資訊科技/虛擬化簡介
虛擬化是建立其他事物的模擬版本。計算機可以建立虛擬網路、儲存、磁碟驅動器、作業系統和其他形式的硬體。物理機器被稱為“宿主機”，而模擬機器被稱為虛擬機器。除了提供物理服務外，虛擬硬體還透過提供比最初安裝在其裝置上的更多功能來為使用者提供擴充套件服務。虛擬機器通常比實際硬體機器具有更多的配置屬性，這是許多人開發更多虛擬裝置以擴充套件其當前計算機範圍的原因。
虛擬這個詞意味著某種東西在物理上不存在，或者某種東西在物理上無法觸及。在 IT 中，可以肯定地說虛擬化也是如此。它是計算裝置的模擬部分，無法觸及。例如作業系統、儲存、磁碟驅動器等。
在網路中，虛擬化非常有用。我們使用路由器、交換機、伺服器等工具。在現實世界中，訪問所有這些工具可能很昂貴，但藉助虛擬化，我們可以虛擬地使用這些工具。換句話說，虛擬化的主要原因是它具有成本效益。它還具有擴充套件等優勢。例如，在配置多個連線到網路伺服器的路由器時，我們可以虛擬設定另一個拓撲並進行所需的配置。
這種型別的虛擬化建立了一個具有工作作業系統 (OS) 的真實計算機的模擬。宿主機是執行虛擬機器的實際計算機，虛擬機器是客戶機。宿主機允許客戶機執行軟體，而不管宿主機硬體資源如何，例如，即使宿主機執行 Windows 系統，客戶機也可以執行 Linux 或 Unix 系統。虛擬化有不同的型別：完全虛擬化、部分虛擬化和半虛擬化。
這是對某人想要使用的特定軟體所需幾乎所有硬體的模擬。如果需要，這通常包含一個客戶機作業系統來執行這些程式。
這是對軟體僅部分硬體需求的模擬。任何需要未模擬硬體的軟體都需要進行修改才能在模擬環境中使用。
半虛擬化是另一種虛擬化技術，它為虛擬機器提供了一個類似於但與底層硬體不完全相同的軟體介面。它用於減少客戶機執行操作的總時間，與非虛擬化環境相比，這些操作在虛擬環境中越來越難以執行。半虛擬化具有所謂的“鉤子”，允許客戶機和宿主機請求和執行不同的任務和資訊，而不是在效能明顯較差的虛擬域中執行。
伺服器虛擬化是指將物理伺服器分割槽成一個或多個虛擬伺服器機器。大多數伺服器往往只使用其計算處理能力的一小部分。使用伺服器虛擬化時，它可以最大限度地提高伺服器的計算使用率，並且單個伺服器能夠執行許多伺服器的計算能力。在資料中心中，一臺伺服器可以同時執行多個虛擬作業系統，從而降低運營成本並減少放置物理伺服器所需的空間。
網路虛擬化包括在軟體中重建物理網路。安裝軟體和服務以建立相互安全隔離的通道，並可以分配給特定裝置。這反過來又允許管理應用程式、儲存和計算週期的共享。因此，無論物理元件如何設定，網路上的伺服器或分配的裝置都成為任何人都可以訪問的資源池。與大多數情況一樣，這種虛擬化方法有助於提高硬體利用率。
快照是虛擬裝置中的狀態，允許使用者還原在實現快照的準確時間點可能已完成的任何更改。如果使用者對虛擬裝置進行任何更改並犯了一些錯誤，這是一個很好的備份工具。
虛擬化的主要原因之一是降低網路上伺服器數量的成本。即使您降低了硬體成本，也不意味著您會損失其他任何東西。您仍然可以在虛擬機器上使用作業系統，而不是在物理伺服器上執行。這降低了成本，因為它比在物理伺服器上執行消耗更少的能量才能在虛擬機器上執行。它還具有從一臺機器遷移到另一臺機器的功能，這也節省了成本。
虛擬化的最大優勢在於其擴充套件能力。這意味著，如果某個應用程式佔用伺服器上的空間過大，可以在另一臺伺服器上建立另一個虛擬環境。伺服器虛擬化還可以減少執行所有應用程式所需的伺服器數量。在每個應用程式都分配到自己的伺服器之前，會佔用更多的物理空間和能源，但虛擬化允許在一臺伺服器上執行多個應用程式，而不是使用多個不同的伺服器。
虛擬化的另一個優勢在於它能夠從一個位置遷移到另一個位置。虛擬機器可以將其當前的精確狀態複製，稱為快照。這些快照保留了虛擬機器的每個元件，使其既可以作為完美的備份，也可以傳輸到不同的位置。此過程稱為遷移，透過停止虛擬機器、建立快照（完美副本）、將快照移動到另一臺虛擬機器，然後恢復正常操作來執行。最常用於在物理伺服器進行維護或更換時將一臺伺服器的操作遷移到另一臺伺服器。
虛擬化的另一個優勢在於它能夠從一個位置遷移到另一個位置。虛擬機器可以將其當前的精確狀態複製，稱為快照。這些快照保留了虛擬機器的每個元件，使其既可以作為完美的備份，也可以傳輸到不同的位置。此過程稱為遷移，透過停止虛擬機器、建立快照（完美副本）、將快照移動到另一臺虛擬機器，然後恢復正常操作來執行。最常用於在物理伺服器進行維護或更換時將一臺伺服器的操作遷移到另一臺伺服器。
虛擬化允許完全控制其環境，這意味著它可以變得更加安全。如果虛擬化中發生任何可能損害計算機的錯誤，所有損壞都將包含在虛擬化中。此安全性可用於在多種虛擬機器上測試程式，而無需將主機系統置於故障或損壞的危險之中。
雖然虛擬化是企業使用的有效且節省成本的技術，但它確實存在風險和缺點。安全性是最大的威脅之一，因為建立自己的虛擬機器非常容易。有方法可以避免這種情況，但每個系統都有其缺陷。執行多臺機器也可能難以修補和跟蹤。遠比它們所取代的硬體要困難得多。無法控制這些機器上發生的事情以及客戶資料儲存和處理的位置，給這些機器帶來了更多風險。但是，透過一個完善且維護良好的系統，虛擬化仍然可以節省成本並提高效率。
作業系統是一個維護計算機軟體和硬體並允許計算機為其程式執行簡單任務的系統。所有這些程式都必須使用作業系統，除了韌體。您可以在每臺計算裝置上找到作業系統。這些裝置包括計算機、手機、遊戲機、平板電腦和其他計算裝置。如今，有四家主要的作業系統公司控制著大部分市場。這些公司是微軟、谷歌、蘋果和 Linux。微軟在臺式機領域佔據主導地位，而谷歌在智慧手機領域佔據主導地位，Linux 在超級計算機作業系統領域佔據主導地位。蘋果在臺式機和智慧手機的作業系統方面緊隨微軟和谷歌之後。
主機作業系統（OS）是安裝在計算機中的主要物理作業系統。它與管理多個虛擬機器（VM）的管理程式或虛擬機器監視器（VMM）進行互動。主機作業系統用於虛擬化過程。首先，主機作業系統控制並與安裝的 2 型管理程式或稱為虛擬機器監視器（VMM）進行互動。然後，2 型管理程式與安裝的多個作業系統（也稱為客戶作業系統）進行互動。在主機作業系統中，多個客戶作業系統使用共享硬體應用程式和資源。此外，它們不知道主機作業系統的存在，但由虛擬機器管理。
客戶作業系統是安裝在虛擬機器或分割槽磁碟上的軟體，它描述了一個與主機作業系統不同的作業系統，它還可以為裝置提供備用作業系統。例如，主機作業系統可以執行 Windows，而客戶作業系統執行 Linux。虛擬機器必須存在客戶作業系統才能存在。此外，虛擬機器上的客戶作業系統可能與主機作業系統不同，但分割槽磁碟上的客戶作業系統必須與主機作業系統相同。