基於作業系統的虛擬化

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使用基於作業系統的虛擬化有很多好處。您可以在同一臺物理硬體上執行多個作業系統。這對於測試不同的作業系統、執行舊版應用程式或節省計算機空間很有用。另一個優點是它可以提高效能。透過將每個作業系統與其他作業系統隔離，虛擬化軟體可以防止衝突並提高整體系統效能。

它在硬體和作業系統之間建立了一個抽象層。虛擬化軟體安裝在主機作業系統上。它管理此抽象層，並允許客戶機作業系統訪問其所需的硬體資源。

基於作業系統的虛擬化：它是如何工作的？

主機作業系統具有允許其建立和管理容器的功能。此功能稱為核心。核心控制對每個容器的資源訪問和分配。它還將容器彼此隔離，並與主機系統隔離。假設容器內有一個程式。此程式只能使用分配給該容器的資源。它無法訪問其外部的任何內容。

核心還提供資源管理功能，以限制一個容器的活動對其他容器的影響。例如，容器內的程式可以決定每個容器允許使用多少 CPU 時間、記憶體、磁碟空間和網路頻寬。它可以設定限制以確保它們不會使用過多的這些資源。它還可以根據容器的重要性及其需求對某些容器進行優先順序排序。

基於作業系統的虛擬化也有一些缺點。它可能會給系統帶來開銷，因為虛擬化軟體需要管理硬體和作業系統之間的抽象層。並非所有作業系統都與虛擬化軟體相容。

基於作業系統的虛擬化

基於作業系統的虛擬化是一種工具。它可以用來提高計算機的靈活性和效能。

基於作業系統的服務

• 備份和恢復：主機作業系統可用於備份和恢復虛擬機器。您可以使用備份工具軟體。

• 安全管理：主機作業系統可用於管理虛擬機器的安全性。您可以配置防火牆、防病毒軟體和其他安全設定。

• 與目錄服務的整合：主機作業系統可以與目錄服務（如 Active Directory）整合。使用者和組可以集中管理。

基於作業系統的操作

• 硬體功能：主機作業系統可用於訪問物理系統的硬體功能。這些是網路連線、CPU、記憶體和儲存。

• 連線的外設：主機作業系統可用於訪問連線的外設。這些是：網路攝像頭、印表機、鍵盤或掃描器。

• 資料：主機作業系統可用於讀取和寫入檔案、資料夾和網路共享中的資料。

作業系統為虛擬化提供各種服務和操作。可用的服務取決於主機作業系統和虛擬化軟體。作業系統根據程式請求和使用者帳戶控制資源訪問。它可以向程式隱藏資源，方便它們的互動。在虛擬化中，程式在資源有限的容器中執行。每個容器可以容納多個獨立執行或一起執行的程式。

基於作業系統的虛擬化的優勢

作業系統虛擬化優於傳統方法。如下所示。

• 資源隔離確保容器獨立安全地執行，避免衝突。

• 容器輕量級，節省磁碟空間，共享主機系統。

• 它們透過直接訪問硬體資源而無需額外的層來實現更好的效能。

• 容器可以很好地擴充套件，可以輕鬆地在系統之間建立、移動和分發。

• 可移植性允許在各種計算機上執行容器，而不會丟失資料或設定。

基於作業系統的虛擬化的侷限性

作業系統虛擬化面臨挑戰和侷限性

• 容器內某些應用程式和裝置的相容性問題。

• 某些應用程式需要主機作業系統不支援的直接硬體訪問。

• 安全性依賴於主機作業系統的穩定性；攻擊可能會影響所有容器。

• 複雜性需要技能來設定和管理多個容器。

基於硬體的虛擬化

基於硬體的虛擬化將軟體直接安裝在硬體上。它不需要主機作業系統，因此效率更高。虛擬化軟體稱為管理程式，具有簡單的介面。它管理硬體功能，最佳化虛擬機器的配置。當多臺虛擬機器使用硬體時，管理程式可以降低效能開銷。

基於硬體的虛擬化需要相容的裝置驅動程式才能與主機硬體互動。管理程式平臺可能缺少用於已使用作業系統的驅動程式。主機管理功能可能無法與作業系統中的高階功能匹配。

基於硬體的虛擬化的優勢

以下是一些基於硬體的虛擬化的優勢

• 它可以透過減少虛擬化的開銷來提高效能。

• 它可以透過將虛擬機器彼此隔離以及與主機硬體隔離來提高安全性。

• 它可能比基於作業系統的虛擬化更具可擴充套件性。

基於硬體的虛擬化的缺點

以下是一些基於硬體的虛擬化的缺點

• 它需要硬體支援，例如支援管理程式的 CPU。

• 它可能比基於作業系統的虛擬化更昂貴。

• 它可能比基於作業系統的虛擬化更復雜。

總的來說，基於硬體的虛擬化比基於作業系統的虛擬化更安全。但是，它需要硬體支援，並且管理起來可能更昂貴和複雜。

虛擬化：基於作業系統的與基於硬體的

下表重點介紹了基於作業系統的虛擬化與基於硬體的虛擬化的區別

因素	基於作業系統的虛擬化	基於硬體的虛擬化
定義	安裝在主機作業系統內的虛擬化軟體	直接安裝在硬體上的虛擬化軟體
依賴性	依靠主機作業系統進行資源管理	繞過對主機作業系統的需求
效能	由於與主機作業系統的互動，開銷略高	開銷較低，因為它直接訪問硬體資源
資源管理	主機作業系統管理資源分配	管理程式直接管理資源分配
靈活性	受主機作業系統的功能和約束限制	更大的靈活性，因為它可以直接訪問硬體
可移植性	可能受與主機作業系統的相容性的限制	獨立於主機作業系統
硬體相容性	可能在硬體裝置驅動程式可用性方面面臨挑戰	需要相容的硬體和驅動程式
高階功能	可以利用主機作業系統提供的高階功能	可能沒有相同範圍的高階功能
示例	VMware Workstation、Oracle VirtualBox、Microsoft Hyper-V	VMware ESXi、Microsoft Hyper-V、Citrix XenServer

總的來說，對於需要簡單經濟的虛擬化解決方案的組織來說，基於作業系統的虛擬化是一個不錯的選擇。對於需要更安全可靠的虛擬化解決方案的組織來說，基於硬體的虛擬化是一個不錯的選擇。

作業系統虛擬化中的虛擬磁碟

在作業系統虛擬化中，客戶端透過網路連線到虛擬磁碟並啟動安裝在虛擬磁碟上的作業系統。虛擬磁碟有兩種型別

• 專用虛擬磁碟：由單個客戶端使用，類似於本地硬碟。使用者可以根據分配的許可權在虛擬磁碟上儲存資訊。設定在客戶端重新啟動系統時會保留，類似於使用物理本地硬碟。

• 共享/公共虛擬磁碟：多個客戶端可以同時使用。更改儲存在特殊的快取中，該快取在使用者重新啟動或關閉系統時會被清除。當客戶端啟動時，它使用虛擬磁碟上可用的預設配置。

總結

基於作業系統的虛擬化允許在同一硬體上執行多個作業系統。它可以提高效能，支援舊版應用程式並節省空間。核心建立和管理容器，確保資源分配和隔離。由於抽象層，可能會存在相容性和開銷問題。

基於作業系統的虛擬化提供備份、安全管理和硬體訪問。虛擬化軟體處理不同作業系統的硬體，而主機作業系統進行管理。

• 優點：資源隔離、輕量級容器、更好的效能、可擴充套件性和可移植性。

• 挑戰：相容性、依賴於主機作業系統的安全性以及複雜性。

基於硬體的虛擬化繞過主機作業系統，使用管理程式進行直接硬體互動。它優化了配置，但與基於作業系統的相比可能存在一些限制。兩者都有優點和需要考慮的事項，具體取決於特定需求和偏好。