怎么实现服务器或虚拟主机再建立虚拟机，并且ip不同

　　服务器 虚拟化有很多种技巧，这里我们将主要解释有关在硬件上模拟运行两个或者更多操作系统的服务器虚拟化。

　　可以说，因为虚拟化技术避免了服务器使用浪费，所以这项技术获得了广泛应用。一般来说，一台服务器装载和使用一个物理服务器操作系统。一般服务器的平均CPU利用率仅为10%左右。

　　如果只运行一台服务器的话，保持这个状态没有什么问题。可是，如果运行多台服务器的话，这会导致CPU资源的极大浪费。

　　这就是服务器虚拟化引起人们关注的原因。虽然服务器虚拟化有很多种技巧，但是用VMware、Hyper-V和XenServer等模拟硬件来运行两个甚至更多操作系统的方法都是差不多的。使用这种方法的话，我们可以在一台物理服务器上的虚拟机中运行两个或者更多个环境。从服务器操作系统中看，这台虚拟机和物理服务器是是一样的。因为虚拟机可以装载包括Windows

40到Windows Server 2008的不同版本操作系统，以及Windows和Linux的混合环境，这都是服务器虚拟化吸引人们关注的亮点。

　　不管怎么说，不浪费大量空闲的物理服务器CPU资源应该是对系统管理者来说最大的优点。如果5台服务器被整合成为1台服务器的话，能耗也会大大削减。因此绿色IT也成为服务器虚拟化受到重视的原因之一。

　　选择哪个服务器虚拟化软件

　　物理服务器和服务器虚拟化软件是服务器虚拟化的必要组成部分。

　　现在市场中有各种各样的服务器虚拟化软件，不过VMware可以说是占据了大多数份额。VMware的ESXi是一款提供了虚拟化和基本服务器程序的软件，而另一方面，Infrastructure

3除了程序之外还捆绑了相关管理软件。

虚拟主机

　　目前VMware的最大竞争对手恐怕就是Hyper-V了。Windows Server

2008除了提供Hyper-V之外，还提供了两个形式的Hyper-V Server，这些都是免费的。Hyper-V的最大好处是让Windows Server

2008可以使用多个硬件。

　　作为VMware的竞争产品，Citrix的XenServer也引来了人们的关注。XenServer是一款基于Xen

hypervisor的开源虚拟化产品，其管理工具CUI是其最大的亮点。因为hypervisor最早是用于Linux服务器的，所以如果用户主要使用的是Linux服务器的话，尝试使用XenServer会更好一些。Citrix目前正在准备XenServer

Express版本，而且未来还计划推出更高级别的版本。

　　那么，究竟应该选择哪种虚拟化软件呢因为具体用法不同，所以我们不能在这里一概而论。如果就实际情况来说的化，应该是选择VMware吧。而且VMware可以说是虚拟化市场内的老牌厂商了，企业采用VMware的产品会更放心一些。而另一方面，微软的优势则在于免费的Hyper-V。因为Hyper-V是与Windows

Server集成的，所以如果以微软产品作为系统的主要构成部分，与微软管理工具的集成度很高的话，使用Hyper-V更合适一些。而XenServer的最大特点是与Linux的高度集成性，因为XenServer最大价值的体现为围绕Linux服务器的。

　　硬件怎样做才好

　　由于各种服务器虚拟化软件有所不同，所有我们在这里有必要详细谈谈服务器虚拟化的物理设备。共同点是是否装载了虚拟化功能的64位CPU。即使已经确定在客户PC中采用了Intel或者AMD的CPU，也要详细说明采用的是Core

2双核或者四核、Core i6、Phenom还是Athlon。

　　内存容量是服务器虚拟化的关键因素，虚拟化可以提高CPU的利用率。因为如果5台服务器使用1GB虚拟内存，那么有必要安装5GB内存，而且这是最低的。因此，确认内存的最大装载容量在虚拟化时代挑选服务器的关键点。

　　除此之外的另一个重要因素是网卡。因为VMware对网卡是有限制规定的，所以可能会出现即使安装了网络也不能访问的问题。同时，因为虚拟机是共享网络网卡的，如果用虚拟机运行需要频繁访问的应用，那么最好准备两个或者更多个网卡。

　　在存储方面，Hyper-V和XenServer也能灵活使用SATA

HDD。另一方面，SCSI系统的HDD(例如SAS)主要是针对VMware设计的，现在还不能简单地使用SATA

HDD(可以使用SATA对应的RAID卡)。在外部存储(SAN、NAS和iSCSI)方面，服务器虚拟化的软件都是对应的。

　　服务器虚拟化很难

　　上面我们介绍了运行服务器虚拟化必要的软件和硬件。你也许会觉得服务器虚拟化很复杂。这时候选择装载了hypervisor的物理服务器产品会更方便。

　　因为USB存储器和SD卡具有可以保存小型文件的特点，VMware

ESXi可以利用USB存储器来启动存储设备，并将其嵌入到其他厂商生产的服务器产品中。这样用户打开电源马上就可以利用服务器虚拟化环境。因为目前市场中已经有采用这种方法的XenServer服务器，所以不妨买来尝试一下。

　　Hyper-V的情况更简单。如果是预装了Windows Server 2008

64位版本的服务器，安装以后马上就可以使用虚拟化功能。而且不少服务器厂商都提供了对Hyper-V的支持，如果选择这些厂商的产品也可以马上使用虚拟化环境。所有这些都可以解释服务器虚拟化普遍应用的原因。

目前虚拟化主要可以划分为三种类型，分别是寄居虚拟化、裸金属虚拟化和操作系统虚拟化。

寄居虚拟化，其实现方式是直接安装和运行应用程序即可，因此其最大的优点便是易于实现，但是因其主要依托主机操作系统对设备的支持，性能损耗较大。实现这类虚拟化的产品主要有VMware workstations 、virtual PC。

操作系统虚拟化，也是易于实现，管理也比较简单，启动快，但是因其多容器共享一个操作系统，隔离性比较差。实现这类虚拟化的产品主要有Docker。

裸金属虚拟化，实现这样的虚拟化，其虚拟机是不依赖操作系统，并且可以同时支持多种操作系统，多种应用，也正是如此，其技术难度要求比较高，开发的难度也比较大。实现这类虚拟化的厂商需要具备一定的技术能力。国外比较出名的有VMware Vsphere，国产自主化的有云宏CNware等。

另外，由于国家安可战略的实施，对于网络信息安全的进一步重视与强调，做服务器虚拟化还是尽可能的选择国产自主的产品

服务器虚拟化技术成为当前数据中心的主流发展方向。服务器虚拟化技术提高了可用性，减少IT成本和支持未来的业务增长。然而，服务器虚拟化技术由此带给数据中心的服务器安全问题也不容忽视。 企业保护自己的虚拟服务器环境的安全是非常重要的，特别是虚拟化不仅已经在服务器中更普遍的应用，而且在存储、操作系统、台式电脑和网络资源等方面也在广泛应用。虚拟服务安全的主要问题，以及如何更好地控制这些问题，同时为虚拟化进一步向数据中心普及做好准备。 1、解除服务器虚拟化安全隐患之管理、责任和政策 管理虚拟化的主要问题是谁负责虚拟资源。与物理服务器不同，物理服务器由在这个物理区域的管理员直接负责，虚拟服务器的责任通常是不明确的。当涉及到虚拟化的时候，会出现如下问题：谁负责、谁应该拥有访问权、谁应该配置和保证这个环境的安全这个责任是应该由业务部门、服务器管理员还是一个集中的主管理员负责 当设法解决这些问题时，遵循的一个简单的规则是对待重要的虚拟服务器应该像对待物理服务器一样采取同样的控制措施。例如，如果你没有把你的SAP服务器的根口令提供给主要管理员以外的其他人，对于你的虚拟SAP服务器也要制定同样的规则。 应用安全虚拟解决方案定义和管理整个新的环境中的政策。当遇到虚拟安全的问题时，IT管理员需要制定正确的政策安全地保护自己的系统。然而，这些政策必须足够灵活以保证它们没有太多的限制。IT管理员需要询问使用当前的安全政策是否可以实现服务器虚拟化的全部好处。一个理想的解决方案是通过保证虚拟化不绕过现有的安全控制措施让用户保持对自己的基础设施的控制。这需要高水平的集中批准和控制。 2、解除服务器虚拟化安全隐患之遵守法规 随着一些虚拟服务器变成拥有极少控制的看不见的网络，就会出现遵守法规的问题。对于没有专门负责监视每一台主机内部虚拟机的全部互动情况的数据中心管理员来说，这是很成问题的。随着虚拟化继续向主流应用发展，有许多遵守法规的强制规定将不可避免地影响到虚拟化的应用。例如，这些遵守法规的强制规定之一是PCI-DSS(支付卡行业数据安全标准)。 在零售行业，定义信用卡处理的规定(PCI-DSS要求221)要求企业每台服务器仅执行一项功能。这使人们对这个规定有许多解释。有些零售商也许把这个规定解释为每台物理服务器仅执行一项任务。有些企业仅把这项规定严格地限制在部署虚拟服务器方面。由于标准含糊不清，单个的企业正在采取不同的方式使用虚拟化技术处理信用卡信息。这会暴露持卡人的数据和没有使用新的行业规定遵守法规，从而引起企业的风险。使用一个有经验的综合者解决这个问题。PCI安全标准委员会最近恢复了一个特别兴趣组，以澄清审计人员和用户在虚拟化方面遇到的一些问题。这个兴趣组将在2009年年底之前提供第一轮建议。 在处理服务器虚拟化的遵守法规的问题，企业需要理解自己的风险。建立一个安全的审计跟踪作为遵守内部和外部审计者规定的证明，实时报警和联合流程仍是虚拟环境优先考虑的事情。如果一家公司能够现实地处理自己的风险，它就很容易解决审计者担心的问题并且保证能够修复任何问题。 随着他们允许机构保持老式的服务、操作系统和应用程序，同时继续推进数据中心优化的努力，虚拟机将更加流行。因此，没有一个管理这些老式系统的撤销过程的明确的计划，就会存在风险并且会给企业带来新的重大安全风险。有一种推测认为，老式系统中使用的安全措施能够在虚拟化环境中提供同样的安全保护。企业把老式的安全措施当作安全系统是不安全的，不会以同样的方式发挥作用，从而使企业容易遭到安全攻击。 3、解除服务器虚拟化安全隐患之保证虚拟化安全并监视虚拟化 把服务器虚拟化推广到生产环境的一个重要挑战是保证平台的安全并且进行监视以便解决安全漏洞。与在裸机上运行的操作系统/应用程序不同，在一个虚拟化平台上运行的虚拟机是这个系统的活动部件。虚拟机管理员能够复制和把虚拟机镜像从一台服务器迁移到另一台服务器，在迁移中携带那个虚拟机、操作系统和支持的应用程序等全部内容。IT部门还能够在运行状态暂停、拷贝和把虚拟机从一台服务器迁移到另一台服务器。 当然，这种灵活性还会产生安全漏洞。随着虚拟机的不断的上线和下线，或者根据需要从一台服务器迁移到另一台服务器，安全控制措施需要反映这些变化。此外，随着虚拟机从一台服务器迁移到另一台服务器，这些虚拟机也许会为传统的防火墙检测不到的危险和攻击敞开大门。处理这种安全漏洞的一个理想的方法是利用高级记录事件管理技术。这使企业能够监视各种虚拟化基础设施组件以便检测虚拟化平台中将发生什么事情。这包括监视具体的事件、失败的登录和其它可以认为是违法政策的活动。这种技术还能够让机构详细地理解有权限的用户能够对单个虚拟机做什么。 由于虚拟机的设置和运行时间都比传统的物理服务器更短暂，这将引起额外的担心。这产生了一些风险情况。在这种情况中，虚拟机不可能上线进行安全扫描、升级和使用补丁。当发生故障的时候，找到故障原因也是很困难的，因为虚拟机不断地建立和撤销，快照和检查点经常退回重来。机构部署目前可用的软件管理解决方案管理离线虚拟机和物理服务器以避开这些安全问题是非常重要的。 由于数据中心的虚拟机数量比物理服务器的数量多，保证这些虚拟机避免遭到病毒攻击是比较复杂的。由于虚拟机数量更多，病毒能够成倍地传播，攻击的服务器数量要把纯物理服务器环境中攻击的服务器数量多。传统的网络管理工具看不到虚拟机与虚拟机之间的通讯。要在这种情况下提供帮助，不同物理服务器上的虚拟机池需要在自己的专用网络上相互沟通，能够完全访问共同身份识别和加密等安全功能。 虚拟机镜像将保留在文件中。结果，由于这些文件很容易复制，这就增加了风险。有一些可用的选择可以管理这些特殊问题。虚拟机镜像本身中的秘密数据不应该轻松地访问。最起码的是企业应该加密这些数据或者把这些数据存储到其它的存储位置(这可以是虚拟的或者物理的)。此外，加强管理来自网络的虚拟机镜像能够更严格进行控制，保证最低限度地访问这些镜像和增加身份识别。 4、解除服务器虚拟化安全隐患之虚拟机蔓延和移动 许多企业日益担心虚拟机蔓延问题。除了日益增加的管理复杂性和日益提高的数据中心成本之外，人们还日益担心缺少可用的控制措施避免业务部门经理自己创新大量新的虚拟服务器。使这种担心更加严重的是这些新的服务器也许是在没有保证适当管理和安全的情况下创建的。 与虚拟机蔓延和轻松地在物理服务器之间迁移虚拟机有关的一个重要问题是支持环境的可持续性。这个主要问题是不同的虚拟机工作量通常有不同的与存储、计算和网络有关的要求。控制这个风险需要明确地关联虚拟机工作量和适当的要素分类，以及确保维持必要的安全态势。 当考察软件管理解决方案的时候，企业有必要评估他们支持基于政策的向这个环境动态分配虚拟机的能力。这种能力通常称作“沙箱”。沙箱是隔离运行的应用程序的一种安全机制。沙箱经常用来执行没有经过测试的代码或者没有经过验证的第三方、供应商或用户的应用程序。这种方法通过阻止应用程序向沙箱外部写数据的方法来保证应用程序的安全，阻止进入系统的病毒和其它恶意活动进行破坏。 保持所有相关活动的审计记录也是非常重要的。一个有关正在运行的情况的漫游快照能够让管理员回去进行验证、优化和监视用户活动， 并且保持一个准确的快照。通过运行在同一个沙箱中的与遵守法规有关的应用程序，与其它更普通的应用程序隔离开，企业能够减少数据泄漏的风险。这允许企业保持一个适当的安全态势并且根据传统的数据分类按照政策隔离虚拟机。 为了减少虚拟机蔓延，企业应该利用一些时间培训管理员有关虚拟基础设施开发、管理和安全的知识。他们要求明确地理解虚拟化技术和虚拟化技术与传统的IT基础设施的区别。IT人员必须有正确的工具进行有效的管理。但是，IT人员还需要进行培训以正确地管理这个新的基础设施。 5、解除服务器虚拟化安全隐患之安全改进 机构能够继续改善他们的安全态势。下面是一些额外的建议： ·减少服务器关机时间。虚拟机能够在完全运行的时候进行备份，因此要确认你的系统在继续运行以保证实时备份。如果一个系统发生故障并且管理员执行了实时备份或定时快照，系统会很快恢复。如果恢复是必要的，那么，退回重来就像提取最新的快照一样简单。 ·改善IT效率。企业利用一个批准的黄金镜像能够实现增强的安全性和管理性。这个黄金镜像为一个桌面提供各种存储在防火墙后面的用户资料。这样做企业能够显著改善生产率，帮助改善IT运营。这种做法就是保证每一个使用的虚拟机都是根据经过批准的黄金镜像制作的，无论这些虚拟机用于开发、测试或者生产都是如此。 ·提高灵活性。为了向一切都是服务的模式的过渡，企业能够定义和应用合适的数据分类和分离。这还能够使企业更轻松和更自信地恰当地选择专有的和公共的云计算解决方案。这是因为虚拟化能够参考SOA让实施更方便地在云计算环境中管理和部署。 随着虚拟化继续推动数据中心的发展，采用超越物理环境的最佳安全做法、政策和解决方案并且像对待物理环境一样警惕地对待虚拟环境是非常重要的。理解你的企业的安全风险状况，应用适当水平的安全措施能够让你的企业从虚拟解决方案中获得巨大的好处，同时为未来的数据中心技术创新创造一个舞台。 以上五大服务器虚拟化安全优化策略，是完善服务器虚拟化的关键所在。朗思通普做为HP服务器铂金代理商，专业代理惠普服务器、惠普存储等商用产品与配件，提供HP服务器虚拟化配置、安装、优化等一站式解决方案。

虚拟化技术有哪些

　　1、CPU虚拟化

　　虚拟化在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。简单说来，CPU的虚拟化技术就是单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

　　2、网络虚拟化

　　网络虚拟化是目前业界关于虚拟化细分领域界定最不明确，存在争议较多的一个概念。微软眼中的“网络虚拟化”，是指虚拟专用网络（***）。***对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护IT环境，防止来自Internet的威胁，同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。

　　3、服务器虚拟化

　　与网络虚拟化不同，服务器虚拟化却是虚拟化技术最早细分出来的子领域。根据2006年2月ForresterResearch的调查，全球范围的企业对服务器虚拟化的认知率达到了75%。三分之一的企业已经在使用或者准备部署服务器虚拟化。这个产生于20世纪60年代的技术日益显示出其重要价值。由于服务器虚拟化发展时间长，应用广泛，所以很多时候人们几乎把服务器虚拟化等同于虚拟化。

　　4、存储虚拟化

　　随着信息业务的不断运行和发展，存储系统网络平台已经成为一个核心平台，大量高价值数据积淀下来，围绕这些数据的应用对平台的要求也越来越高，不光是在存储容量上，还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台的综合性能的优劣，将直接影响到整个系统的正常运行。因为这个原因，虚拟化技术又一子领域——虚拟存储技术，应运而生。

　　5、应用虚拟化

　　前面几种虚拟化技术，主要还专注于对硬件平台资源的虚拟优化分配，随着IT应用的日益广泛，应用虚拟化作为虚拟化家族的明日之星登上了历史舞台。2006年7月由Forrester咨询公司在美国对各种不同行业的高层IT管理人员所做的一项研究显示，当今的机构现在将应用虚拟化当作是业务上的一个必由之路，而不是一个IT决策。据统计，全世界目前至少有超过18万个机构在利用应用虚拟化技术进行集中IT管理、加强安全性和减少总体成本。

　　了解虚拟化所需要的软硬件

　　一旦你准备实施虚拟化，就应该确保可以满足自身要求的合适数量的基础架构已部署到位。Rackspace公司VMware私有云的产品线主管Duan

van

der

Westhuizen说：“虚拟化技术需要一台物理裸机服务器作为平台，到时虚拟机管理程序装入到该平台上。虚拟机管理程序这一层是关键的系统，让你可以从物理层抽取虚拟层，并且将来自物理主机的内存和处理器等资源分配给在服务器上运行的各个虚拟机。”

　　选择一款安装在这台物理服务器上的解决方案取决于你想使用什么类型的虚拟化技术。比如说，一些公司可能只想对存储系统进行虚拟化处理，以便用于备份或灾难恢复;另一些公司可能想要构建虚拟机，从虚拟化环境来运行应用程序。拥有最佳组合的软硬件，以便最有效地充分利用虚拟化技术带来的种种好处，这一点很重要。

　　认识到可能的挑战，并知道如何克服这些挑战

　　虚拟化方面带来了多个挑战。你部署了合适的软硬件系统后，就必须确保实施的解决方案让你可以知道是不是在正确使用虚拟化技术、是不是获得最佳性能。虚拟化环境管理和监控工具是避免虚拟机散乱等问题的一种好办法。据van

der

Westhuizen声称，虚拟机散乱是指，一台服务器上有太多的虚拟机，因而管理员“无法跟踪所有虚拟机”,结果导致明显需要更多的物理资源。但是在一些情况下，研究和教育才是最好的办法。

　　Van

der

Westhuizen说：“克服这个挑战的办法之一就是，加强对用户的教育，尤其是在诸多部门能够根据需要，自行创建虚拟机的情况下。可以表明虚拟机使用情况的监控工具能够找出比较旧、未得到充分利用的虚拟机，这些虚拟机可以关掉。费用分摊平台能够将虚拟机的成本‘分摊’到创建虚拟机的部门头上，不但减少了创建不必要虚拟机的现象，还加强了不能随意创建虚拟机的意识。”

　　选择合适的应用程序进行虚拟化处理

　　接下来，你就要确定想把哪些应用程序迁移到虚拟化环境中。Van

der

Westhuizen说：“公司应该分析和确认哪些工作负载适合虚拟化处理。遗憾的是，不是每一种应用程序都适合或天生可以在虚拟化服务器上运行。比如说，未获准在虚拟化环境上运行的某些第三方应用程序和遗留应用程序根本就不适合。”

　　你部署的解决方案应该解决存储和性能方面的问题，但是如果你没有对合适的应用程序进行虚拟化处理，很可能看不到原先预计的收效。

　　全面保护你的数据

　　你将虚拟化环境搭建并运行起来后，应该着眼于长远保护存放在虚拟化环境里面的应用程序和数据。虚拟化存储解决方案或虚拟机同样面临诸多外部威胁，包括安全泄密、系统故障或自然灾害。你必须事先对这些问题有所防范，因为虚拟机仍存放在物理服务器上，而物理服务器很容易出现潜在破坏和停运事件。

　　弗雷斯特研究公司的首席分析师Andrew

Reichman在其《虚拟服务器环境的存储选择》报告中写道：“要抽时间为虚拟化环境里面的应用程序考虑备份、恢复和业务连续性问题。应该建立适合绝大多数使用场合的两三层保护机制，借助某一种标准部署模式来保护每一个虚拟机。”

　行动方案

　　Rackspace

Hosting公司VMware私有云的产品线主管Duan

van

der

Westhuizen给出了下列行动方案。

　　●评估你目前的环境。确认目前拥有的各种工作负载，选择适合虚拟化处理的工作负载。还要评估存储方面的要求。

　　●选择自己搞还是外包出去。把虚拟化基础架构放在外面托管也许更具成本效益。务必要弄清楚每一种情况对成本带来的影响。

　　●制定一项设计和实施计划。要明确软硬件要求，有效规划就必不可少。应选择适合自身要求的虚拟化技术。

　　●扩建环境。充分利用内部员工或外部承包商，根据设计要求来扩建环境。

　　●在部署生产系统之前，要确保环境已经过全面测试和充分保护。

　　●使用内置的第三方管理工具，经常进行维护，并继续监控和简化虚拟化环境。

　　如何入手

　　入手的最佳切合点是要了解自己有什么的要求、想要对哪些应用程序进行虚拟化处理，以及想要使用什么类型的虚拟化技术。Rackspace

Hosting公司VMware私有云的产品线主管Duan

van

der

Westhuizen说：“有些虚拟化技术在某些方面很出色。你应该结合自己的要求，事先比较市面上各种虚拟化技术的优缺点，然后再作出选择。”

　　重要贴士

　　●要忍住想立马对什么应用程序都进行虚拟化处理的念头。开始先迁移不大重要的应用程序，对它们进行测试，确保它们具有高级别性能。然后，过一段时间，可以开始把比较重要的应用程序迁移到虚拟化环境。

　　●高效地使用虚拟机资源，因为它们仍与你的物理服务器联系在一起。不要创建超出实际需要的虚拟机；而是只部署数量足够的虚拟机，满足你当前的要求就行。不要给服务器带来不必要的负担，也不要投入到实际不需要的基础架构。

　　●确保你选择的技术不但足以满足当前的要求，还满足将来的潜在要求。确保虚拟化技术能够伴随贵公司一同发展，或者在将来很容易适应新环境。

要了解详情，请加我的号，或照片上有我的照片，我们私聊。可以免费试用的哦！！！！！！！！！自从虚拟化提出以后，至今虚拟化技术分类有很多，方法也有很多，下面来一起了解下什么是虚拟化技术，及分类和方法。当今发达国家在设计、制造、加工技术等方面已经达到相当自动化的水平，其产品设计普遍采用CAD、CAM、CAE和计算机仿真等手段，企业管理也已采用了科学的规范化的管理方法和手段，目前其主要从制造系统自动化方面寻找出路，为此提出了一系列新的制造系统，如敏捷制造、并行工程、计算机集成制造系统等。近些年，从虚拟机的大量部署到成功案例逐渐涌现，越来越多的制造企业开始关注虚拟化技术给优化IT基础架构，推动业务创新带来的启发，希望将其与业务相结合，找到掌握新技术、革新先进制造系统和先进制造模式的方法。虚拟化目前应用于制造业信息化主要体现在IT整合和节约成本，在其他方面很少，而实际上由于虚拟化技术的特点，其应用价值可以在远程公、虚拟制造、工业控制等制造业相关领域都能得到体现。本文主要对虚拟化技术及其在制造业的应用现状进行综述，提出虚拟化在制造业的应用框架，为相关人员提供该领域的应用研究进展与发展趋势方面的介绍。1虚拟化技术虚拟化是指为运行的程序或软件营造它所需要的执行环境，在采用虚拟化技术后，程序或软件的运行不再独享底层的物理计算资源，它只是运行在一个完全相同的物理计算资源中，而底层的影响可能与之前所运行的计算机结构完全不同。虚拟化的主要目的是对IT基础设施和资源管理方式的简化。虚拟化的消费者可以是最终用户、应用程序、操作系统、访问资源或与资源交互相关的其他服务。由于虚拟化能降低消费者与资源之间的耦合程度，消费者不再依赖于资源的特定实现，因此在对消费者的管理工作影响最小的基础上，可以通过手工、半自动、或者服务级协定（SLA）等来实现对资源的管理。11虚拟化的分类从虚拟化的目的来看，虚拟化技术主要分为以下几个大类：（1）平台虚拟化（PlatformVirtualization），它是针对计算机和操作系统的虚拟化，又分成服务器虚拟化和桌面虚拟化。服务器虚拟化是一种通过区分资源的优先次序，并将服务器资源分配给最需要它们的工作负载的虚拟化模式，它通过减少为单个工作负载峰值而储备的资源来简化管理和提高效率。桌面虚拟化是为提高人对计算机的操控力，降低计算机使用的复杂性，为用户提供更加方便适用的使用环境的一种虚拟化模式。平台虚拟化主要通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O接口虚拟化来实现。（2）资源虚拟化（ResourceVirtualization），针对特定的计算资源进行的虚拟化，例如，存储虚拟化、网络资源虚拟化等。存储虚拟化是指把操作系统有机地分布于若干内外存储器，两者结合成为虚拟存储器。网络资源虚拟化最典型的是网格计算，网格计算通过使用虚拟化技术来管理网络上的数据，并在逻辑上将其作为一个系统呈现给消费者，它动态地提供了符合用户和应用程序需求的资源，同时还将提供对基础设施的共享和访问的简化。当前，有些研究人员提出利用软件代理技术来实现计算网络空间资源的虚拟化，如Gaia，NetChaser[21]，SpatialAgent。（3）应用程序虚拟化（ApplicationVirtualization），它包括仿真、模拟、解释技术等。Java虚拟机是典型的在应用层进行虚拟化。基于应用层的虚拟化技术，通过保存用户的个性化计算环境的配置信息，可以实现在任意计算机上重现用户的个性化计算环境。服务虚拟化是近年研究的一个热点，服务虚拟化可以使业务用户能按需快速构建应用的需求，通过服务聚合，可屏蔽服务资源使用的复杂性，使用户更易于直接将业务需求映射到虚拟化的服务资源。现代软件体系结构及其配置的复杂性阻碍了软件开发生命周期，通过在应用层建立虚拟化的模型，可以提供最佳开发测试和运行环境。（4）表示层虚拟化。在应用上与应用程序虚拟化类似，所不同的是表示层虚拟化中的应用程序运行在服务器上，客户机只显示应用程序的UI界面和用户操作。表示层虚拟化软件主要有微软的Windows远程桌面（包括终端服务）、CitrixMetaframePresentationServer和SymantecPcAnywhere等。12虚拟化的方法通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化，它通过控制程序隐藏计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境。通常虚拟化可以通过指令级虚拟化和系统级虚拟化来实现。121指令级虚拟化方法在指令集层次上实现虚拟化，即将某个硬件平台上的二进制代码转换为另一个平台上的二进制代码，实现不同指令集间的兼容，也被称作“二进制翻译”。二进制翻译是通过仿真来实现的，即在一个具有某种接口和功能的系统上实现另一种与之具有不同接口和功能的系统。二进制翻译的软件方式，它可以有3种方式实现：解释执行、静态翻译、动态翻译。近年来，最新的二进制翻译系统的研究主要在运行时编译、自适应优化方面，由于动态翻译和执行过程的时间开销主要包括四部分：即磁盘访问开销、存储访问开销、翻译和优化开销、目标代码的执行开销，所以要提高二进制翻译系统的效率主要应减少后3个方面的开销。目前典型的二进制翻译系统主要有Daisy/BOA、Crusoe、Aeries、IA-32EL、Dynamo动态优化系统和JIT编译技术等。122系统级虚拟化方法系统虚拟化是在一台物理机上虚拟出多个虚拟机。从系统架构看，虚拟机监控器（VMM）是整个虚拟机系统的核心，它承担了资源的调度、分配和管理，保证多个虚拟机能够相互隔离的同时运行多个客户操作系统。系统级虚拟化要通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O虚拟化实现。（1）CPU虚拟化CPU虚拟化为每个虚拟机提供一个或多个虚拟CPU，多个虚拟CPU分时复用物理CPU，任意时刻一个物理CPU只能被一个虚拟CPU使用。VMM必须为各虚拟CPU合理分配时间片并维护所有虚拟CPU的状态，当一个虚拟CPU的时间片用完需要切换时，要保存当前虚拟CPU的状态，将被调度的虚拟CPU的状态载入物理CPU。X86的CPU虚拟化方法主要有：二进制代码动态翻译（dynamicbinarytranslation）、半虚拟化（para-virtualization）和预虚拟化技术。为了弥补处理器的虚拟化缺陷，现有的虚拟机系统都采用硬件辅助虚拟化技术。CPU虚拟化需要解决的问题是：①虚拟CPU的正确运行，虚拟CPU正确运行的关键是保证虚拟机指令正确执行，各虚拟机之间不互相影响，即指令的执行结果不改变其他虚拟机的状态，目前主要是通过模拟执行和监控运行；②虚拟CPU的调度。虚拟CPU的调度是指由VMM决定当前哪一个虚拟CPU实际在物理CPU上运行，保证虚拟机之间的隔离性、虚拟CPU的性能、调度的公平。虚拟机环境的调度需求是要充分利用CPU资源、支持精确的CPU分配、性能隔离、考虑虚拟机之间的不对等、考虑虚拟机之间的依赖。常见的CPU调度算法有BVT、SEDF、CB等。（2）内存虚拟化VMM通常采用分块共享的思想来虚拟计算机的物理内存。VMM将机器的内存分配给各个虚拟机，并维护机器内存和虚拟机内存之间的映射关系，这些内存在虚拟机看来是一段从地址0开始的、连续的物理地址空间。在进行内存虚拟化后，内存地址将有机器地址、伪物理地址和虚拟地址三种地址。在X86的内存寻址机制中，VMM能够以页面为单位建立虚拟地址到机器地址的映射关系，并利用页面权限设置实现不同虚拟机间内存的隔离和保护。为了提高地址转换的性能，X86处理器中加入TLB，缓存已经转换过的虚拟地址，在每次虚拟地址空间切换时，硬件自动完成切块TLB。为了实现虚拟地址到物理地址的高效转换，通常采取复合映射的思想，通过MMU半虚拟化和影子页表来实现页表的虚拟化。虚拟机监控器的数据不能被虚拟机访问，因此需要一种隔离机制，这种隔离机制主要通过修改客户操作系统或段保护来实现。内存虚拟化的优化机制，包括按需取页、虚拟存储、内存共享等。（3）I/O虚拟化由于I/O设备具有异构性强，内部状态不易控制等特点，VMM系统针对I/O设备虚拟化有全虚拟化、半虚拟化、软件模拟和直接I/O访问等设计思路。近年来，的学者将I/O虚拟化的研究放在共享的网络设备虚拟化研究，提出将IOVM结构映射到多核心服务器平台。I/O设备除了增加吞吐量和固有的并行数据流、联系串行特性以及基于分组的协议外，还应该考虑到传统的PCI兼容的PCIExpress的硬件，建立相应的总线适配器，以弥补象单一主机无专门的驱动程序时的需要。有些研究人员专注于外存储虚拟化的研究，提出让存储虚拟化系统上的SCSI目标模拟器运行在SAN上，存储动态的目标主机的物理信息，并使用映射表方法来修改SCSI命令地址，使用位图的技术来管理可用空间等思想。存储虚拟化系统应提供诸如逻辑卷大小、各种功能、数据镜像和快照，并兼容集群主机和多个操作系统。由于外存储虚拟化能全面提升存储区域网络的服务质量，而带外虚拟化与带内虚拟化相比具有性能高和扩展性好等优点，通过运用按序操作、Redo日志以及日志完整性鉴别，设计基于关系模型的磁盘上虚拟化元数据组织方式，可以形成一致持久的带外虚拟化系统。13虚拟化的管理虚拟化的管理主要指多虚拟机系统的管理，多虚拟机系统是指在对多计算系统资源抽象表示的基础上，按照自己的资源配置构建虚拟计算系统，其主要包括虚拟机的动态迁移技术和虚拟机的管理技术。（1）虚拟机之间的迁移将虚拟化作为一种手段管理现有的资源和加强其在网络计算的利用率，通过构建分布式可重构的虚拟机，必要时在物理服务器运行时迁移服务。通过移动代理技术、分布式虚拟机等提高资源利用率和服务可用性，通过寻找服务最优的策略在可重构和分布式虚拟机上迁移。为了将虚拟机运行的操作系统与应用程序从一个物理结点迁移到另外一个运行结点，同时保持客户操作系统和应用程序不受干扰，有些研究者提出以数据为中心的可迁移的虚拟运行环境，使得用户操作环境实现异地迁移、无缝重构；也有研究人员提出程序执行环境的动态按需配置机制。在跨物理服务器迁移虚拟机，进行自动化的虚拟服务器的管理，必须考虑高层次的服务质量要求和资源管理成本。有些研究人员提出了通过管理程序控制的方法，以支持移动IP的实时迁移虚拟机在网络上，使虚拟机实时迁移其分布计算资源，从而改善迁移性能，降低网络恢复延迟，提供高可靠性和容错。有些研究机构通过设计一个通用的硬件抽象层，实现多个虚拟机的移植，具有高效率执行环境中的移动设备。虚拟机的迁移步骤一般有启动迁移、内存迁移、冻结虚拟机、虚拟机恢复执行。（2）虚拟机的管理对于多虚拟机来说，一个非常重要的方面是减少用户对动态的和复杂的物理设备的管理和维护，通过软件和工具来实现任务管理。当前典型的多虚拟机服务器管理软件是VirtualInfrastructure，它通过VirtualCenter管理服务器的虚拟机池，通过VMotion完成虚拟机的迁移，通过VMFS管理多虚拟机文件系统。其次，Parallax是针对Xen的多虚拟机管理器，它通过采用消除写共享，增强客户端的缓存等方式并利用模板映像来建立整个系统；同时使用快照（snapshot）以及写时复制（copy-on-write）机制来实现块级共享，并使用副本来保证可用性。虚拟机监控器直接控制parallax使用的物理盘，它们运行物理设备驱动器，并给虚拟磁盘镜像VDI的本地虚拟机提供一个普通的块接口。2虚拟化在制造业信息化中的应用21虚拟化在制造业信息化中的应用框架当今制造业正朝着精密化、自动化、柔性化、集成化、网络化、信息化和智能化的方向发展，在这种趋势下，诞生了许多先进制造技术和先进制造模式。这些先进制造技术和先进制造模式要求现有的IT基础设施能提供更高的计算服务水平，因此在制造业信息化中，需要建立以虚拟化为导向的资源分配体系结构，提供客户驱动的服务管理和计算风险管理，维持以服务水平协议（SLA）为导向的资源分配体系。虚拟化在制造业信息化中主要用于集中IT管理、应用整合、工业控制、虚拟制造等。处在最底层的是制造业企业的虚拟计算资源池（VirtualCluster），它由多台物理服务器（PhysicsMachine）形成，各物理服务器上运行着虚拟化软件（VMM），虚拟化软件上运行着完成各种任务需求的虚拟机，虚拟计算资源池的虚拟化管理软件（VMS）为IT环境提供集中化、操作自动化、资源优化的功能，可以快速部署向导和虚拟机模板。虚拟计算资源池中的虚拟机将不同类型的客户操作系统（GuestOS）和运行其上的数据层、服务层应用程序（App）封装在一起，形成一个企业协同设计制造的完整系统，为表示层的用户提供多种形态的数据处理和显示功能。在图1的框架中，虚拟计算资源池的动态资源调度（DRS）模块可以跨越物理机不间断地监控资源利用率，并根据反映业务需要和不断变化的优先级的预定规则，在多个虚拟机之间分配可用资源。在制造业信息化中，集中IT管理、应用整合、工业控制、虚拟制造等多种应用需求都将以各种服务的形式被封装到了虚拟机中，例如制造任务协同服务、资源管理服务、信息访问服务、WWW服务、工业控制服务、应用系统集成服务、数据管理服务、高效能计算服务、工具集服务等；同时支撑所有应用需求的数据库也被封装到了虚拟机中，例如企业模型数据库、制造资源数据库、产品模型数据库、专业知识数据库、用户信息数据库等。虚拟化特有的优点使它能确保所有虚拟机中的关键业务连续可靠地运行。22虚拟化在制造业信息化应用框架中的作用虚拟化在制造业信息化中的应用主要有：

　　1、 基于互联设备的虚拟化：

　基于互联设备的方法如果是对称的，那么控制信息和数据走在同一条通道上；如果是不对称的，控制信息和数据走在不同的路径上。在对称的方式下，互联设备可能成为瓶颈，但是多重设备管理和负载平衡机制可以减缓瓶颈的矛盾。同时，多重设备管理环境中，当一个设备发生故障时，也比较容易支持服务器实现故障接替。

　2、 基于路由器的虚拟化：

　基于路由器的方法是在路由器固件上实现存储虚拟化功能。供应商通常也提供运行在主机上的附加软件来进一步增强存储管理能力。在此方法中，路由器被放置于每个主机到存储网络的数据通道中，用来截取网络中任何一个从主机到存储系统的命令。

　网络虚拟化的内容一般指虚拟专用网络。对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护 IT 环境，防止来自网络的威胁，同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。