什么是云虚拟化

虚拟机监控程序是云虚拟化的核心组件，是一种运行在物理服务器上的系统软件。它能够在单一的物理硬件平台上模拟多个虚拟机，并为每个虚拟机分配所需的计算资源，如CPU、内存和存储。

虚拟机是由虚拟机监控程序创建，用户可以在其上运行操作系统和应用程序，就像在物理机器上一样。每个虚拟机都是物理计算机的软件模拟，能够独立运行，并与其他虚拟机相互隔离。

虚拟网络是将虚拟机连接在一起的网络基础设施，使它们能够相互通信以及与外部网络连接。虚拟网络可以跨越多个物理网络，为虚拟机提供灵活的网络连接。

虚拟存储是为虚拟机提供的存储资源，可以根据需求动态分配和扩展。常见的虚拟存储类型包括块存储、文件存储和对象存储等。

私有云计算基础设施通常包括硬件、网络基础设施和虚拟化软件的混合。硬件，通常称为云服务器或云阵列，由存储和处理器组成的服务器机架或一组服务器机架构成。网络基础设施将私有云连接到用户，并可能实现与其他本地数据中心或云的连接。中大型企业和组织通常会利用私有云基础设施，因为它们需要对数据进行严格控制、具有大量计算需求或有特定的监管或合规义务，包括医疗保健组织、金融机构以及任何需要处理和存储大量数据的企业。

虚拟化是将IT资源从其底层物理硬件中抽象出来的技术。它使用称为虚拟机监控程序的专用软件在一台物理计算机上创建多个云实例或虚拟机。安装虚拟化软件后，您可以创建一个或多个虚拟机，在完全隔离的虚拟环境中运行不同的操作系统、工作负载和应用程序。

云计算建立在虚拟化之上，云提供商在自己的数据中心设置并维护不同的虚拟环境，利用底层硬件资源。客户可以使用API访问这些云资源，作为完全托管的服务来满足其基础设施需求。

虚拟化软件将物理计算设备划分为一个或多个"虚拟"设备，允许闲置的计算资源被分配和更有效地利用。通过在单个物理服务器上运行多个虚拟机，可以减少所需的物理服务器数量，从而节省空间、电力、冷却和其他基础设施成本。

云虚拟化提供了根据需求动态分配和重新分配计算资源的能力。云提供商可以汇集和动态分配存储、处理能力和其他资源为多个客户服务，优化资源使用。这种资源池和按需供应能力使组织能够根据变化的需求快速扩大或缩小规模，从而提高整体资源利用率。

虚拟化抽象了底层硬件，允许不同的操作系统、工作负载和应用程序在隔离的虚拟环境中运行。与将整个服务器专用于单一应用程序或操作系统相比，这种灵活性可以实现更大程度的物理基础设施共享和利用。

自主计算自动化了按需供应资源的过程，加快了流程，降低了人工成本，并减少了人为错误的可能性。

通过将软件资产和数据集中在云端，更容易对它们进行防火墙保护、监控和保护。同时，在台式机丢失或被盗的情况下，敏感数据也不太可能受到泄露。集中化管理还有利于更好地优化硬件资源、减少软件维护工作，从而提高整体安全性。

云虚拟化创建了多个独立计算设备的可扩展系统，允许将闲置的计算资源分配和更有效地利用。这种自动化可以加快流程、降低人工成本，并减少人为错误的可能性。自动化还为加快IT运营提供了所需的敏捷性，并通过提高基础设施利用率来降低成本。

云安全控制措施，如身份管理、数据隔离和逻辑存储隔离，有助于解决内部攻击、数据泄露和多租户问题等安全问题。这些安全控制措施进一步提高了云虚拟化的整体安全性。

虚拟化软件将物理计算设备分离为多个"虚拟"设备，允许闲置的计算资源被分配和更有效地利用。这种基础设施利用率的提高有助于提高可用性。

NFV（网络功能虚拟化）平台是运行在标准硬件上的软件平台，在实现高可用性方面发挥着重要作用。NFV平台负责由于故障和流量负载变化而动态重新分配虚拟网络功能（VNF）。这种动态重新分配有助于保持高可用性。

灾难恢复即服务（DRaaS）是另一种可以通过异地复制系统和数据来提高可用性的方法，即使在灾难发生后也能保持持续访问。本地数据镜像、浪涌保护和备用电源等预防性策略也有助于提高可用性。

云托管提供商在世界各地拥有数据中心，减少了延迟并提高了用户的可用性。这些提供商还投资了故障转移机制和负载均衡器等技术，以确保其服务和应用程序保持高度可用和全球可访问性。

云虚拟化允许组织快速部署新的虚拟机，根据需要分配更多计算能力，并根据需要调整其IT基础设施，从而提高整体可用性。按需扩展资源的能力以及云基础设施中内置的冗余性有助于通过云虚拟化实现高可用性。

通过云虚拟化技术，企业可以在云端托管虚拟桌面，并通过VDI或远程桌面服务向员工提供访问。这种云托管虚拟桌面可以部署在第三方云服务提供商的平台、私有云或混合云平台。中大型企业和组织通常会选择私有云实现方式，以获得对数据的完全控制权，满足合规性要求。而第三方云服务提供商的虚拟桌面通常采用桌面即服务（DaaS）模式。

对于需要处理和存储大量数据、具有特殊合规要求的企业和组织，如医疗机构、金融机构等，私有云基础设施是更合适的选择。私有云可以为它们提供强大的数据控制能力和计算资源，满足其特殊需求。

在网络连接不可靠或应用程序对本地系统资源有较高要求的环境时，本地桌面虚拟化是更合适的解决方案。它可以充分利用本地硬件资源，提供更佳的用户体验。

通过虚拟化技术，云提供商可以在软件层面定义网络组件，如虚拟路由器、防火墙和负载均衡器，从而实现灵活可扩展的云网络服务。

虚拟机是最常见的云虚拟化形式。它允许在单个物理服务器上运行多个虚拟操作系统，每个虚拟机都拥有独立的操作系统、应用程序和资源配置。虚拟机监控程序负责建立和管理虚拟机，确保不同工作负载之间的隔离和资源利用率最大化。

容器虚拟化提供了一种轻量级、可移植的方式来打包和运行应用程序。容器共享宿主操作系统内核，但进程和资源是相互隔离的。与传统虚拟机相比，容器启动速度更快、占用资源更少，非常适合微服务和云原生应用。

网络虚拟化将虚拟网络与底层物理网络基础设施解耦，实现灵活、安全的网络配置。虚拟私有云就是网络虚拟化的一个例子，VPC内部资源使用私有IP地址进行通信，与外部网络通信则通过安全网关。

桌面虚拟化允许用户访问托管在远程服务器上的虚拟桌面，实现桌面环境的集中管理和安全控制。云托管的虚拟桌面可以基于远程桌面服务技术，并可通过不同的云服务平台提供。

在云环境中使用虚拟机可能会引入性能问题，相比于裸机计算会有一定的虚拟化开销。云资源的多租户性质也可能导致资源争用和性能不可预测。

用户与云资源之间的物理距离可能引入较高的网络延迟，从而影响高性能计算应用程序的性能。

云计算的分布式特性可能导致数据和工作负载跨越多个司法管辖区，引发数据主权和合规性问题，如GDPR或HIPAA法规。此外，云用户对云提供商如何管理其数据和资源的可见性和控制权降低，也会引发隐私问题。

将应用程序和数据迁移到云端是一个重大挑战。这个过程可能会很复杂、耗时且昂贵，尤其是当存在兼容性问题或需要重新设计应用程序以适应云环境时。

组织从本地环境迁移到云环境时，需要选择最佳的数据传输方式，如直接连接、离线传输或两者结合。

将云网络服务与现有的本地和广域网集成是一个挑战，因为云网络依赖于虚拟化来定义网络组件（如虚拟路由器和防火墙），这种集成可能会很复杂。