试论在计算机系统中虚拟化技术的实践运用

何建平

摘 要：虚拟化技术是基于计算机软硬件构建的虚拟平台。它解决了传统计算机系统无法同时搭载多个应用系统、硬件利用率低、数据容易丢失的难题，同时提高了数据处理效率和数据存储的安全性能。目前在许多行业中，虚拟化技术已经是优化工作流程、提高计算机系统运行效率的有效策略。本文结合虚拟化技术的特点和作用，分别探讨虚拟化技术在企业管理和教育教学领域的应用，进行介绍并提出可靠的建议，为虚拟化技术的普及和应用建言献策。

关键词：计算机系统 虚拟技术 实践应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0154-02

计算机虚拟化技术指的是计算元件在虚拟的基础上运行。虚拟化技术能够进一步简化计算机软件的重新配置过程，拓展硬件容量，大幅度提升计算机运行效率。在本文中，笔者基于计算机虚拟化技术的特点，从不同维度对虚拟化技术的应用进行探讨。

1 计算机虚拟化技术的特点和作用

1.1 特点

计算机虚拟化技术是通过计算机软硬件组件来搭建虚拟平台，使不同的虚拟系统分别独立运行。虚拟平台可以在不同的计算机软硬件系统中独立安装，只需通过一个硬件系统即可实现多种数据服务功能。虚拟化技术的实现需要借助基础物理服务器与操纵系统之间的中间层，来搭载多个虚拟系统和服务应用共享硬件。

1.2 作用

目前，在计算机数据计算和存储功能方面做得比较好的物理服务器有很多种，但大多数都存在硬件利用率低的问题，而且只能完成单一的数据处理任务。而计算机虚拟化技术能够在物理服务器上运行多个相互独立的虚拟系统，各个操纵系统共享物理服务器的硬件资源，使服务器的硬件利用率大大提高。除此以外，计算机虚拟化技术还可以与网络技术有机整合，利用计算机网络进一步优化虚拟化技术的数据处理功能，从而能够容纳更多用户的数据和程序，并且有效保障不同用户之间数据的独立性和保密性。从这点来看，虚拟化技术能够为用户带来更快速、更安全的系统体验。

2 计算机虚拟化技术的应用

2.1 基于技术分类的虚拟化应用

2.1.1 存储器虚拟化应用

虚拟技术主要应用在存储器的主机层、阵列控制器和网络层。在传统计算机环境中，只有一台服务器来计算和存储数据，必须使用不同的服务器来分类存储数据。在这种单一的存储模式下，服务器升级时极易丢失数据，使数据安全缺少可靠的保障，也无法实现数据共享，存储效率整体较低。通过虚拟化技术的应用，就可以使用一台服务器存储不同类别的数据资源，存储空间得到了进一步拓展，并且有助于数据集中检索，其数据共享功能还能防止数据丢失，因此相对与传统存储模式来说，虚拟存储技术有非常明显的数据存储优势。

2.1.2 服务器虚拟化应用

虚拟化技术在服务器中主要应用在操作系统虚拟化、硬件虚拟化和并行虚拟化三方面。就现阶段来讲，硬件虚拟化技术在烟草生产中的应用比较广泛。通过服务器虚拟化技术，可以将多个PC服务器的数据资源全部整合成到一个服务器中，基于业务分类和使用需求为不同的业务分配合适的内存空间和数据资源，大大提高了业务的运行效率。

2.1.3 网络虚拟化应用

当前主流的网络虚拟技术主要有VLAN和VPN。VLAN是通过对局域网进行细分，实现其子网间的数据交换，改善数据泄漏的现状，规避广播风暴对网络数据的破坏作用，保障网络数据完整、安全，同时进一步精简应用管理流程，在保障网络传输安全的前提下提高传输速率。VPN是基于共用网络构建的专用网络，即虚拟网。在VPN虚拟网络中，两个节点之间可以通过基于公用网络服务器中的逻辑网络进行连接，而无需像传统网络一样必须通过端到端的物理链路才能连接，相当于数据传输完全在虚拟环境中实现传输，比传统网络节省硬件材料成本。

2.2 基于应用领域的虚拟化应用

2.2.1 教育教学虚拟化技术的应用

虚拟化技术在交易教学领域的应用，有助于打破学科以及各专业之间的“壁垒”，实现对学科内容的拓展，提高学生对学科的兴趣，促进课堂教学由被动学习向主动学习、互动式学习转型，从以板书为主的教学模式向网络化教学转型，由以课本为主的课余学习向在线一对一指导转型，促进教学手段朝着多元化的方向发展。具体来说，虚拟化技术在教育教学中的应应用方法主要包括以下几个方面。

（1）虚拟仿真技术在教学中的应用。

基于计算机设备的虚拟仿真技术可以应用在课堂仿真实验教学中，比如利用虚拟仿真技术模拟化学方针实验。我们都知道，化学实验通常会涉及一些具有可燃、易爆特性的化学药品，对学生來说有一定的危险性，并且仅凭现有场地设施难以实施，而这一点可以通过虚拟仿真技术实现。再比如在电子电路仿真实验教学中，教师可以根据电子电路的特点构建一个虚拟的实验操作环境，采用虚拟技术分别模拟控制器和控制模型，一方面可以大大减少物质材料产生的实验成本，另一方面可以节省器材，解决部分院校实验器材不足的问题。在地理教学中，关于地球公转与自传的规律、地壳运动规律等抽象的课堂知识，就可以采用计算机设备搭建虚拟仿真模型进行教学，而且课程内容生动形象，对培养学生的课堂兴趣大有裨益。

（2）基于虚拟教室实现远程教学。

基于虚拟教室实现远程教学，就是基于虚拟化技术和计算机设备搭建一个虚拟的学习环境，系统自动分析学生的年龄阶段、性格、特长和学习续期，采用不同的教学方法，通过声像图文等多种形式对学生进行线上辅导，师生之间可以在线交流，达到实时交互的目的。

（3）基于“云计算”实现教学资源共享。

面对人们对计算机资源高计算水平的迫切需求，利用现有计算机资源的合作来代替开发高端服务器的独立计算能力的想法产生，这就是最初的“云计算”理念。云计算技术的工作原理是把数量庞大的中端、甚至低端的计算机资源组合到一起，形成一个规模巨大的资源服务平台。用户不用考虑资源服务平台内部是如何运作的，只需要访问客户端就能获取相应的资源服务，而且可以按使用费用随时获取，灵活性强成本低廉。但是，“云计算”技术的应用只能提高远程教育资源的开放性和共享性，并不能改变教学资源的形式。

2.2.2 虚拟化技术在企业管理中的应用

以Citrix Xen Desktop虚拟桌面为例来介绍虚拟技术在企业信息化管理中的应用。

（1）低成本信息化管理。

相关研究表明，企业购置硬件设备的花费每增加1美元，就会相应增加3美元的管理成本，庞大的硬件管理费用无疑会增加企业的管理成本。Citrix Xen Desktop虚拟桌面在企业管理中的应用，可以降低至少一半的管理费用，通过虚拟服务器的信息共享功能还能简化管理流程，提高管理效率。

（2）灵活性。

使用虚拟机管理程序技术作为虚拟桌面基础结构，能够实现灵活性大为增强的体系结构。物理PC硬件与由PC交付的应用程序之间不再存在逻辑关联，管理PC所需的许多任务因此得以大大简化。使用这种新的体系结构，IT 部门能够更有效地管理桌面环境，尤其是对于超出现有桌面管理工具能力范围之外的最终用户。

3 结语

虚拟化技术的应用范围不仅仅局限在企业管理和教育教学领域，实际上这项技术已经在旅游、影视、政府服务管理等多个领域都有应用，但是它尚处于初期发展阶段，许多技术方面的细节还有待进一步研究，这就需要广大专家、学者不断加强这方面的分析和研讨，结合实践不断优化虚拟技术理论和应用流程，以促进其应用水平的提升。

参考文献

[1] 宗兴寰.浅议计算机虚拟现实技术发展及应用[J].现代信息科技，2019，3（4）：91-93.

[2] 余鹏.计算机虚拟仿真技术分析及其应用[J].现代信息科技，2019，3（1）：81-82，85.