操作系统虚拟化

借助操作系统虚拟化，本地设备上没有预装或永久加载任何内容，也不需要硬盘。一切都通过网络运行，使用一种虚拟磁盘。这个虚拟磁盘实际上是存储在远程服务器，存储区域网络（SAN）或非易失性连接存储（NAS）上的磁盘映像文件。客户端将通过网络连接到这个虚拟磁盘，并使用安装在虚拟磁盘上的操作系统启动。

操作系统虚拟化如何工作？

使用基础设施中的操作系统虚拟化所需的组件如下：

第一个组件是操作系统虚拟化服务器。该服务器是操作系统虚拟化基础设施的中心点。服务器负责在客户端上流式传输虚拟磁盘上的信息，并确定将哪个客户端连接到哪个虚拟磁盘（使用数据库存储此信息）。而且服务器可以本地托管虚拟磁盘的存储，也可以通过存储区域网络（SAN）连接服务器和虚拟磁盘。在高可用性环境中，可以有多个操作系统虚拟化服务器以创建无冗余和负载均衡。服务器还确保客户端在基础设施中是唯一的。

其次，有一个客户端，它将联系服务器以连接到虚拟磁盘，并请求虚拟磁盘上存储的用于运行操作系统的组件。

可用的支持组件包括用于存储服务器的配置和设置的数据库，用于虚拟磁盘内容的流式传输服务，用于连接客户端到操作系统虚拟化服务器的（可选的）TFTP服务和（也是可选的）PXE引导服务。

正如前面提到的，虚拟磁盘包含了系统的物理磁盘的映像，该映像将反映使用虚拟磁盘的系统的配置和设置。当创建虚拟磁盘时，需要将该磁盘分配给将使用该磁盘进行启动的客户端。客户端和磁盘之间的连接是通过管理工具建立的，并保存在数据库中。当客户端具有已分配的磁盘时，可以使用以下过程使用虚拟磁盘启动计算机，具体过程如下图所示：

1) 连接到操作系统虚拟化服务器：

首先，我们启动计算机并与操作系统虚拟化服务器建立连接。大多数产品提供与服务器连接的几种可能方法。其中一种最流行和常用的方法是使用PXE服务，但由于PXE服务的缺点，也经常使用引导程序。尽管每种方法都会初始化网络接口卡（NIC），接收（基于DHCP）的IP地址并与服务器建立连接。

2) 连接虚拟磁盘：

当客户端和服务器之间建立连接时，服务器将在其数据库中查找客户端是已知的还是未知的，并查找为客户端分配的虚拟磁盘。当连接了多个虚拟磁盘时，在客户端上将显示一个引导菜单。如果只分配了一个磁盘，则将连接该磁盘给在步骤3中提到的客户端。

3) 连接虚拟磁盘给客户端：

在客户端选择了所需的虚拟磁盘后，该虚拟磁盘通过操作系统虚拟化服务器连接。在后端，操作系统虚拟化服务器确保客户端在基础设施内是唯一的（例如计算机名称和标识符）。

4) 操作系统“流式传输”给客户端：

一旦连接了磁盘，服务器将开始流式传输虚拟磁盘的内容。软件知道启动操作系统所需的部分，因此首先流式传输这些部分。在系统中传输的信息应该被存储在某个地方（例如缓存）。大多数产品提供了几种缓存这些信息的方式。例如，存储在客户端硬盘上或存储在操作系统虚拟化服务器的磁盘上。

5) 额外的流式传输：

在流式传输了第一部分后，操作系统将开始按预期运行。当需要运行或启动用户调用的功能时，将流式传输其他虚拟磁盘数据（例如启动虚拟磁盘中提供的应用程序）。