虚拟机以及虚拟机技术，vmware、xen、kvm、docker区别，以及云计算

我目前的工作是做aiops，为基础设施的运维指标数据提供基于算法的分析，提前发现业务运维的故障，降低故障的解决时间。对于基础设施的底层接触不多，但是希望把底层摸透。

虚拟机是什么？

虚拟机（英文：virtual machine）,在计算机科学中的体系结构中，是指一种特殊的软件，可以在计算机平台和终端用户之间创建一种环境，而终端用户则是基于虚拟机这个软件所创建的环境来操作其他软件。虚拟机（vm）是计算机系统的仿真器，通过软件模拟具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算系统，能提供物理计算机的功能。
目的，模拟计算机系统环境。

虚拟机比较

下列的软件产品可以用来虚拟硬件，所以可以用在各种操作系统。

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私有是付费的，免费的功能会很少，GPL是开源的，即自有软件。

什么是虚拟化？

虚拟化（技术）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源（CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等），予以抽象、转换后呈现出来并可供分隔、组合为一个或多个电脑配置环境。
虚拟化技术是一个广义的术语，根据不同的对象类型可以细分为：

• 平台虚拟化（platform virtualization）：针对计算机和操作系统的虚拟化。
• 资源虚拟化（resource virtualization）：针对特定的系统资源的虚拟化，如内存、存储、网络资源等。
• 应用程序虚拟化（application virtualization）：包括仿真、模拟、解释技术等，如java虚拟机（JVM）。
  
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1960中期，IBM在Thomas J.Watson Reasearch Center（NY）进行M44/44X计算机研究项目。M44/44X项目基于IBM 7044（M44）实现了多个具有突破性的虚拟化概念，包括部分硬件共享（partial hardware sharing）、时间共享（time sharing）、内存分页（memory paging）以及实现了虚拟内存管理的VMM。
中期发展的类型I和类型II跳过
直到上世纪80-90年代，intel公司（戈登 摩尔）提出了摩尔定律，windows、MAC等PC（personal computer）电脑被广泛使用，wintel联盟势如破竹，还出现了神一般的linux服务器操作系统。
随着x86服务器和桌面部署的增长也为企业IT基础架构带来了新的难题：

• 基础架构利用率低
• 基础架构成本高
• IT运维成本高
• 故障切换和灾难保护不足
• 最终用户桌面的维护成本高昂
  而解决这些难题就是新时代赋予虚拟化技术的历史任务，整个80-90年代，虚拟化技术及公司如雨后春笋般涌现。

1.虚拟化的发展：纵观虚拟化技术的发展历史，可以看到它始终如一的目标就是实现对IT资源的充分利用。
2.虚拟化与云计算：虚拟化是IT资源的抽象，云计算则是基于虚拟化实现的更上层的对企业业务能力的抽象。
3.云计算与开源：开源是引诱开发者的苹果，而开发者则是企业的核心资产。

Vmware、Xen、KVM、Docker区别

Vmware

VMM模拟执行的就是CPU指令。对于虚拟机中的操作系统，VMM需要完整模拟底层的硬件设备，包括处理器、内存、时钟、I/O设备、中断等等，换句话说，VMM用纯软件的形式"模拟"出一台计算机供虚拟机中的操作系统使用。
这种完全模拟一台计算机的技术也成为全虚拟化，这样做的好处显而易见，虚拟机中的操作系统感知不到自己是在虚拟机中，代码午需任何改动，直接可以安装。而缺点也是可以想象：完全用软件模拟，转换翻译执行，性能堪忧！
这个模拟过程实际上相当的复杂，涉及到大量底层技术，并且如此模拟费时费力，于是催生出了半虚拟化，就是下面要解释的XEN。
XEN
如果把操作系统中所有执行敏感指令的地方都改掉，改程一个接口调用（HyperCall），接口的提供方VMM实现对应处理，省去了捕获和模拟硬件流程等一大段工作，性能将获得大幅度提升。
这就是半虚拟化，这项技术的代表就是XEN，一个诞生于2003年的开源项目。
这项技术一个最大的问题是：需要修改操作系统源码，做响应的适配工作。这对于像linux这样的开源软件还能接受，充其量多了些工作量。但是对于windows这样闭源的商业操作系统，修改它的代码，是无发做到的。
vmware从5.5版本开始引入对硬件辅助虚拟化的支持，随后在2011年的8.0版本中正式全面支持。于是乎，我们在创建虚拟机的时候，可以选择要使用哪一种虚拟化引擎技术，是用原先的二进制翻译执行，还是基于硬件辅助虚拟化的新型技术。
同一时期的XEN从3.0版本也加入对硬件辅助虚拟化的支持，从此基于XEN的虚拟机中也能够运行windows系统了。
KVM-QEMU
有了硬件辅助虚拟化的加持，虚拟化技术开始呈现井喷之势。virtualbox、hyper-V、kvm等技术如雨后春笋般接连面世。这其中在云计算领域声名鹊起的当属开源的KVM技术。
KVM全称for Kernel-based virtual machine，意为基于内核的虚拟机。
在虚拟化底层技术上，kvm和vmware后续版本一样，都是基于硬件辅助虚拟化实现。
不同的是vmware作为独立的第三方软件可以安装在linux、windows、macos等多种不同的操作系统之上，而kvm作为一项虚拟化技术已经集成到linux内核之中，可以认为linux内核本身就是一个hypervisor，这也是kvm名字的含义，因此kvm技术只能在linux服务器上使用。
kvm技术常常搭配qemu一起使用，成为kvm-qemu架构。前面提到，在x86架构CPU的硬件辅助虚拟化技术诞生之前，qemu就已经采用全套软件模拟的办法来实现虚拟化，只不过这种方案下的执行能力非常低下。
KVM本身基于硬件辅助虚拟化，仅仅实现CPU和内存的虚拟化，但是一台计算机不仅仅有CPU和内存，还需要各种各样的I/O设备，不过KVM不负责这些。这个时候，QEMU就和KVM搭上线了，经过改造后的QEMU，负责外部设备的虚拟，KVM负责底层执行引擎和内存的虚拟，两者彼此互补，成为新一代云计算虚拟化方案的宠儿。

容器技术-LXC & Docker

不同于虚拟化技术要完整虚拟化一台计算机，容器技术更像是操作系统层面的虚拟化，它只需要虚拟出一个操作系统环境。
XC技术就是这种方案的一个典型代表，全称是Linux Container，通过linux内核的Cgroups技术和namespace技术的支撑，隔离操作系统文件、网络等资源，在原生操作系统上隔离出一个单独的空间，将应用程序至于其中运行，这个空间的形态上类似于一个容器将应用程序包含在其中，故取名容器技术。
举个不是太恰当的比喻，一套原来是三居室的房子，被二房东拿来改造成三个一居室的套间，每个一居室套间里面都配备了卫生间和厨房，对于住在里面的人