虚拟机概述

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摘 要 随着信息技术的不断进步，虚拟机的应用面、应用层次不断拓展和深入，虚拟机技术已经成为人们关注的热点，正受到越来越多的关注和重视。本文主要对虚拟机的特点、用途做概述并对虚拟机在上层应用接口和实现方式上进行详细分类，最后介绍了一些常用的虚拟机软件。

关键词 虚拟机 信息技术 操作系统

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

0 引言

随着信息化建设的不断发展，各个行业的数据中心机房的硬件设备不断增加。这些不断增加的硬件设备一方面使得数据中心的能耗日益飙升，另一方面则耗费了越来越多的人力资源，使得技术人员在日常运维面前不堪重负。在能耗、效率问题面前，很多技术厂商近几年都做了很多探索，虚拟机技术正是在这样的背景下出现的一种新技术。通过虚拟机软件，可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，能够提高单台计算机的利用率。

1 虚拟机的概念及特点

虚拟机是电脑中的电脑，是利用软件虚拟出来的电脑，是在现有的操作系统上虚拟出来的一个新的子系统。运行虚拟机的电脑分为主系统（Host）和子系统（Guest），主系统就是用户的电脑，直接控制操作系统和硬件，称为宿主机，子系统则是利用软件在主系统中虚拟出来一个硬件环境，称为客户机或虚拟机。有主系统（宿主机）创建的虚拟机，与真实的计算机几乎一模一样，不但有自己独立的CPU、硬盘、内存及各种硬件，甚至还有自己的BIOS。用户也可以在虚拟机上安装Windows、Linux等真实的操作系统及各种应用程序。

第一，多系统并行是虚拟系统的第一个特点，就是可以在单一的物理机器上轻松的安装多个操作系统，虚拟出多个虚拟计算机。第二，硬件标准性虚拟系统的硬件是由厂家虚拟出的标准硬件构成，这有效的降低了由于硬件不一致导致的兼容问题和安装操作系统时的驱动难找问题。第三快速恢复性。虚拟机具有快照功能，可以将虚拟机的当前状态完整的保留下来，在必要的时候可以快速的恢复到过去的保存状态，这一点有点像系统还原功能，但它比系统还原简单，而且高速。第四，灵活扩展性。虚拟系统由于大多为文件形式存储硬盘，因此具有比实际系统好得多的扩展性，可以方便地在虚拟系统上增加一个硬盘或是加上一个网卡。第五，可移植性。虚拟系统由于使用的硬件完全一样，而且以文件形式存储，所以移动非常便捷，你可以方便克隆你需要的系统或将系统迁移到其它的计算机上，再也不用为硬件问题担心。

2 虚拟机的用途

（1）在一台电脑上装多个操作系统的传统方法是在多个硬盘上分别装一个操作系统或在一个硬盘上装多个操作系统。要么昂贵、要么不够安全。使用虚拟机软件既省钱又安全，对学习多种操作系统的用户来说很方便。

（2）开发WEB应用程序，这可能是实用的一种情况。目前LINUX下的WEB以及数据库开发很热，但在LINUX下开发并不方便，首先是很多用户习惯于使用Ultra Edit一类的Windows编辑软件，其次，在LINUX环境中一般使用NETSCAPE等浏览器，无法真实反映大部分用户使用IE的情况。

（3）软件测试，测试你的软件在各种平台上的运行情况。

（4）软件或网络服务商的客户支持，客户可能使用各种各样的操作系统。使用虚拟机软件有助于真实再现用户的工作环境，而这些工作只需在一台机器上就可完成。

（5）用虚拟机软件模拟实际网络环境，模拟网络设备，进行系统集成。

3 常用的虚拟机软件

（1）KVM：KVM（kernel-based Virtual Machine）的简称，是一个开源的系统虚拟化模块，自Linux 2.6.20之后集成在Linux的各个主要发行版本中。它使用Linux自身的调度器进行管理，相对于Xen，其核心源码很少，需要硬件支持，是指基于Linux内核的虚拟机。KVM最大的好处就在于它是与Linux内核集成的，所以速度很快。

（2）Xen：Xen是一个基于开源（Open Source）代码的系统虚拟机，由剑桥大学开发。最初基于 32 位 X86 体系结构而设计开发，支持同时运行多至约 100 个虚拟机。Xen 引入的管理接口（Hypercalls）和事件（Events）机制，以及预先定义的虚拟机和 VMM 之间的共享内存数据交换机制都使得新的客户机体系架构（Xen 虚拟机架构）具有更高的总体性能，但同时也就注定了它必须修改客户机操作系统源代码。缺点是操作系统必须进行显式地修改，以在Xen上运行，比较麻烦。

（3）VMWare采用了完全不同的概念。多启动系统在一个时刻只能运行一个系统，在系统切换时需要重新启动机器。VMWare是真正“同时”运行，多个操作系统在主系统的平台上，就象标准Windows应用程序那样切换。而且每个操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据，你甚至可以通过网卡将几台虚拟机用网卡连接为一个局域网，极其方便。

4 总结

使用虚拟机有诸多好处，虚拟机可以在一台机器上同时运行几个操作系统，提高了计算机的利用率。被用于计算机实训教学、办公自动化、信息安全等诸多领域。虚拟机的使用对一些工作有很大的辅助作用，随着云计算时代的来临，虚拟机技术必定有它越来越大的应用舞台。

参考文献

[1] 曹晓军.虚拟机技术的应用研究[J].甘肃广播电视大学学报，2006.

[2] 黎东明.虚拟机上机实习教学的应用[J].广西大学学报，2004.

[3] 杨京京.虚拟机技术分类.IT168网，2009.

[4] 孟祥元.虚拟化技术简介，2011.