什么是虚拟化，为什么要使用它？

从最广泛的意义上讲，虚拟化是创建某物的虚拟副本而不是实际副本的过程。在这种情况下，“虚拟”意味着与原件非常相似，几乎无法区分，就像短语“几乎相同”一样。

虚拟化是使用计算机程序来密切模仿一组特定的参数。称为“管理程序”的特定软件工具可以使用给定参数内的软件创建虚拟环境。

虚拟化有多种用途，因此我们将讨论限制在最常见的虚拟化类型。

硬件虚拟化

这是大多数用户最熟悉的虚拟化类型。当您在 VirtualBox 中运行虚拟机时，您正在运行硬件虚拟化。视频游戏系统模拟器遵循相同的原理，使用虚拟机管理程序来生成过去视频游戏控制台的参数。

在硬件虚拟化中，虚拟机管理程序创建一个来宾计算机，模仿监视器、硬盘驱动器和处理器等硬件设备。在某些情况下，虚拟机管理程序只是简单地传递主机的配置。在其他情况下，虚拟化是一个完全独立的系统，具体取决于环境的需要。

这与硬件仿真不同，硬件仿真是一个更加复杂和低级的过程。在硬件仿真中，软件用于允许一个硬件模仿另一个硬件。例如，硬件仿真可用于在 ARM 芯片上运行 x86 软件。 Windows 10 在其单一操作系统无处不在的策略中广泛使用了这种类型的模拟，而 Apple 在从 PowerPC 过渡到 Intel 处理器时在 Rosetta 中也使用了这种模拟。

通常，虚拟化需要一些限制。虚拟机管理程序通常不能超出其主机设备的规格。您无法在 2 TB 磁盘上运行具有 10 TB 硬盘驱动器存储的虚拟机管理程序。您可以尝试通过虚拟机管理程序错误地提供该数字，但这在使用中很快就会崩溃。

虚拟化硬件通常也比真实硬件环境慢。然而，硬件虚拟化具有成本更低、实施速度更快和部署更灵活的优势——这些特征在硅谷“快速行动、打破常规”的精神下得到重视。

硬件辅助虚拟化使用专门设计的硬件来辅助虚拟化过程。一些现代处理器包括虚拟化友好的优化，允许更快、更流畅的处理器虚拟化。

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桌面虚拟化

桌面可视化将桌面环境与用户交互的物理硬件分开。桌面不是将操作系统、桌面环境、用户文件、应用程序和其他最终用户文件存储在用户计算机的硬盘驱动器上，而是为用户虚拟化。从用户的角度来看，这个环境似乎是本地磁盘，尽管可能有点慢。

然而，整个系统实际上是由服务器管理的。这使得系统管理员可以从远程访问点完全控制用户的桌面环境。通过在服务器上推出更新，它们会立即应用于最终用户，无需隧道、物理访问或特定于设备的用户配置文件。通过将桌面环境与其运行的硬件分离，用户可以自由地从任何台式计算机访问“他们的”计算机。

网络虚拟化

与已经提到的两种类型的虚拟化类似，网络虚拟化模仿网络拓扑，但与传统上用于管理此类网络的硬件分离。管理程序不是运行物理网络控制基础设施，而是在软件环境中重新创建该功能。网络虚拟化可以与硬件虚拟化相结合，创建一个由所有相互通信的虚拟机管理程序组成的软件网络。网络虚拟化可用于测试和实现负载平衡和防火墙等上层网络功能以及路由和交换等 2 级和 3 级角色。