效地管理数据。数据虚拟化工具处于多个数据源的前端，可将多个数据源视为单一来源，从而在正确的时间按照所需格式向任意应用或用户提供所需数据。

桌面虚拟化

人们常把桌面虚拟化与操作系统虚拟化混淆，实际上，后者是允许您在单台机器上部署多个操作系统，而桌面虚拟化则允许中央管理员（或自动化管理工具）一次向数百台物理机部署模拟桌面环境。不同于需要在每台机器上进行物理安装、配置和更新的传统桌面环境，桌面虚拟化可让管理员在所有虚拟桌面上执行大规模的配置、更新和安全检查。

服务器虚拟化

服务器是用于处理大量特定任务的计算机，这样可让网络中其他计算机（例如便携式计算机和台式机）能够执行其他各种任务。通过对服务器进行虚拟化，可以让它们执行更多特定功能，同时对其进行分区，以便使用各个组件来运行多种功能。

操作系统虚拟化

操作系统虚拟化是在内核中实现的，它是各个操作系统的任务管理器。借助内核，Linux 和 Windows 环境可以并行运行。企业亦可将虚拟操作系统推送至计算机，从而：

• 节省大量硬件成本，因为计算机并不需要如此强大的开箱即用处理能力。
• 提高安全性，因为您可以监控并隔离所有虚拟实例。
• 节省花费在 IT 服务（例如软件更新）上的时间。

网络功能虚拟化

网络功能虚拟化（NFV）可以隔离网络的关键功能（例如目录服务、文件共享和 IP 配置），并将它们分到各个不同的环境中。一旦软件功能从原先赖以存在的物理计算机上独立出来，就可以将特定的功能组合在一起，形成一个新的网络，并分配到一个环境中。虚拟化网络可以减少物理组件（例如交换机、路由器、服务器、线缆和集线器）的数量，而这些往往是创建多个独立网络所必需的资源，所以这种虚拟化方式在电信行业中使用尤其广泛。

因为这种决定不仅仅关乎基础架构本身。它还涉及到您的基础架构能否支持部署在上面的技术。费用日益高涨的供应商合约会限制您对云、容器和自动化系统等现代技术的投资。

不过，红帽的开源虚拟化技术并不会将您捆绑到逐年涨价的企业许可协议上，每个人都能完全访问相同的源代码，享受获得 90％ 以上《财富》500 强公司信赖的出色功能。*因此，您可以安心地提升敏捷性、部署混合云或尝试自动化技术。

了解您为何应该进行迁移

红帽的产品和解决方案组合可助您一臂之力，顺利实现虚拟化。红帽® OpenShift® 可为您提供支持 VM 的云原生虚拟基础架构，无论 VM 是在本地运行，还是在公共云、私有云或混合云运行。红帽® OpenShift® 集诸多优势于一身，不仅符合现代 IT 管理原则，而且简单易用、速度又快，支持您对基于 VM 的工作负载实施现代化改造。

借助红帽 OpenShift 附带的红帽 OpenShift 虚拟化功能，您既可以创建 VM 工作负载，也可以迁移并部署全新以及现有的 VM 工作负载。通过在容器中运行 VM，团队可以将 VM 引入容器化工作流，从而实现在单个平台上与容器并行部署和管理 VM。为了帮助您顺畅实现虚拟化，我们提供了全面的 虚拟化迁移评估服务，为您量身定制迁移计划，以低风险的方式助力您将传统 VM 迁移至 OpenShift 虚拟化环境。

了解为什么应该选择红帽

*摘自 2023 年 6 月红帽客户数据和《财富》500 强名录