虚拟化是一种技术，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工作能力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 3 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。 每台服务器只使用了大约 30% 的计算容量，这仅是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，您必须将其连同所运行的第三台服务器予以保留，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：1 台服务器， 1 个运行操作系统，1 个处理任务。我们很难让 1 台服务器有多个大脑。但是，借助虚拟化技术，您可以将邮件服务器分为 2 个能够处理独立任务的特殊服务器，从而实现传统应用的迁移。您仍然使用相同的硬件，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，从而可以处理另一项任务，将其使用率从 30% 提高到 60%，甚至提高到 90%。这样，现在空闲的服务器可以用于其他任务或 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，例如 Hypervisor（虚拟机监控程序），是在几十年前开发的，它让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 — 这在无意中催生了 UNIX 等其他操作系统，最终让位于 Linux®。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，不支持在不同供应商的硬件上运行旧有应用。随着公司更新各自的 IT 环境，开始使用由多家供应商提供的价格相对低廉的商用服务器、操作系统和应用程序，他们必然面临着物理硬件利用率不足的问题 — 每台服务器只能运行 1 个供应商特定的任务。
在这个方面，虚拟化正好可以大展身手。它非常顺畅地解决了 2 个重要问题：公司可对服务器进行分区，并 在多种类型和版本的操作系统上运行传统应用。自此，服务器开始得到更高效利用，从而降低与采购、设置、散热和维护相关的成本。
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。现在它在很多企业得到了广泛使用，通常需要专业的 虚拟化管理软件进行跟踪。
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。虚拟机监控程序可能位于操作系统的顶层（例如在便携式计算机上），或者直接安装在硬件上（例如服务器），这是大多数企业使用虚拟化的方式。虚拟机监控程序接管物理资源，并对它们进行划分，以便虚拟环境能够对其进行使用。
来自物理环境的资源根据需要进行分区后，会分配给很多虚拟环境使用。用户在虚拟环境（通常称为虚拟客户机或虚拟机）内部，能够与计算任务交互，并运行计算。虚拟机作为单个数据文件运行。就像任何数字文件，虚拟机可以从一台计算机迁移至另一台，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）。
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，企业可将数据视为一个动态供应源，进而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。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应用或用户提供所需数据。
人们常把桌面虚拟化与操作系统虚拟化混淆，实际上，后者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。
服务器是用于处理大量特定任务的计算机，这样可让其他计算机（例如便携式计算机和台式机）能够执行其他各种任务。对服务器虚拟化，可以让它们执行更多特定功能，并且需要进行分区，以便使用各个组件来运行多种功能。
操作系统虚拟化在内核中进行，内核则是操作系统的中央任务管理器。这是并行运行 Linux 和 Windows 环境的实用方式。此外，企业还可将虚拟操作系统应用于多台计算机，以实现以下功能：
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，特定功能便可以组合成为新的网络，并分配给环境。虚拟化网络可以减少物理组件的数量（例如交换机、路由器、服务器、线缆和集线器），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。
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