什么是虚拟化？
借助虚拟化技术，用户能以单个物理硬件系统为基础创建多个模拟环境或专用资源。称为”Hypervisor” （虚拟机监控程序）的软件可直接连接到硬件，从而将一个系统划分为不同的、单独安全环境，即虚拟机（VM）。虚拟机监控程序能够将计算机资源与硬件分离并适当分配资源，这一功能对虚拟机十分重要。虚拟化可以帮助您充分利用先前所做的投资。
配备了虚拟机监控程序的物理硬件叫做”主机”，而使用其资源的虚拟机则被称为虚拟客户机。这些虚拟客户机将计算资源（如 CPU、内存和存储器）视为一组可进行重新分配的资源。操作员可以控制 CPU、内存、存储器和其他资源的虚拟实例，以便虚拟客户机能在需要时收到所需资源。
虚拟化具有哪些优势？
借助虚拟化资源，管理员能够对物理资源进行池化，从而真正发挥硬件的价值。因此，可以对那些维护代价高、但支持重要应用的传统基础架构进行虚拟化，从而实现优化利用。
管理员不必再等待新硬件逐个认证每个应用，只需设置好环境，迁移虚拟机，一切即可像以前一样照常运转。在回归测试过程中，管理员可以轻松地创建或复制试验台，且无需添置专用的测试硬件或冗余的开发服务器。只要接受过恰当的培训、掌握了正确的知识，就能对这些环境做出进一步优化，从而增强功能、提高密度。
如何管理虚拟机？
虚拟化管理软件的设计宗旨是让虚拟化变得更容易管理。当然，您可以手动将资源分配给虚拟机，根据需要在服务器上为它们分配空间，并进行测试和安装补丁。但是，将单个系统划分为数百个系统，也意味着保持这些系统的运行、更新和安全所需的工作量也成倍增加。
如果所有虚拟机都与监控、部署或管理工具绑定，那么系统就能在使用或维护的高峰期间，自动迁移至更适合的硬件。请试想一下，某个服务器场可以根据工作负载和所处的时间，在数秒内重新分派任务。当特定虚拟客户机实例所占用的资源越来越多时，监控系统会将这个虚拟客户机转移至需求量更低的其他服务器，或从中央池中为这个虚拟客户机分配更多资源。
KVM 虚拟机监控程序是如今所有主流 OpenStack和 Linux虚拟化发行版的核心，无论是整体性能，还是在单台服务器上运行大量高性能虚拟机的表现，它都创下了前所未有的记录。
虚拟化和云计算有什么区别？
由于两者的核心理念都是从硬件中分离资源，以创建可用的环境，所以很容易被混为一谈。虚拟化有助于创建云，但它并非实现云计算的决定性技术。可以这样理解：
- 虚拟化是一种将功能与硬件分离的技术
- 云计算并不仅仅是依赖于这种分离的解决方案
美国国家标准与技术协会这样描述云计算的 5 种功能：一个网络、池化资源、一个用户界面、置备功能、自动化资源控制/分配。虚拟化创建了网络和池化资源，但还需要其他管理软件和操作系统软件来创建用户接口、置备虚拟机以及控制/分配资源。
虚拟机不就是容器吗？
虚拟化负责置备容器能够使用的资源。这些虚拟机是容器能够在其中运行的环境，但容器不受制于虚拟环境。诸如红帽® OpenShift® 虚拟化等一些软件既可以编排容器，也能管理虚拟机，但这并不意味着这两种技术是相同的。虚拟机的容量有限，因为创建它们的虚拟机监控程序受制于计算机的有限资源。相反，容器与运行时环境共享相同的操作系统内核和软件包应用程序，因此整个容器能够在各种开发、测试和生产配置中移动、打开和使用。
容器（container）和虚拟化
容器和虚拟机（VM）是封装计算环境的两种方式，其中整合了各种 IT 组件并将其与系统的其他部分隔离开来。二者之间的主要区别在于隔离了哪些组件，这反过来又影响了每种方式的规模和可移植性。
容器是一个软件单元，可包含应用运行所需的所有组件和功能。大多数现代应用都是由多个容器组成，每个容器负责执行某种特定功能。容器通常以兆字节为度量单位，不使用虚拟机监控程序，且通常被视为更快、更敏捷的进程隔离方式。
容器出色的可移植性，是它广受欢迎的一大重要因素。它与相互拼接的乐高积木很像，您可以轻松换下单个容器并将其移动到不同的环境中。将应用及其依赖项封装到容器中之后，便可以将其部署到任何所需位置：开发人员的笔记本电脑、数据中心、云或边缘，且其功能不会发生任何变化。
Docker 是一个用于构建、部署和管理容器化应用的开源平台，多年来，在容器技术的发展中发挥着重要作用。
容器中的所有内容均通过容器镜像文件（包含所有库和依赖项）封装和交付。容器镜像文件类似于软件安装包（例如 Linux 中的 RPM），但只需具有兼容的内核和容器运行时，应用即可运行，无论创建容器时使用的是哪种操作系统，也无论容器中的库来自何处。由于容器非常小，通常有数百个容器松散地耦合在一起，因此，需要通过容器编排平台（例如红帽 OpenShift 和 Kubernetes）对其进行置备和管理。
虚拟机在云计算中发挥着至关重要的作用，它通过在隔离的实例中运行操作系统来模拟物理计算机。多个虚拟机通常托管在单个服务器上，由虚拟机监控程序充当物理主机和虚拟机之间的轻量级软件层。此虚拟机监控程序可高效管理对资源的访问，使虚拟机能够作为不同的服务器运行，同时提高灵活性和敏捷性。
在 2000 年代初期，整合和节约成本的倡议在 IT 领域得到了广泛推广，虚拟机的使用逐渐变得流行起来，随着时间的推移，对虚拟机的使用也在不断演变。企业的虚拟机部署已日趋成熟，不再局限于简单的整合，而是扩展涵盖了各种用途。其中包括按需为应用提供资源，以及优化对 GPU 等昂贵资源的访问。
虚拟机还充当了许多早期云计算环境的基础，用于促进资源虚拟化并支持多租户和隔离，即多个客户所运行的系统使用的是相同的资源。
虚拟机包含自己的操作系统，因此可以同时执行多个需要占用大量资源的功能。由于虚拟机的可用资源大大增加，因此它们可以抽象、拆分、复制和模拟整个服务器、操作系统、台式机、数据库和网络。
一款称为“虚拟机监控程序”的软件会将资源与所属物理机分开，以便对它们进行分区并使其专用于虚拟机。当用户发出需要物理环境提供额外资源的 VM 指令后，虚拟机监控程序会将请求中继到物理系统并缓存更改。虚拟机的形式和运行方式类似于物理服务器，这会增加应用依赖性和占用大量操作系统空间的缺点，而运行单个应用或微服务大多不需要占用如此多的空间。
云原生与传统 IT 的对比
除了技术差异之外，容器与虚拟机之间的对比恰恰代表了现代云原生 IT 实践与传统 IT 架构之间的较量。
传统的 IT 架构
（老式的单体式架构）在这些架构中，工作负载的各个方面紧密耦合，无法在没有整个架构的支持下运行。由于各方面无法拆分，因此，需要将它们作为一个整体封装到一个更大的环境（通常是虚拟机）中。
在虚拟机中构建和运行整个应用曾经一度司空见惯，但将所有代码和依赖项都放在一个地方会导致虚拟机体量过大，并因此有可能在推送更新时出现级联故障和停机。
新兴 IT 实践
（云原生开发、CI/CD 和 DevOps）之所以可行，是因为工作负载被拆分成了很小的服务单元（通常为功能或微服务），并在隔离的环境中运行，可以独立地进行开发、部署、管理和扩展。
这些小单元被完好地封装在容器中，因此，多个团队可以在不中断或威胁其他容器所封装代码的情况下，处理应用或服务的各个部分。
应该使用哪一种？
这取决于您是需要一个可以轻松移动的小型实例（容器），还是需要半永久地分配自定义 IT 资源。还需要考虑的因素包括应用架构、开发实践、安全性和监管要求。
容器具有规模小、轻量化的特性，因而可轻松部 0署…..到0裸机系统以及公共云、私有云、混合云和多云环境。在虚拟机中运行容器也很常见，因为企业的现有基础架构都是围绕虚拟机构建的。这一点充分体现出容器的灵活性。
此外，容器也是部署当今云原生应用的理想环境，云原生应用是一些微服务的集合，旨在跨公共云、私有云、混合云和多云环境提供一致的开发和自动化管理体验。云原生应用可以加快新应用的构建，促进现有应用的优化，提高应用之间的连接速度。
与虚拟机相比，容器非常适合用于：
- 构建云原生应用
- 封装微服务
- 将应用纳入 DevOps 或 CI/CD 实践中
- 在多样化的 IT 环境中移动可扩展的 IT 项目
与容器相比，虚拟机非常适合用于：
- 存放传统的老式单体式工作负载
- 隔离存在风险的开发周期
- 置备基础架构资源（如网络、服务器和数据）
- 在某个操作系统内运行其他操作系统（例如在 Linux 上运行 Unix）
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