什麼是虛擬機？

什麼是虛擬機？

虛擬機（VM）是一種在實體伺服器上作為虛擬運算資源運作的數位環境。它使用軟體來運行和部署應用程式，而不是實體計算機系統。一部伺服器或主機可以同時執行多個虛擬機或訪客。每個虛擬機都有自己的作業系統，以及記憶體、儲存、CPU 和網路介面。這些介面與硬體主機上的其他虛擬機獨立執行，例如，實體電腦可以在沒有問題的情況下執行 MacOS 或 Linux 虛擬機。

虛擬機可以在單一電腦上同時執行各種作業系統。每個虛擬機都獨立於其他虛擬機運行，並提供與使用非虛擬機或與單一實體機綁定的單一作業系統一樣的終端使用者體驗。終端使用者可以在虛擬機上使用應用程式，就如同他們在專用硬體計算機系統上使用一樣。事實上，大多數遠端存取計算機系統的終端使用者甚至不知道他們是在使用虛擬機還是專用計算機系統。

虛擬機如何運作？

虛擬機依賴虛擬化技術，可讓單一實體伺服器或電腦工作站託管多個虛擬環境。主機使用稱為虛擬機管理程式的軟體來管理主機的運算、網路和儲存資源，並將其分隔成單一池，以根據需要將其分配到每個虛擬機。

例如，如果虛擬機正在執行，使用者（或應用程式）指示虛擬機執行比目前需要更多資源的操作，虛擬機管理程式會快速識別需求，並重新指派部分主機池或共用資源以滿足需求。

由於虛擬機基本上充當「電腦內的電腦」，因此可讓組織在單一機器上擁有數十個獨立的計算機系統。每個虛擬機都可以在主機現有作業系統之上的應用程式視窗中運作。使用者可以變更配置並對虛擬機作業系統進行更新，就像在專用電腦上一樣。他們也可以在虛擬機上安裝或刪除應用程式。虛擬機包括一些常用檔案，例如日誌、設定檔、NVRAM 設定和虛擬磁碟檔案。

虛擬機有什麼用？

虛擬化技術已經存在一段很長時間，但隨著遠端工作和終端使用者運算日益增加，虛擬機變得越來越普遍。如今，虛擬機在本地端和雲端環境中都有許多用途。用例包括：

• 伺服器整合和硬體最佳化：是組織使用虛擬機最常見的原因之一。在不犧牲計算能力和存取權限的情況下，組織可減少實體硬體佔用空間。組織使用虛擬機後，無需購買額外實體伺服器和工作站。這可以幫助組織節省資料中心的營運支出、資本支出和設備成本，還可以最佳化硬體使用率，因為專用硬體通常一次只會使用總資源的一小部分。
• 額外災難復原選項：虛擬機器可以提供容錯移轉和備援功能。這些功能過往只能透過購買其他硬體才能使用。
• 暫時或臨時測試/開發/生產環境：虛擬機彼此獨立分開，所以適合開發維運，用作測試新應用程式，或按需要在安全的沙箱中設置快速生產環境。如果出現問題，根本不會影響主機系統。
• 加速工作負載遷移：虛擬機具有高度靈活性和可攜性，使遷移變得更快速、更有效率。
• 建立混合運算環境：虛擬機器可讓組織更輕鬆地將工作負載放置在雲端和本地端，從而提供一定程度的靈活性，同時仍可利用傳統系統。

虛擬機有哪些類型？

虛擬機有兩種基本類型：

系統虛擬機

這些虛擬機模擬整個計算機系統，正如我們先前所述。它們位於實體伺服器或運算工作站的隔離分割區中，並具有自己的作業系統、配置、應用程式和服務，彼此獨立執行。此類型的虛擬機需要一個虛擬機管理程式，可將資源從單一共用池分配給每個虛擬機。系統虛擬機的一些例子包括 Nutanix AHV、VMware Fusion 和開放原始碼 Xen。

處理虛擬機

處理虛擬機有時被稱為應用程式虛擬機或受管理執行環境（MRE），用來暫時執行單一程式，作為應用程式執行 Java 程式或 Microsoft .NET Framework。這些虛擬機本質上是指定程序的執行環境，它們不依賴於任何平台。它們提供高度抽象的工作，用於「隱藏」主機的作業系統和其他硬體。處理虛擬機是暫時性的；它們在使用者啟動特定程序時建立，並在該程序完成後被銷毀。

虛擬機和雲端計算

公用雲端供應商正在增加虛擬化和虛擬機的使用，因為他們尋求更多跨工作負載的靈活性和可擴展性，並致力於在多個作業系統上更好地支援各種應用程式。

雲端中的虛擬機與組織資料中心伺服器上的虛擬機，有相同的工作方式。唯一區別在於雲端虛擬機託管在雲端服務供應商的資料中心，而不是你的資料中心。

雲端虛擬機通常有兩種不同類型：

單租戶虛擬機

單租戶虛擬機是為單一客戶（通常是組織）而設。這些虛擬機可以是專用主機或專用實例。

• 專用主機意味著客戶租用整個實體機器，並且是唯一實體允許使用主機上的硬體、虛擬機、應用程式、軟體，以及其他所有東西。需要硬體有靈活性和可見性，以及想完全控制工作負載放置位置的客戶喜歡這種虛擬機模型。
• 專用實例仍可與其他客戶隔離開來，並控制工作負載的放置，但不與特定實體機器綁定。雲端服務供應者為客戶提供主機上的專用空間，但如果實例重新啟動，它可能會出現在地理位置完全不一樣的不同機器上。但是，客戶可能無法察覺，因為虛擬機的體驗和效能皆相同。

多租戶虛擬機

多租戶虛擬機也稱為公用虛擬機，由多個客戶跨多個使用者實體基礎架構加以共用。每個客戶的資料都與其他人的資料隔離，但所有客戶共用一組應用程式、資料庫和伺服器資源。雖然多租戶虛擬機沒有與某些客戶想要的高度分隔和客製化程度，但它具有高度可擴展性和成本效益，因為它的價格通常比單租戶虛擬機更低。

虛擬機的優勢

• 減少需要更新、保護等的實體機器數量，可簡化管理、行政和維護。
• 多個虛擬機比單個實例能夠更好地利用主機的資源，因此可提高硬體使用率和效率。
• 虛擬機可用於執行傳統應用程式，你不必將其移遷到較新的環境和作業系統，從而降低移遷成本。
• 對實體機器和周邊硬體的需求降低，可減少硬體成本，也降低了資料中心的營運費用。
• 虛擬機彼此隔離，所以安全性更強大。如果一台虛擬機器遭到攻擊，它不會危及同一台機器上的其他虛擬機。
• 虛擬機具有高度可攜性，並且可根據需要移動、複製或重新指派給不同的主機，提高了彈性和可擴展性。

虛擬機的挑戰

與實體主機比較，虛擬機有很多優勢，但也有一些挑戰：

• 單一主機上使用的虛擬機數量會影響效能，可能會比實體主機差。
• 如果實體主機發生故障，許多虛擬機可能會受到負面影響。當數十個虛擬機依賴單一伺服器進行操作，宕機會產生重大影響。
• 保護虛擬機可能具有挑戰性，並且需要高技能來管理。
• 虛擬磁碟整合，或將系統快照虛擬機而建的虛擬機磁碟檔案合併起來，不僅複雜且難以管理。

為什麼企業應該使用虛擬機？

組織使用虛擬機出於許多明智的理由，我們在前面章節也討論過不少。雖然虛擬機最初從 1960 年代用於隔離每個使用者的資料，這些使用者都是共用大型主機電腦。如今，許多企業使用虛擬機來增加硬體使用率、減少實體硬體佔用空間，以及節省設備和實體營運成本。

虛擬桌面基礎架構（VDI）也是企業使用虛擬機的主要驅動因素。VDI 平台讓員工從遠端位置和設備存取桌面，這絕對是一個優點，尤其是在遠端和混合式工作模式越來越受歡迎的時代。

隨著組織將越來越多工作負載遷移至雲端，他們正在使用雲端式虛擬機來建立混合式環境，並與現有的本地端傳統環境一起建立基礎架構。

虛擬機的安全性是另一個優點，因為獨立的虛擬機在系統被侵入時有額外的保護層。

除了以上優點之外，在節省成本和可擴展性方面，虛擬機有巨大潛力，所以成為了現代企業 IT 基礎架構的關鍵組件。

如何建立虛擬機？

在選擇虛擬化平台時，組織有很多選擇。大多數平台都簡化了建立和部署新虛擬機的程序。事實上，許多解決方案都帶有便捷的設置精靈或範本，使你可以快速、輕鬆地開始使用。

許多虛擬化平台都是專為企業而設計，並提供許多進階功能和客製化選項。你也可以找到簡單的虛擬化平台，而且不需要花費任何費用。其中一個例子便是 Oracle 的開放原始碼 VirtualBox。

為何選擇 Nutanix？

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