计算机系统的虚拟化技术高效性分析

刘源

摘 要：虚拟化技术自提出之日起就在计算机系统中得到了广泛应用，而且其应用广度和深度还在随着时间的延续而不断增加，这对增强计算机系统的运行高效性、工作可靠性和使用便捷性等均具有重要意义，必须得到充分的重视。

关键词：计算机系统；虚拟化技术；高效性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.113

1 引言

虚拟化技术自提出之日起就是受到了广泛的关注，而将其应用到计算机系统中后，使得计算机的系统内容极大地拓展，计算机系统的运行速度和使用效率更是明显提高。现阶段，虽然虚拟化技术给计算机系统的使用、运行和管理水平都带来了明显的提升，但虚拟化系统的高效性还远未得到彻底的开发，加强对虚拟化系统的研究和应用工作，则不仅可以促使虚拟化技术本身不断取得进步，而且还能使其在高效能方面的优势得到充分体现，这对增强计算机系统的工作可靠性、运行高效性和使用便捷性等均具有重要意义。

2 计算机系统虚拟化技术的概述

计算机虚拟化技术从本质上来说可以被看作是计算机技术的一个发展分支，其主要是通过组件，利用不同的软、硬件技术来实现对系统平台的虚拟，从而实现多个虚拟系统间的相互独立和互不干扰。这种虚拟化的系统平台实现了不同操作系统和服务程序都可以安装的特点，从而就实现了在一个硬件平台上就整合了多种数据服务的功能。现实中，虚拟化技术一般要在基础物理服务器和操作系统之间插入中间层（如图1所示），然后在这个中间层之上，可允许多个操作系统和服务应用共享硬件。我们将插入的中间层称作“元”操作程序（Hypervisor），它也是实现计算机系统虚拟化的核心所在。

现实中，很多物理服务器的数据计算和存储性能都比较优秀，但这些服务器却往往只承担着单一的任务，硬件资源的利用率较低。而通过运用虚拟化技术，就可以在物理服务器上搭建多个操作系统，通过让多个操作系统及其服务程序来共享物理硬件，从而可以使服务器的硬件资源利率获得大幅度的提升。此外，通过将虚拟化技术和云计算技术相结合，可以为用户提供更好的数据处理和存储服务，每个用户的数据和程序都可以被放置在虚拟机中运行，并可以利用虚拟机间的独立性和隔离性来确保数据的保密和安全。

3 高效能虚拟技术的实现目标

3.1 高效性

应用虚拟化技术的最主要目标就是实现多系统服务的并行处理，这也是虚拟化技术高效性的直接体现。因为虚拟化技术具有高效能、开销低的特点，所以通过操作系统中的虚拟化技术应用，可以实现多用户在数据分析、任务提交和数据计算等过程中的相互独立，这就降低了数据丢失的风险。

3.2 安全性

在一般的计算机系统中，存在着很多数据安全问题，而这些问题会降低系统的性能，导致运行效率降低。但通过运用虚拟化技术，各个用户的运行环境被进行了安全隔离，这就提升了数据处理和存储过程的安全性。

3.3 可靠性

虚拟化技术采用了服务质量保证和用户登陆环境的动态控制与迁移技术，从而能够在整体上降低系统性能的损失，增强了系统的可靠性。

4 计算机系统虚拟化高效性体现内容的分析

4.1 服务器虚拟化

通过运用虚拟化技术，可以在服务器的硬件之上搭建出一层兼容硬件，而这个兼容硬件层几乎可以将物理服务器中所具备的一切硬件设备都模拟出来。这种状态不仅可以从根本上提升服务器硬件资源的利用率，而且还可以有助于系统文件的备份和恢复。

4.2 平台虚拟化

虚拟化技术还可以实现对硬件的虚拟化，例如CPU、内存、存储介质等硬件。这种虚拟化是通过在硬件层和操作系统层之间插入Hypervisor层的方式来实现的，各个操作系统不再运行在计算机硬件上，而是运行在Hypervisor上。因为Hypervisor层可以实现对各种硬件资源的完全模拟，所以传统计算过程中的各种应用需求在Hypervisor层上都能得到较好的满足，这就有效地保障了资源的访问和系统的正常运行。

4.3 虚拟化存储技术

虚拟化存储技术是在当前社会生产和生活对硬件存储量的要求不断提升的背景下被提出的，它是对计算机存储容量的一个重要补充。现实中，在利用虚拟化存储技术时，需要对虚拟化系统的可行性、可管理性、可扩展性以及安全性等问题进行重点关注，同时对其实现成本和投资花费等也进行综合考虑。

4.4 数据保护工作

应用虚拟化技术，可以在一个操作系统中建立多个用运行环境，这些环境被不同用户使用，并且彼此之间可以实现完全隔离。因为是在同一个操作系统内核中运行，所以系统性能的损失就被降到了最低，同时因为用户运行环境之间的相互独立，使得数据保护和管理的效率获得了明显提升。

5 结束语

虚拟化技术自提出之日起就在计算机系统中得到了广泛应用，而且其应用广度和深度还在随着时间的延续而不断增加，这对实现计算机系统的高效性意义重大，必须得到充分的重视。

参考文献：

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