計算機服務器虛擬化技術研究范文

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【摘要】虛擬化技術是一種的全新的技術計算機技術，在拓展計算機應用領域，發揮計算機性能等方面具有無可替代的作用，特別是在企業、教學、網絡等方面的應用都起到了積極的促進效果。虛擬化技術在信息時揮的作用愈發突出，基于此，本文立足虛擬化技術的定義，分析了虛擬化技術的作用，并提出關鍵技術的具體應用。以促進虛擬化技術在計算機虛擬化中能夠做出更大的貢獻。

【關鍵詞】計算機；服務器；虛擬化技術；CPU虛擬化

1引言

計算機是目前各行各業應用最為廣泛的技術，具有無限的發現潛力，特別是虛擬化技術在計算機服務器中的應用，為社會經濟的發展做出了巨大貢獻，已經成為不可替代大一部分。大量應用實例表明，將虛擬化技術應用到計算機服務器中，既能有效提升計算機服務器的利用率，還能充分發揮服務器兼容性的特性。此外，提升計算機服務器運行的安全性和穩定性，是目前市面上最后歡迎的一種技術手段。目前計算機服務器虛擬化技術和已經被廣泛應用在不同的領域，基于此，開展計算機服務器虛擬化關鍵技術的探析就顯得尤為必要。

2計算機服務器虛擬化的作用

2.1整合資源

完成資源整合是服務器虛擬化的主要工作，在信息時代，各行各業在發展過程中，產生的數據呈現爆炸式增長，如何實現對這些數據和資源的綜合利用，是各大行業亟需解決的問題。計算機服務器虛擬化技術的研發和應用，為實現資源整合提供技術支持和應用平臺。尤其是近年來，云計算技術的不斷普及，集中化資源管理愈發先進，為云技術的發展和推廣提供了條件，目前各大企業對計算機硬件資源的利用率不足20%，資源浪費現場依然非常嚴重，通過服務器虛擬化技術可在原應用保持不變的基礎上，集中在某一計算機服務器中，可促使企業的物力資源調利用率大大提升，從而降低了各項硬件的投入，節約了成本[1]。

2.2綠色

在信息時代，技術革新的重中之重，也是降低資源消耗的主要途徑，云計算技術備受推廣，在IT界大量推廣云計算技術。計算機服務器虛擬化是提升資源利用率的主要途徑，也可以對能耗進行合理的管理。虛擬化技術則可以模擬出不同場景，從而實現對計算機系統中各種硬件及軟件進行全面系統的檢查，發現問題立即現實在界面上，提醒相關人員及時處理，從而達到降低能耗，實現綠色發展的目的。

2.3降低運營成本

在信息化服務商不斷經營轉型的背景下，集約化對成本控制提出了更高的要求，投資愈發精細化，而企業實現IT化運行的關鍵自傲與集中對數據中心的投資，此項內容主要涉及到兩方面內容：①計算機硬件和許可服務支持的投資；②計算機系統運維承的成本投資。通過計算機服務器虛擬化技術，既能充分發揮服務器應的性能[2]。

2.4應用更加平坦化

通過服務器虛擬化技術可促使計算機服務器應用平臺更加平坦化和透明化，在信息時代，數據中心平臺逐年增加，計算機服務器的應用愈發復雜，不同平臺在具體運行過程中，需要充分考慮不同操作系統和中間件的層面問題。通過服務器虛擬化技術可有效解決此類問題，將應用和硬件平臺相互隔離，實現了跨越平臺的限制。

3計算機服務器虛擬化關鍵技術

3.1CPU虛擬化技術

將計算機服務器中的物理CPU虛擬成為一個虛擬的CPU，系統操作可同時使用一個或者多個虛擬CPU，在計算機服務器系統虛擬化CPU可實現相互隔離。目前很多計算機操作系統都是基于X86架構組建起來的，在系統研發設計中，CPU在運行過程中主要涉及到四個層級，分別是Ring0、Ring1、Ring2、Ring3。其中Ring0屬于指令層級，可有效執行任何指令，比如：CPU運行的修改都是在Ring0中完成的[3]。虛擬化X86系統，在運行需要在操作系統和硬件之間同時設置虛擬層，Ring0通常情況下，只能在虛擬層中運行，使得一些比較特殊的指令，無法直接作用在硬件上。虛擬化技術則能對各種指令進行有效執行，在計算機服務器虛擬中采用了先進的二進制代碼動態翻譯機，無論是普通指令，還是特權指令都能有效執行。應用比較先進的前插陷入指令，直接作用在虛擬機上，由虛擬機進行指令翻譯，再執行相關操作，此種做法和傳統虛擬技術相比，從而實現多系統操作，是目前實現CPU虛擬化的關鍵技術。

3.2內存虛擬化技術

內存虛擬化是實現計算機服務器虛擬化的核心，眾所周知，計算機的內存決定了計算機系統的運行效率和穩定性，內存虛擬化的主要原理對服務器中的所有內存都進行統一管理，然后通過虛擬化的封裝技術，讓內存能夠在虛擬機中良好運行。進而促使每個虛擬機都能良好運行。在實現計算機服務器虛擬化過程中，內存虛擬技術和CPU虛擬技術同等重要，訪問次數的頻率也相互一致。實現虛擬化內存的關鍵在于實現對物理內存在的合理管理，并實現對內存的合理劃分，構建起和虛擬層所需內存地址及計算機服務器內存地址相互一直的映射關系，從而確保整個虛擬層的內存訪問能夠在虛擬化內存和物理內存中的一致性[4]。內存管理技術的起步比較早，可以說在有計算機時，就有內存管理，只是最開始的內存管理技術，主要通過優化計算機程序來實現，但此種方法，耗時長，成本高。在信息時代，難以滿足實際需求。合理應用虛擬化技術，能有效部門傳統內存管理技術存在的弊端。主要方法為通過CPU的內存管理和頁網轉換技術，在虛擬機中構建服務器邏輯內存和虛擬內存之間的映射關系，從而實現對內存的虛擬化管理。

3.3設備、I/O和網口虛擬化技術

在計算機服務器虛擬化實現過程，設備和I/O也計算機系統的主要組成部門，也需要實現虛擬化，才能促使服務器也實現虛擬化。和內存虛擬化相比，設備、I/O和網口虛擬化主要通過專業的封裝技術來實現，為虛擬機的運行提供技術支持。經常滿足虛擬機進行設備訪問和I/O請求的需求。在計算機服務器虛擬化平臺中，為設備和I/O的虛擬化實現奠定了堅實基礎。在具體運行中，雖然其型號、配置、參數等在計算機服務器存在一定的差異，但具體實現計算機服務器中，虛擬機和實體機之間數據和信息的互換，從而實現服務器虛擬化技術應用的效果，此項技術的合理應用，既能拓展計算機服務器虛擬化技術的應用范圍，也可以大幅度減低信息時代，對計算機底層硬件的依賴程度。只要搭設虛擬平臺，就可以實現在不同物理機上的相互遷移。

3.4實時虛擬遷移技術

此種虛擬技術和基站軟切換的機理基本相同，在計算機服務器中構建了2條鏈路，虛擬機在實際運行過程中，能夠把相對完整的運行環境從原宿機快速遷移到新宿機中，整個遷移過程所需的時間非常短，用戶技術幾乎察覺不到任何變。簡而言之，實時虛擬遷移技術就是數據拷貝、傳送、切換的過程，對計算機服務器硬件維護有非常重要的意義。

4結束語

綜上所述，本文探析了計算機服務器虛擬化關鍵技術，在計算機服務器虛擬化過程中，虛擬化服務器性能是重中之重，在具體應用過程中，使用特征不同，虛擬化服務器性能所呈現的狀態也各不相同。通過CPU虛擬化技術、內存虛擬化技術、設備、I/O和網口虛擬化技術、實時虛擬遷移技術的聯合應用，可有效滿足計算機服務器虛擬化安全、穩定、可靠性的運行。

參考文獻

[1]付智勇，郭文娟.分析服務器虛擬化技術在計算機實驗室的實踐運用[J].電子制作，2019（08）：68-69+63.

[2]楊超，劉珊珊.服務器虛擬化技術在計算機實驗室的實踐應用研究[J].智庫時代，2018（50）：168-169.

[3]孫小杰.淺析計算機實驗室服務器虛擬化技術研究[J].中國金屬通報，2018（10）：140-141.

[4]倪云霞，陸冬磊.基于KVM云桌面平臺虛擬化架構的應用研究[J].計算機產品與流通，2018（06）：144-145.

作者：莫偉 單位：民航山東空中交通管理分局