虚拟机

虚拟机的概念

1、通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中

的完整计算机系统。通过虚拟机软件，你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，例如你可

以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。对于你而言，它只是运行

在你物理计算机上的一个应用程序，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，

它就像是在真正的计算机中进行工作。因此，当我在虚拟机中进行软件评测时，

可能系统一样会崩溃，但是，崩溃的只是虚拟机上的操作系统，而不是物理计算

机上的操作系统，并且，使用虚拟机的“Undo”（恢复）功能，我可以马上恢复虚

拟机到安装软件之前的状态。目前流行的虚拟机软件有VMware和VirtualPC，

它们都能在Windows系统上虚拟出多个计算机，用于安装Linux、OS/2、FreeBSD

等其他操作系统。微软在2003年2月份收购Connectix后，很快发布了Microsoft

VirtualPC2004。但出于种种考虑，新发布的VirtualPC2004已不再明确支持Linux、

FreeBSD、NetWare、Solaris等操作系统，只保留了OS/2，如果要虚拟一台Linux

计算机，只能自己手工设置。相比而言，VMware不论是在多操作系统的支持上，

还是在执行效率上，都比VirtualPC2004明显高出一筹，这也是本文选择它的理

由之一。电脑一台变两台，学用Linux不再有后顾之忧VMware4.5有

Workstation、GSXserver等多种版本，其中Windows版的Workstation应用最广，

本文即以它为基础进行各种实战演习。虚拟机的概念比较宽泛，通常人们接触到

的虚拟机概念有VMware那样的硬件模拟软件，也有JVM这样的介于硬件和编译

程序之间的软件。这里所指的是后者。虚拟机是一个抽象的计算机，和实际的计

算机一样，具有一个指令集并使用不同的存储区域。它负责执行指令，还要管理

数据、内存和寄存器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共

同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解

释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。

虚拟机（virtualmachine）

虚拟机（VM）是支持多操作系统并行运行在单个物理服务器上的一种系统，能够

提供更加有效的底层硬件使用。在虚拟机中，中央处理器芯片从系统其它部分划

分出一段存储区域，操作系统和应用程序运行在“保护模式”环境下。如果在某虚

拟机中出现程序冻结现象，这并不会影响运行在虚拟机外的程序操作和操作系统

的正常工作。

虚拟机具有四种体系结构。第一种为“一对一映射”，其中以IBM虚拟机最为典型。

第二种由机器虚拟指令映射构成，其中以Java虚拟机最为典型。Unix虚拟机模

型和OSI虚拟机模型可以直接映射部分指令，而其它的可以直接调用操作系统功

能。

在真实计算机系统中，操作系统组成中的设备驱动控制硬件资源，负责将系统指

令转化成特定设备控制语言。在假设设备所有权独立的情况下形成驱动，这就使

得单个计算机上不能并发运行多个操作系统。虚拟机则包含了克服该局限性的技

术。虚拟化过程引入了低层设备资源重定向交互作用，而不会影响高层应用层。

通过虚拟机，客户可以在单个计算机上并发运行多个操作系统。

微软虚拟服务器2005基于OSI虚拟机结构，主要几种于以下几点：

主机操作系统，如WindowsServer2003，主要控制主机系统。

虚拟机操作系统，如VirtualServer2005，包含控制虚拟机的VMM虚拟层，为

硬件仿真提供软件结构。

每个虚拟机由一组虚拟化设备构成，其中每个虚拟机都有对应的虚拟硬件。

客户操作系统和应用程序可以运行在虚拟机上，而不需要提供任何交互作用的网

络适配器的支持。虚拟服务器只是物理以太网中的一种软件仿真设备。

虚拟化技术的概念

虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术

可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU

模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在

相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作

系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系

统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚

拟的CPU或者是虚拟主机上；而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序

运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。

虚拟化技术也与目前VMwareWorkstation等同样能达到虚拟效果的软件不

同，是一个巨大的技术进步，具体表现在减少软件虚拟机相关开销和支持更广泛

的操作系统方面。

随着虚拟化技术为IT管理带来效率、敏捷、灵活性的新高度，传统的操作系

统概念正在被重新定义。Novell计划在SUSELinuxEnterprise11中利用最新的Xen

技术，以多种形式提供虚拟技术，可直接作为操作系统的一个组成部分，也可作

为一个独立的或嵌入的虚拟化平台。

虚拟化是这个下一代版本重点关注的一个关键点。Novell计划在SUSELinux

Enterprise11中包括最新版的Xen管理程序（目前计划是版本3.3），具有支持跨

平台虚拟和动态资源服务质量的特性。客户因此将能够轻易将Linux、Windows

和NetWare服务器进行结合，实施快速配给，并改进高可用性。独立虚拟平台的

工作也在开发之中，它既可以嵌入在新的硬件之中也可以部署在现有硬件上。另

外，得到NovellZENworks和PlateSpin自动管理补助的新的虚拟设备创建功能，

将使客户能够快速创建虚拟机并对它们的完整生命周期在物理和虚拟基础设施结

构上进行管理，比管理今天传统的服务器要更加容易。