基于操作系统的虚拟化

使用基于操作系统的虚拟化有几个好处。您可以在同一台物理硬件上运行多个操作系统。这对于测试不同的操作系统、运行旧版应用程序或节省计算机空间非常有用。另一个优点是可以改善性能。通过将每个操作系统与其他操作系统隔离开来，虚拟化软件可以防止冲突并提高整体系统性能。

它在硬件和操作系统之间创建了一个抽象层。虚拟化软件安装在主机操作系统上。它管理这个抽象层，并允许客户操作系统访问它们所需的硬件资源。

基于操作系统的虚拟化：如何工作

主机操作系统具有一个功能，允许它创建和管理容器。这个功能称为内核。内核控制对每个容器的资源访问和分配。它还将容器与主机系统和其他容器隔离开来。假设容器内有一个程序。这个程序只能使用分配给该容器的资源，无法访问其外部的任何资源。

内核还提供资源管理功能，以限制一个容器对其他容器的影响。例如，容器内的程序可以决定每个容器被允许使用多少CPU时间、内存、磁盘空间和网络带宽。它可以设置限制，以确保它们不会过多使用这些资源。它还可以根据其重要性和需求对某些容器进行优先级排序。

基于操作系统的虚拟化也有一些缺点。它可能对系统产生负担，因为虚拟化软件需要管理硬件和操作系统之间的抽象层。并非所有操作系统都与虚拟化软件兼容。

基于操作系统的虚拟化

基于操作系统的虚拟化是一种工具，可以用来提高计算机的灵活性和性能。

基于操作系统的服务

• 备份和恢复 ：主机操作系统可以用于备份和恢复虚拟机。您可以使用备份工具软件。

• 安全管理 ：主机操作系统可以用于管理虚拟机的安全性。您可以配置防火墙、防病毒软件和其他安全设置。

• 集成到目录服务 ：主机操作系统可以与目录服务（如Active Directory）集成。用户和群组可以进行集中管理。

基于操作系统的操作

• 硬件能力 ：主机操作系统可以用于访问物理系统的硬件能力，包括网络连接、CPU、内存和存储。

• 连接的外设 ：主机操作系统可以用于访问连接的外设，例如摄像头、打印机、键盘或扫描仪。

• 数据 ：主机操作系统可以用于读写数据到文件、文件夹和网络共享。

操作系统提供各种虚拟化的服务和操作。可用的服务取决于主机操作系统和虚拟化软件。操作系统根据程序请求和用户账户来控制资源访问。它可以隐藏程序的资源，方便它们的交互。在虚拟化中，程序在具有有限资源的容器中运行。每个容器可以容纳多个独立或一起运行的程序。

基于操作系统的虚拟化的优势

基于操作系统的虚拟化相对于传统方法具有以下优势。

• 资源隔离确保独立和安全的容器操作，避免冲突。

• 容器轻量且节省磁盘空间，与主机系统共享。

• 通过直接访问硬件资源而无需额外层，性能更好。

• 容器具有良好的可扩展性，易于在系统间创建、移动和分发。

• 可移植性允许在各种计算机上运行容器，而不会丢失数据或设置。

基于操作系统的虚拟化的局限性

基于操作系统的虚拟化面临挑战和限制：

• 与容器内部的某些应用程序和设备兼容性问题。

• 某些应用程序需要主机操作系统不支持的直接硬件访问。

• 安全性依赖于主机操作系统的稳定性；攻击可能影响所有容器。

• 复杂性需要技能来设置和管理多个容器。

基于硬件的虚拟化

基于硬件的虚拟化直接在硬件上安装软件。它不需要主机操作系统，使其更高效。虚拟化软件称为hypervisor，并具有简单的界面。它管理硬件功能，优化虚拟机的配置。当多个虚拟机使用硬件时，Hypervisor可以减少性能开销。

基于硬件的虚拟化需要兼容设备驱动程序来进行主机硬件交互。Hypervisor平台可能缺少用于所使用的操作系统的驱动程序。主机管理功能可能无法与操作系统中的高级功能相匹配。

基于硬件的虚拟化的好处

以下是基于硬件的虚拟化的好处：

• 通过减少虚拟化的开销，可以提高性能。

• 通过将虚拟机与其他虚拟机和主机硬件隔离，可以提高安全性。

• 它比基于操作系统的虚拟化更具可扩展性。

基于硬件的虚拟化的缺点

以下是基于硬件的虚拟化的缺点：

• 它需要硬件支持，例如支持hypervisor的CPU。

• 它可能比基于操作系统的虚拟化更昂贵。

• 相较于基于操作系统的虚拟化，管理起来可能更加复杂。

总体而言，基于硬件的虚拟化比基于操作系统的虚拟化更安全。但是，它需要硬件支持，并且可能更昂贵且更复杂。

虚拟化：基于操作系统与基于硬件的比较

以下表格突出了基于操作系统(OS)的虚拟化与基于硬件的虚拟化之间的区别:

总的来说，基于操作系统的虚拟化是组织需要简单经济的虚拟化解决方案的好选择。基于硬件的虚拟化是组织需要更安全的虚拟化解决方案的好选择。

操作系统虚拟化中的虚拟磁盘

在操作系统虚拟化中，客户端通过网络连接到虚拟磁盘并引导安装在虚拟磁盘上的操作系统。有两种类型的虚拟磁盘：

• 私有虚拟磁盘 ：由单个客户端使用，类似于本地硬盘。用户可以根据分配的权限在虚拟磁盘上保存信息。当客户端重新启动系统时，设置会保留，类似于使用物理本地硬盘工作。

• 共享/公共虚拟磁盘 ：由多个客户端同时使用。更改保存在特殊缓存中，当用户重新启动或关闭系统时会清除。当客户端启动时，它使用虚拟磁盘上可用的默认配置。

总结

基于操作系统的虚拟化允许多个操作系统在同一硬件上运行。它提高了性能，支持传统应用程序，并节省空间。内核创建和管理容器，确保资源分配和隔离。由于抽象层的存在，可能会存在兼容性问题和开销。

基于操作系统的虚拟化提供备份、安全管理和硬件访问。虚拟化软件处理不同操作系统的硬件，而宿主操作系统进行管理。

• 优势 ：资源隔离、轻量级容器、更好的性能、可扩展性和可移植性。

• 挑战 ：兼容性、依赖宿主操作系统的安全性和复杂性。

基于硬件的虚拟化通过使用超级管理程序与硬件进行直接交互，绕过了宿主操作系统。它优化了资源分配，但与基于操作系统的虚拟化相比可能存在一些限制。根据具体需求和偏好，两者都具有优势和注意事项。