什么是虚拟机管理

虚拟机监控程序负责在物理主机上分配计算资源（如CPU、内存和存储）给每个虚拟机。管理员可以根据需求动态调整每个虚拟机的资源配置，确保资源利用最大化。这种灵活的资源管理方式比传统的物理服务器更加高效。

通过虚拟机管理工具，管理员可以创建虚拟机模板并自动化部署和配置过程。这不仅提高了效率，还确保了基础设施的一致性，避免了手动配置可能导致的错误。自动化IT管理使得管理虚拟机比管理物理服务器更加简单。

虚拟机可以在几分钟内恢复，而修复或替换物理服务器则需要数小时甚至数天。这种快速恢复能力提高了业务连续性和灾难恢复能力，增强了企业的整体弹性。

对于最终用户而言，虚拟机的操作与物理服务器类似。每个虚拟机都有自己的操作系统、设置、配置和安装的应用程序。用户可以像访问物理服务器一样访问和使用虚拟机。

通过在单台物理服务器上运行多个虚拟机，可以显著提高硬件资源的利用效率。企业无需为每个应用程序或服务购买专用硬件，节省了硬件成本。

使用亚马逊云科技等云服务提供商提供的基于虚拟机的云资源，企业可以根据实际需求灵活扩展或缩减计算、存储和网络资源。这种按需付费的模式避免了过度配置或资源浪费。

与物理服务器相比，虚拟机可以更快地恢复运行。当IT基础设施遭受自然灾害或网络攻击时，管理员只需从备份中恢复虚拟机映像，即可快速重建系统，提高了业务连续性和恢复能力。

通过虚拟机管理，IT管理员可以创建预先配置的虚拟机模板，然后根据需求快速部署多个相同配置的虚拟机实例。这不仅提高了效率，还避免了手动配置过程中可能出现的错误。

虚拟机可以轻松地创建、克隆和迁移，而无需明确的审计线索，这使得监控网络活动、验证访问权限和检测虚拟资源的不当使用变得困难。这种情况也容易绕过现有的安全实践。

当多个虚拟机同时运行在同一主机上时，由于它们共享主机的硬盘等资源，会导致性能的可变性和不稳定性。虚拟机之间会相互竞争共享资源，引起性能的不可预测和波动。

虚拟机可能运行与主机系统安全措施不兼容的操作系统和软件，需要单独的恶意软件防护，而这些防护措施可能与主机不完全兼容。这增加了管理虚拟环境安全性的复杂性。

现代应用通常采用分布式多层架构，关键组件不再托管在单一机器上，而是运行在虚拟机中。这给基于虚拟化和云的环境下的应用性能监控带来了独特的挑战。

系统虚拟机也称为全虚拟化虚拟机，它们提供了一个真实机器的替代品，可以执行完整的操作系统。系统虚拟机使用了hypervisor（虚拟机监控器）来共享和管理底层硬件，允许多个独立的环境在同一台物理机上运行。现代hypervisor利用硬件辅助虚拟化功能来提高效率。

进程虚拟机旨在在独立于平台的环境中执行计算机程序。一些虚拟机模拟器（如QEMU）还能够模拟不同的系统架构，允许执行为其他CPU或架构编写的软件。

除了传统的虚拟机管理之外，还有基于容器的虚拟化方式，如LXC。容器虚拟化提供了操作系统级别的虚拟化，可以在单个操作系统内核上运行多个隔离的用户空间实例。

一些虚拟化技术采用了混合方法，如通用中间语言（CIL），它允许既进行受控的内存管理，又能直接操作指针。这种方法结合了不同虚拟化技术的优点。 无论采用何种虚拟化技术，虚拟机管理通常还涉及使用管理软件来集中控制和配置虚拟机、确保安全合规性以及优化资源分配等任务。

虚拟磁盘和虚拟驱动器是模拟实际磁盘存储设备的软件组件，可以采取磁盘映像、逻辑磁盘、RAM磁盘或映射网络驱动器多种形式。这些虚拟存储组件通常用作硬件虚拟化中虚拟机的一部分。

内核同页合并（KSM）等内存管理技术允许在同一物理机上运行的多个虚拟机之间共享相同的内存页面，可以提高内存利用率和效率。虚拟机还允许运行与主机硬件不兼容的客户机操作系统，从而提供更大的灵活性。

虚拟机管理还涉及使用各种软件工具和平台。这些工具提供了创建、编辑、启动和停止虚拟机的功能，以及迁移和其他管理功能。

虚拟机是在物理计算机上运行的软件定义的计算机，具有独立的操作系统和计算资源。物理计算机称为主机，虚拟机称为客户机。多个虚拟机可以在单个物理机上运行。 虚拟机监控程序（Hypervisor）是管理计算机中多个虚拟机的软件组件。它确保每个虚拟机获得分配的资源，并且不会干扰其他虚拟机的运行。有两种类型的虚拟机监控程序：裸机虚拟机监控程序和托管虚拟机监控程序。

除了虚拟机和虚拟机监控程序外，管理软件也是虚拟机管理的关键组件，用于集中控制和管理IT基础设施。管理员使用此软件实施一致的配置、确保安全合规性并优化资源分配。 自动化技术也很重要，可加快集成和服务器供应等繁琐且容易出错的手动任务。实施私有云环境的组织必须提供自动化功能，以提高云基础设施管理效率。

虚拟机在设计时就考虑了安全性，通过对指针和内存访问的控制来确保类型安全的数据访问，防止代码绕过虚拟机本身。还添加了额外的安全层，如代码验证器、堆栈验证器等其他方法。

虚拟机可以提供不同的内存管理模式，一些提供安全的自动内存管理，而另一些允许直接指针操作。还有一些提供了混合方法。

代码安全性是指将代码的访问限制在一组预定义的函数和数据集内，进一步增强了安全性。在虚拟环境中还可以部署虚拟防火墙、路由器和其他网络设备，以提供健壮的安全性和网络组织。

虚拟网络仍然可能存在与物理网络类似的漏洞，例如用户可以访问同一虚拟网络上的所有机器，并且可以利用一个虚拟机来攻击其他虚拟机。监控和记录虚拟机到虚拟机的流量以及虚拟网络上运行的异常服务也是一个挑战。

对于基于某些虚拟机监控程序的虚拟机，它们可以从操作系统的安全功能中获益。这确保了所有虚拟环境都严格遵守各自的安全边界，可加强数据隐私和治理。虚拟机监控程序本身对于虚拟化环境的整体安全态势也至关重要。影响虚拟机监控程序的任何问题都将影响在其上运行的所有虚拟机，因此使用具有内置保护措施的虚拟机监控程序来确保工作负载的完整性是非常重要的。 某些轻量级虚拟机监控程序允许组织在安全的云环境中更快地创新，将虚拟机监控程序管理任务委派给特定的硬件和软件。这样可以更有效地利用服务器资源并提高安全性。

适当的内存管理对于虚拟机的高效运行至关重要。一些虚拟机需要通过跟踪指针引用来实现安全的自动内存管理，而另一些则允许直接指针操作。无论采用何种方式，都需要确保内存使用的高效和安全。

代码安全性也是虚拟机管理的一个重要方面。虚拟机需要限制代码只能在一组预定义的功能和能力范围内运行，以防止恶意代码的执行。此外，虚拟机迁移、克隆和意外部署等操作也可能引入安全风险，需要采取相应的措施加以防范。

对于团队的管理，最佳实践包括明确定义团队的目的和程度，从全球人才库中精心挑选最佳人员，举办启动研讨会以建立信任、明确角色并培训通信技术。此外，通过激励措施、奖励机制和管理沟通流程等方式保持控制也是非常重要的。

成功的虚拟机管理需要周密的规划和协调的实施，以确保数据完整性和系统连续性。这包括让所有利益相关者参与确定系统组件、配置修改和组织技术资产的报告指标；使用适当的软件工具跟踪不同文件、依赖项和环境中的相关配置更改；在开发早期阶段测试配置更改的潜在影响；跟踪所有计算机和设备（无论是公共、私有还是混合网络）上的单个配置项；以及从单一控制中心有效管理所有部署的软件。