“云计算！DevOps！Docker！Kubernetes！……”

如果您是一名软件工程师，还没有遇到过以上这些流行词，那么您可能一直生活在与世隔绝的地方。

所有这些技术都与同一样东西有关，对，就是虚拟化！！！

但是，虚拟化到底是什么？

我认为最好用一个例子来描述——让我们接着往下看……

假设公司“XYZ”需要运行两个不同的应用程序—应用程序 A 和应用程序 B。但这两个应用可能对操作系统和库的要求不同。

在没有虚拟化的情况下，公司需要为每个应用各自配备一台物理机器，这不仅成本高昂，而且管理复杂。

请注意，应用程序 A 只使用了第一台机器 30% 的资源，而应用程序 B 也只使用了第二台机器 40%的资源。

我们可以很明显的看到这种方法的主要缺点：

• 需要为每个新应用程序购买额外的硬件，需要管理的物理资源数量随着所需应用程序的数量线性增长
• 每个应用程序都没有充分利用可用的物理资源，即浪费资源。

幸运的是，计算机科学家们已经找到了解决这个问题的办法——虚拟化…

虚拟化是一种强大的技术，能够将单台物理计算机转变为多个独立的虚拟环境，让每个环境都可以运行不同的操作系统和应用程序。

“这是个玩笑吗？！”

绝对不是！

引入虚拟化后，XYZ公司可以在一台物理服务器上创建多个虚拟机，每个虚拟机都相当于一台完全独立的计算机，分别运行应用程序A和B。这样不仅节省了硬件成本，还提高了资源的使用效率。

可以看到虚拟化给我们带来了一些好处：

• 节省硬件成本：虚拟化使得公司可以在一台物理计算机上部署多个应用。
• 应用程序隔离：每个虚拟环境都像一台独立的计算机，因此不会干扰在另一个环境中运行的应用程序（例如，不会引起依赖冲突）。这也意味着每个应用程序都可以单独开发和部署。
• 提高可扩展性和可用性：与购买新硬件相比，创建、管理和建立虚拟资源的过程更加简单快捷。这使得虚拟资源具备更好的可扩展性，并能够构建更高可用性的系统。
• 集中管理和安全：由于物理资源与应用程序隔离，可以集中管理这些资源，并统一执行安全策略，从而提高了管理效率和安全性。

虚拟化的类型有很多，包括：

• 硬件虚拟化（虚拟机）
• 操作系统虚拟化（容器）
• 网络风险
• 数据虚拟化

然而，在本文中，我们将重点关注前2种类型，其他类型超出了了本文的讨论范围。

裸机、虚拟机和容器

裸机

这是 XYZ 公司运行应用程序采取的第一个方法。

运行应用程序的传统方式是直接在专用硬件上运行。

裸机的主要优势在于它能够提供最佳的性能，因为在主机和应用程序之间没有虚拟化层。不过，需要注意的是，对于大多数用例而言，虚拟化的性能损失通常很小且微不足道。

但是裸机部署的最大缺陷是导致物理资源的严重浪费，因为每添加一个新的应用程序就必须购买和维护新的硬件，成本高昂。

虚拟机 (VM)

虚拟机（VM）在20世纪90年代开始流行，成为解决裸机部署问题的有效方案。其关键技术是虚拟机管理程序（Hypervisor）。

虚拟机管理程序是一种模拟特定计算机硬件或整个计算机的软件，它允许将可用的物理资源划分为多个虚拟资源。

运行虚拟机管理程序的计算机称为宿主机，而虚拟机管理程序创建和管理的虚拟机称为客户系统。

虚拟机管理程序可以直接位于硬件之上（类型 1），也可以位于操作系统之上（类型2）。

虚拟机非常棒，因为它们解决了我们在裸机环境中面临的许多问题，例如更好的资源利用率、环境隔离等。

然而，它也存在一个主要缺点：每个虚拟机都虚拟化了一个整个操作系统及其底层硬件。看起来有点多余？我们可以做得更好吗？

接下来，让我们继续探索……

容器

容器是一种轻量级的虚拟化技术，它只虚拟化操作系统，而不是像虚拟机那样虚拟化整个物理机。

容器不需要单独的客户操作系统或虚拟机管理程序，而是与宿主机共享操作系统内核，它仅包含应用程序及其必需的库和依赖项。这种设计使得容器的启动速度非常快！

同时由于容器不关心底层硬件，因此容器还具有便于迁移的优势。将容器从笔记本电脑迁移到云上，之后再迁移到数据中心的虚拟机或者物理机之上，都是很简单的事情。

然而，容器并不是万能的解决方案。由于多个容器在同一台主机上运行，并且不虚拟化硬件，因此与虚拟机相比，它们提供的隔离级别较低。这可能会引发安全或合规性问题，这在某些行业或项目中可能是需要重要考虑的因素。

但这对于当今的大多数应用程序来说并不是一个问题，所以…放心使用容器吧！