前言

大家好我是jiantaoyab，這是我所總結(jié)作為學習的筆記第十八篇，在這里分享給大家，這篇文章講虛擬技術(shù)就是大家平時用到的云服務(wù)器是什么。

虛擬機技術(shù)變遷

虛擬機（Virtual Machine）技術(shù)，其實就是指在現(xiàn)有硬件的操作系統(tǒng)上，能夠模擬一個計算機系統(tǒng)的技術(shù)。而模擬一個計算機系統(tǒng)，最簡單的辦法，其實不能算是虛擬機技術(shù)，而是一個模擬器（Emulator）。

解釋型虛擬機

要模擬一個計算機系統(tǒng)，最簡單的辦法，就是兼容這個計算機系統(tǒng)的指令集。我們可以開發(fā)一個應(yīng)用程序，跑在我們的操作系統(tǒng)上。

這個應(yīng)用程序呢，可以識別我們想要模擬的、計算機系統(tǒng)的程序格式和指令，然后一條條去解釋執(zhí)行。

在這個過程中，我們把原先的操作系統(tǒng)叫作宿主機（Host），把能夠有能力去模擬指令執(zhí)行的軟件，叫作模擬器（Emulator），而實際運行在模擬器上被“虛擬”出來的系統(tǒng)呢，我們叫客戶機（Guest VM）。

開發(fā)機上跑的 Android 模擬器，其實就是這種方式。

這種解釋執(zhí)行方式的最大的優(yōu)勢就是，模擬的系統(tǒng)可以跨硬件。

比如，Android 手機用的 CPU 是 ARM 的，而開發(fā)機用的是 Intel X86 的，兩邊的 CPU 指令集都不一樣，但是一樣可以正常運行。

Type-2

我們需要一個“全虛擬化”的技術(shù)，也就是說，我們可以在現(xiàn)有的物理服務(wù)器的硬件和操作系統(tǒng)上，去跑一個完整的、不需要做任何修改的客戶機操作系統(tǒng)（Guest OS）。

那么，我們怎么在一個操作系統(tǒng)上，再去跑多個完整的操作系統(tǒng)呢？

答案就是就是加入一個中間層。在虛擬機技術(shù)里面，這個中間層就叫作虛擬機監(jiān)視器，英文叫 VMM（Virtual Machine Manager）或Hypervisor。

如果說我們宿主機的 OS 是房東的話，這個虛擬機監(jiān)視器呢，就好像一個二房東。我們運行的虛擬機，都不是直接和房東打交道，而是要和這個二房東打交道。我們跑在上面的虛擬機呢，會把整個的硬件特征都映射到虛擬機環(huán)境里，這包括整個完整的 CPU 指令集、I/O 操作、中斷等等。

在 Type-2 虛擬機里，虛擬機監(jiān)視器好像一個運行在操作系統(tǒng)上的軟件。客戶機的操作系統(tǒng)把最終到硬件的所有指令，都發(fā)送給虛擬機監(jiān)視器。而虛擬機監(jiān)視器，又會把這些指令再交給宿主機的操作系統(tǒng)去執(zhí)行。

Type-1

在數(shù)據(jù)中心里面用的虛擬機，我們通常叫作 Type-1 型的虛擬機。

這個時候，客戶機的指令交給虛擬機監(jiān)視器之后呢，不再需要通過宿主機的操作系統(tǒng)，才能調(diào)用硬件，而是可以直接由虛擬機監(jiān)視器去調(diào)用硬件。

另外，在數(shù)據(jù)中心里面，我們并不需要在 Intel x86 上面去跑一個 ARM 的程序，而是直接在 x86 上虛擬一個 x86 硬件的計算機和操作系統(tǒng)。所以，我們的指令不需要做什么翻譯工作，可以直接往下傳遞執(zhí)行就好了，所以指令的執(zhí)行效率也會很高。

所以，在 Type-1 型的虛擬機里，我們的虛擬機監(jiān)視器其實并不是一個操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用層程序，而是一個嵌入在操作系統(tǒng)內(nèi)核里面的一部分。

無論是 KVM、XEN 還是微軟自家的 Hyper-V，其實都是系統(tǒng)級的程序。

Docker

Type-1 型的虛擬機有一個資源的浪費，在我們實際的物理機上，我們可能同時運行了多個的虛擬機，而這每一個虛擬機，都運行了一個屬于自己的單獨的操作系統(tǒng)。

多運行一個操作系統(tǒng)，意味著我們要多消耗一些資源在 CPU、內(nèi)存乃至磁盤空間上。

其實我們很多時候想要租用的不是“獨立服務(wù)器”，而是獨立的計算資源。

在服務(wù)器領(lǐng)域，我們開發(fā)的程序都是跑在 Linux 上的。其實我們并不需要一個獨立的操作系統(tǒng)，只要一個能夠進行資源和環(huán)境隔離的“獨立空間”就好了。使用 Docker 來搭建微服務(wù)。

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[外鏈圖片轉(zhuǎn)存中…(img-U6YIWV1k-1710751743446)]

通過 Docker，我們不再需要在操作系統(tǒng)上再跑一個操作系統(tǒng)，而只需要通過容器編排工具，比如 Kubernetes 或者 Docker Swarm，能夠進行各個應(yīng)用之間的環(huán)境和資源隔離就好了。