簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，管理程序定義是一個(gè)軟件層，它在單個(gè)硬件上創(chuàng)建和運(yùn)行許多獨(dú)立的虛擬機(jī) (VM)。在詳細(xì)了解管理程序是什么之前，了解與其相關(guān)的技術(shù)——虛擬化是有意義的。

虛擬化本質(zhì)上是創(chuàng)建資源（服務(wù)器、桌面、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)或文件）的虛擬形式。虛擬化過(guò)程對(duì)底層硬件進(jìn)行分區(qū)，以便每個(gè)分區(qū)都作為單獨(dú)的、隔離的虛擬機(jī)運(yùn)行。這是管理程序介入的地方。它也可以被認(rèn)為是虛擬化系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。它是將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序與底層計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行分區(qū)、抽象和隔離的軟件。

管理程序的功能是什么？

管理程序有兩個(gè)主要特點(diǎn)：

分區(qū)

管理程序?qū)Φ讓佑布M(jìn)行分區(qū)。分區(qū)是一種通過(guò)使多個(gè)獨(dú)立的軟件有效負(fù)載在同一硬件上同時(shí)運(yùn)行來(lái)有效使用大量硬件資源的方法。分區(qū)是隔離的邏輯單元，由管理程序支持，操作系統(tǒng)在其中執(zhí)行。虛擬化管理?xiàng)＿\(yùn)行在父分區(qū)中，可以直接訪問(wèn)硬件設(shè)備。根分區(qū)然后創(chuàng)建托管來(lái)賓操作系統(tǒng)的子分區(qū)。

資源分配

管理程序通過(guò)在其中分配內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源來(lái)管理獨(dú)立的虛擬機(jī)。保持虛擬機(jī)資源的健康平衡將優(yōu)化單個(gè) VM 功能，從而提高整體網(wǎng)絡(luò)性能。資源分配描述了找出在多個(gè)應(yīng)用程序之間分配有限資源的最佳方式的過(guò)程。虛擬機(jī)資源分配是相同的任務(wù)：確定如何最好地在網(wǎng)絡(luò)中存在的 VM 之間分配 VM 資源。有效的資源分配將確保所有 VM 成功完成作業(yè)，而不會(huì)消耗過(guò)多的資源。

虛擬機(jī)管理

根據(jù)用戶的請(qǐng)求，管理程序可以啟動(dòng)/停止獨(dú)立的虛擬機(jī)。

隔離

管理程序確保虛擬機(jī)彼此隔離。這有助于確保一個(gè)虛擬機(jī)中的問(wèn)題不會(huì)影響另一個(gè)。

溝通

管理程序還處理虛擬機(jī)之間通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信，使虛擬機(jī)能夠相互連接。

管理程序如何工作？

1. 它們?cè)诜?wù)器級(jí)別運(yùn)行，可以是物理的或虛擬的，可以是硬件或軟件定義的
2. 他們加載 VM 的客戶端操作系統(tǒng)
3. 它為每個(gè) VM 分配計(jì)算資源，例如 CPU、內(nèi)存、帶寬和磁盤存儲(chǔ)。它通過(guò)創(chuàng)建硬件資源池來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，然后將其分配給虛擬機(jī)。
4. VM 可以通過(guò) API 調(diào)用創(chuàng)建對(duì)管理程序的請(qǐng)求。

有哪些類型的管理程序？

可以區(qū)分兩種類型的管理程序：類型 1（裸機(jī)）和類型 2（嵌入式或托管）。

I 類/裸機(jī)/本機(jī)管理程序

I 類管理程序也稱為裸機(jī)或本機(jī)管理程序。它們直接運(yùn)行主機(jī)的硬件，因此管理程序軟件就是操作系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，管理程序可以直接訪問(wèn)硬件，沒(méi)有任何其他軟件的干擾。

類型 I 最適合企業(yè)計(jì)算和大規(guī)模部署。Type I 管理程序的優(yōu)點(diǎn)是：

可擴(kuò)展性

直接分配資源的能力使 Type I 具有可擴(kuò)展性。

優(yōu)化物理資源

類型 I 允許優(yōu)化單個(gè)服務(wù)器硬件，從而釋放數(shù)據(jù)成本并減少能源使用。

更好的資源分配

I 類管理程序使管理員能夠手動(dòng)設(shè)置資源分配。資源管理是類型 I 中的動(dòng)態(tài)和自定義選項(xiàng)。

類型 2 / 嵌入式 / 托管管理程序

類型 2 管理程序也稱為嵌入式或托管管理程序。它們建立在操作系統(tǒng)之上，并依賴于主機(jī)的底層操作系統(tǒng)。

也稱為托管管理程序，它作為操作系統(tǒng)中的應(yīng)用程序運(yùn)行，而操作系統(tǒng)又直接在主機(jī)上運(yùn)行。II 類管理程序也支持多臺(tái)來(lái)賓計(jì)算機(jī)，但不允許直接訪問(wèn)主機(jī)硬件及其資源。預(yù)先存在的操作系統(tǒng)管理內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)分配，從而產(chǎn)生一定的延遲和限制。此外，如果操作系統(tǒng)崩潰，管理程序也會(huì)崩潰，并可能發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。

Type 2 管理程序的優(yōu)點(diǎn)是：

設(shè)置更簡(jiǎn)單

這些管理程序更易于設(shè)置和管理，因?yàn)橛幸粋€(gè)底層操作系統(tǒng)可供使用。

更容易管理

類型 2 管理程序不需要專門的管理員。

兼容性

Type 2 hypervisor 與更廣泛的硬件兼容，因?yàn)樗鼈冞\(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，而不是特定的硬件機(jī)器上。

KVM管理程序

KVM（基于內(nèi)核的虛擬機(jī)）是 I 類和 2 類管理程序的混合體。它內(nèi)置于 Linux 中，并將 Linux 轉(zhuǎn)變?yōu)?Type I hypervisor。這種類型的管理程序：

• 是安全的
• 提供充足的存儲(chǔ)能力
• 有足夠的硬件支持和內(nèi)存管理能力
• 提供低延遲
• 允許更高的應(yīng)用程序優(yōu)先級(jí)
• 提供更好的可擴(kuò)展性、調(diào)度和資源控制

管理程序和容器之間的區(qū)別

在更高級(jí)別，管理程序和容器提供類似的功能。它們都提供了包含各種 IT 組件的隔離和打包環(huán)境。但是，它們?cè)谔幚砜缮炜s性和可移植性方面的方式各不相同。管理程序從主機(jī)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序中抽象出底層硬件，是虛擬化背后的核心技術(shù)。

虛擬機(jī)管理程序允許物理服務(wù)器操作多個(gè)虛擬機(jī)，因?yàn)閬?lái)賓彼此并排運(yùn)行。每個(gè)虛擬機(jī)都可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)。管理程序分配每個(gè) VM 資源，例如 CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)，以運(yùn)行來(lái)賓操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。由于每個(gè) VM 都包含虛擬化硬件、來(lái)賓操作系統(tǒng)和已安裝的應(yīng)用程序，因此管理程序會(huì)消耗更多的計(jì)算資源。

相比之下，容器通過(guò)容器化引擎將應(yīng)用程序及其二進(jìn)制文件和其他依賴項(xiàng)打包到一個(gè)單元中。打包后，只要安裝了相應(yīng)的容器引擎，就可以在任何平臺(tái)上運(yùn)行容器。這樣，容器引擎執(zhí)行的功能與管理程序?yàn)?VM 執(zhí)行的功能相同。

管理程序?yàn)槎鄠€(gè)虛擬機(jī)抽象硬件資源以運(yùn)行它們自己的操作系統(tǒng)，而容器引擎則抽象操作系統(tǒng)以允許容器運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序。由于容器共享相同的操作系統(tǒng)內(nèi)核，因此容器是輕量級(jí)的，啟動(dòng)迅速，并最大限度地利用服務(wù)器資源。

使用管理程序的好處

數(shù)據(jù)復(fù)制

克隆和復(fù)制虛擬機(jī)很困難。基于存儲(chǔ)的復(fù)制方法需要復(fù)制服務(wù)器中所有虛擬機(jī)的整個(gè)卷。如果您的服務(wù)器中有很多虛擬機(jī)，那么復(fù)制整個(gè)卷需要大量的存儲(chǔ)空間。

管理程序可用于輕松克隆和復(fù)制。與任何其他虛擬機(jī)復(fù)制方法相比，基于管理程序的復(fù)制更容易且更具成本效益。使用基于管理程序的復(fù)制，您可以簡(jiǎn)單地選擇 VM 和要復(fù)制的部分，從而節(jié)省存儲(chǔ)空間。基于管理程序的復(fù)制也是硬件中立的，這意味著您可以輕松地將任何數(shù)據(jù)副本存儲(chǔ)到任何存儲(chǔ)設(shè)備。

合并服務(wù)器

管理程序還提供內(nèi)置的圖形儀表板。您還可以將其他增強(qiáng)功能下載到內(nèi)置儀表板，以獲得更好的可見(jiàn)性。這種能力讓您可以集中整合和管理您的服務(wù)器，即使它們運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)。

可移植性

管理程序允許多個(gè)操作系統(tǒng)駐留在同一臺(tái)物理服務(wù)器（主機(jī)）上。它們是可移植的，因?yàn)樗鼈冞\(yùn)行的??虛擬機(jī)獨(dú)立于物理機(jī)。

桌面虛擬化

管理程序也可以有效地用于桌面虛擬化。您可以輕松地在服務(wù)器上托管虛擬桌面，該桌面復(fù)制用戶的物理桌面。這使員工可以通過(guò)客戶端設(shè)備通過(guò) Internet 訪問(wèn)他們的工作站，從而允許他們遠(yuǎn)程工作。

哪種類型的管理程序最適合您？

您選擇的管理程序在很大程度上取決于您作為組織的需求、您的組織準(zhǔn)備承擔(dān)的成本以及您在組織內(nèi)部擁有的管理虛擬機(jī)的專業(yè)知識(shí)。

小型企業(yè)

一般來(lái)說(shuō)，小型企業(yè)采用 Type II 管理程序是有意義的。II 型成本較低，更易于設(shè)置，并且不需要專門的管理員來(lái)管理它們。它們適用于延遲不是問(wèn)題且所需虛擬機(jī)數(shù)量相對(duì)較少的小型組織。

大型企業(yè)

大型公司和企業(yè)需要許多虛擬機(jī)來(lái)進(jìn)行部署。在這種情況下，類型 I 更合適。I 類管理程序具有低延遲時(shí)間，因?yàn)樗鼈兛梢灾苯釉L問(wèn)硬件。它們被公認(rèn)為性能最好、效率最高的管理程序，需要管理員根據(jù)應(yīng)用程序的優(yōu)先級(jí)手動(dòng)設(shè)置資源分配。由于需要在裸機(jī)上部署，它們的成本可能會(huì)更高。但是，它們?cè)诎踩苑矫鎰俪觯驗(yàn)樗鼈儗⑻摂M機(jī)彼此隔離開(kāi)來(lái)。

管理程序的安全注意事項(xiàng)

VM 內(nèi)運(yùn)行的任何內(nèi)容都不會(huì)干擾主機(jī)硬件上運(yùn)行的任何其他內(nèi)容，因?yàn)?VM 提供了一個(gè)與系統(tǒng)其余部分隔離的環(huán)境。由于這種隔離，如果 VM 被黑，整個(gè)系統(tǒng)都不會(huì)受到損害。然而，如果管理程序本身受到威脅，它可能會(huì)導(dǎo)致管理程序管理的任何虛擬機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，從而使每個(gè)虛擬機(jī)中的數(shù)據(jù)容易受到攻擊。