虚拟化技术包括
虚拟化技术主要包括服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和应用虚拟化。首先，服务器虚拟化是最常见的虚拟化技术类型。
它允许对物理服务器资源（如CPU、内存、存储等）进行抽象，形成多个虚拟服务器。
每个虚拟服务器可以独立运行不同的操作系统和应用程序，从而实现资源的灵活配置和高效利用。
例如，通过服务器虚拟化，企业可以在同一台物理服务器上同时运行多个业务应用程序，提高服务器利用率并降低成本。
其次，存储虚拟化是将多个独立的物理存储设备集成为统一的逻辑存储单元的技术。
可以实现存储资源的集中管理、动态分配、数据备份等功能。
通过存储虚拟化，企业可以更加灵活地管理存储资源，提高存储效率，降低数据丢失的风险。
例如，利用存储虚拟化技术，企业可以构建高性能存储区域网络（SAN），为关键业务应用提供可靠的存储支持。
网络虚拟化将物理网络资源（如交换机、路由器等）抽象出来，形成多个独立的虚拟网络。
每个虚拟网络都可以独立配置和管理，实现网络资源的灵活隔离和调度。
网络虚拟化有助于提高网络安全性和可扩展性，同时降低网络管理的复杂性。
例如，利用网络虚拟化技术，企业可以构建多租户网络架构，为不同部门或客户提供独立的网络环境。
最后，应用虚拟化是一种将应用程序与操作系统和底层硬件资源分离的技术，允许应用程序运行在不同的操作系统和硬件平台上。
应用程序虚拟化有助于提高应用程序兼容性和可移植性，同时降低应用程序的使用和维护成本。
例如，利用虚拟化技术，企业可以将关键业务应用部署到云端，实现快速交付和弹性应用开发。
简而言之，虚拟化技术包括服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和应用程序虚拟化，它们在企业IT架构中发挥着重要作用，有助于提高资源利用率、增加灵活性和安全性。
什么是虚拟化技术？虚拟化技术有哪些分类和方法？
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自从虚拟化提出以来，虚拟化技术出现了几种分类，我们先来了解一下什么是虚拟化技术，它的分类和方法。
如今，发达国家在设计、制造和加工技术方面已达到相当程度的自动化水平。
产品设计普遍采用CAD、CAM、CAE和计算机模拟，企业管理也采用科学化、规范化管理。
目前，人们正在探索摆脱制造系统自动化的方法，为此，敏捷制造、并行工程、计算机集成制造系统等一系列新型制造系统被提出。
近年来，从虚拟机的大规模部署到成功案例的涌现，越来越多的厂商开始关注并结合虚拟化技术对于优化IT基础设施、推动业务创新带来的启发。
与您的业务一起学习新技术，并找到创新先进制造系统和先进制造模式的方法。
虚拟化目前主要应用于制造信息化领域，用于IT集成和降低成本，而在其他方面应用较少。
事实上，由于虚拟化技术的特点，其价值可以在远程办公、虚拟制造、虚拟制造等制造领域发挥作用。
它可以反映与工业控制相关的所有领域。
本文主要回顾了虚拟化技术及其在制造业中的应用现状，提出了虚拟化在制造业中的应用框架，并向相关人员介绍了该领域的应用研究进展和发展趋势。
1虚拟化技术
虚拟化是指创建程序或软件运行所需的执行环境。
使用虚拟化技术后，运行的程序或软件不再拥有对底层物理计算资源的独占访问权。
它们运行在相同的物理计算资源上，根本影响可能与它们之前运行的计算机的架构完全不同。
虚拟化的主要目的是简化IT基础设施和资源的管理方式。
虚拟化消费者可以是最终用户、应用程序、操作系统、访问资源或涉及与资源交互的其他服务。
虚拟化可以减少消费者和资源之间的耦合，因此消费者不再依赖于特定的资源实现，可以手动、半自动或通过服务级别协议（SLA）进行管理，对消费者管理的影响最小。
）等实现资源管理。
1.1虚拟化的分类
根据虚拟化的目的，虚拟化技术大体分为以下几类。
(1)平台虚拟化，计算机和操作系统的虚拟化分为服务器虚拟化和桌面虚拟化。
服务器虚拟化是一种虚拟化模型，它通过确定资源优先级并将服务器资源分配给最需要的工作负载来简化管理并提高效率，从而减少为单个工作负载峰值保留的资源。
桌面虚拟化增加了人们对计算机的控制，降低了使用计算机的复杂性，并提供了更多这是一种虚拟化模式，提供了方便、适用的使用环境。
平台虚拟化主要通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O接口虚拟化来实现。
(2)特定计算资源的虚拟化，如资源虚拟化、存储虚拟化、网络资源虚拟化等。
存储虚拟化是指将操作系统有机地分布在多个内部和外部存储器上，并将这两个存储器组合起来形成虚拟存储器。
网络资源虚拟化最具代表性的例子是网格计算。
网格计算使用虚拟化技术来管理网络上的数据，并将其作为一个系统逻辑地呈现给消费者，动态地为用户和应用程序提供所需的资源。
，它还提供了简化的基础设施共享和访问。
目前，一些研究人员提出使用软件代理技术来虚拟化计算网络空间资源，例如Gaia、NetChaser[21]和SpatialAgent。
(3)应用虚拟化，包括仿真、仿真、分析技术等。
Java虚拟机(JVM)通常在应用程序层进行虚拟化。
基础应用层的虚拟化技术存储了用户的个性化计算环境的配置信息，可以在任何计算机上再现用户的个性化计算环境。
服务虚拟化是近年来的研究热点。
服务虚拟化让业务用户通过服务聚合来减轻服务资源使用的复杂度，让用户更方便地直接映射业务需求。
我们提供专门针对虚拟服务的服务资源。
现代软件架构和配置的复杂性扰乱了软件开发生命周期。
在应用层构建虚拟化模型，提供最佳的开发、测试和生产环境。
(4)代表层虚拟化。
应用程序虚拟化与应用程序虚拟化类似，不同之处在于表示层虚拟化的应用程序运行在服务器上，客户端仅显示应用程序的UI界面和用户操作。
表示层虚拟化软件主要包括MicrosoftWindows远程桌面（包括终端服务）、CitrixMetaframe演示服务器和SymantecPcAnywhere。
1.2虚拟化方法
虚拟化一般指平台虚拟化，通过控制程序隐藏计算平台的实际物理特征，为用户提供一个抽象的、集成的、模拟的计算环境。
通常，虚拟化可以通过命令级虚拟化和系统级虚拟化来实现。
1.2.1指令级虚拟化方法
实现指令集级别的虚拟化。
即它将一种硬件平台的二进制代码转换为另一种平台的二进制代码，以实现不同指令集之间的兼容。
用“二进制翻译”。
也就是说，从一个具有某些接口和功能的系统，您可以实现另一个具有不同接口和功能的系统。
二进制翻译的软件方法可以通过解释执行、静态翻译和动态翻译三种方式来实现。
近年来目前对二进制转换系统的研究主要集中在运行时编译和自适应优化。
这是因为动态转换和执行过程的时间开销主要由四部分组成：磁盘访问开销、存储访问开销、转换和优化。
由于存在开销和目标代码执行开销，因此必须减少后三方面的开销，以提高二进制转换系统的效率。
目前常见的二进制转换系统主要有Daisy/BOA、Crusoe、Aeries、IA-32EL、Dynamo动态优化系统、JIT编译技术等。
1.2.2系统级虚拟化方法
系统虚拟化是在一个物理系统上虚拟出多个虚拟机。
从系统架构的角度来看，虚拟机监视器（VMM）是整个虚拟机系统的心脏。
它负责资源调度、分配和管理，确保多个虚拟机可以隔离运行多个客户操作系统。
彼此。
系统级虚拟化通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O虚拟化来实现。
(1)CPU虚拟化
CPU虚拟化为每个虚拟机提供一个或多个虚拟CPU。
多个虚拟CPU时间共享和复用物理CPU。
时间.CPU使用情况。
VMM必须合理地为每个虚拟CPU分配时间片，并维护所有虚拟CPU的状态。
如果虚拟CPU的时间片用完，需要进行切换，则必须保存当前虚拟CPU的状态，并维持保留CPU的状态。
虚拟CPU必须加载到物理CPU上。
X86的主要CPU虚拟化方法包括动态二进制翻译、半虚拟化和预虚拟化技术。
为了弥补处理器虚拟化的缺点，现有的虚拟机系统采用硬件辅助虚拟化技术。
CPU虚拟化需要解决的问题是：①虚拟CPU的正确运行虚拟CPU正确运行的关键是保证虚拟机指令正确执行且虚拟机不受影响。
这意味着一个命令的执行结果不会改变当前正在运行的其他虚拟机的结果，主要通过模拟执行和监控来实现。
②虚拟CPU调度。
虚拟CPU调度是指VMM确定当前物理CPU上运行哪些虚拟CPU，以保证虚拟机之间的隔离、虚拟CPU性能和调度公平性。
虚拟机环境中的调度要求是充分利用CPU资源、支持CPU精确分配、性能隔离、考虑虚拟机之间的不对称性、考虑虚拟机之间的依赖关系。
常见的CPU调度算法有BVT、SEDF、CB等。
（2）内存虚拟化
VMM一般采用块共享的思想来虚拟化计算机的物理内存。
VMM将机器的内存分配给每个虚拟机，并维护机器内存和虚拟机内存之间的映射关系。
这些内存在虚拟机看来是从地址0开始的连续物理地址空间。
内存虚拟化后，内存地址将具有三种类型的地址：机器地址、伪物理地址、虚拟地址。
在X86的内存寻址机制中，VMM逐页建立虚拟地址和机器地址的映射关系，您可以通过权限设置来实现不同虚拟机之间的内存隔离和保护。
添加TLB以提高地址转换性能。
为了实现虚拟地址到物理地址的高效翻译，一般采用复合映射的思想，通过MMU半虚拟化和影子页表实现页表虚拟化。
虚拟机监视器中的数据无法从虚拟机访问，因此需要隔离机制。
这种隔离机制主要是通过修改来宾操作系统或者段保护来实现的。
内存虚拟化的优化机制包括按需分页、虚拟存储、内存共享等。
(3)I/O虚拟化
由于I/O设备异构性强，内部状态控制困难，VMM系统针对I/O设备虚拟化配备了全虚拟化和半虚拟化。
、软件模拟和直接I/O访问等设计思想。
近年来，更多学者将I/O虚拟化研究重点放在共享网络设备虚拟化上，并提出将IOVM结构映射到多核服务器平台。
除了提高吞吐量以及与串行功能和基于数据包的协议相结合的固有并行数据流之外，I/O设备还必须考虑现有的PCI兼容PCIExpre ss硬件并构建相应的总线适配器以补偿单个主机的影响。
。
不需要特殊的驱动程序。
一些研究人员重点研究外部存储虚拟化，让存储虚拟化系统的SCSI目标模拟器运行在SAN上，存储目标主机的动态物理信息，并利用映射表的方法修改SCSI命令地址位图我建议你这样做。
管理可用空间等想法的艺术。
存储虚拟化系统必须提供逻辑卷大小、各种功能、数据镜像、快照等功能，并且必须兼容集群主机和各种操作系统。
带外存储虚拟化可以全面提高SAN的服务质量，并且带外虚拟化通过顺序操作比带内虚拟化具有优越的性能和良好的可扩展性，因此重做日志和日志完整性认证，我们设计了一种基于关系模型的磁盘虚拟化元数据组合方法，可以组合持久的带外虚拟化系统。
1.3虚拟化管理
虚拟化管理主要是指对多个虚拟机系统的管理。
多虚拟机系统是指基于多个计算系统资源的抽象表示来组织自己的资源。
我们主要构建虚拟计算系统，包括虚拟机动态迁移技术和虚拟机管理技术。
(1)虚拟机之间的迁移
使用虚拟化作为管理现有资源并提高其在网络计算中的利用率的手段。
构建分布式、可重新配置的虚拟机，以便在物理服务器运行时在必要时迁移服务。
。
通过移动代理技术和分布式虚拟机提高资源利用率和服务可用性，找到最优的服务策略，迁移到可重构的分布式虚拟机。
来宾操作系统和应用程序为了将虚拟机上运行的操作系统和应用程序从一个物理节点迁移到另一个执行节点，同时保持不间断运行，一些研究人员提出了一种支持用户操作环境的数据驱动的迁移虚拟工作环境。
实现远程迁移和平滑重新配置；
一些研究人员还提出了程序执行环境的动态按需配置机制。
在物理服务器之间迁移虚拟机并执行自动化虚拟服务器管理时，必须考虑高质量的服务要求和资源管理成本。
一些研究人员提出了Hypervisor控制方法来支持网络中移动IP虚拟机的实时迁移，同时虚拟机可以实时迁移分布式计算资源，以提高迁移性能，减少网络恢复延迟，实现高可靠性。
和容错能力。
一些研究组织设计了一个通用的硬件抽象层来高效实现多个虚拟机的移植，从而使移动设备能够在环境中高效运行。
虚拟机的迁移步骤通常包括启动迁移、内存迁移、静默虚拟机和运行虚拟机恢复。
(2)虚拟机管理
对于多个虚拟机来说，一个很重要的方面就是减少用户对动态复杂的物理设备的管理和维护，通过软件和工具管理来实现任务。
目前领先的多虚拟机服务器管理软件是VirtualInfrastructure，它通过VirtualCenter管理服务器的虚拟机池，通过VMotion完成虚拟机迁移，通过VMFS管理多虚拟机文件系统。
其次，Parallax是一个多虚拟机管理器副本用于确保可用性。
虚拟机管理程序直接控制滞后所使用的物理磁盘，它运行物理设备驱动程序，并为虚拟磁盘映像VDI中的本地虚拟机提供公共块接口。
2虚拟化在制造信息化中的应用
2.1虚拟化在制造信息化中的应用框架
当今的制造业正在向精密化、自动化、柔性化、集成化转型。
这种趋势催生了许多先进制造技术和先进制造技术模式。
这些先进制造技术和先进制造模式需要现有的IT基础设施来提供更高水平的计算服务。
因此，在制造信息化中，必须建立面向虚拟化的资源分配架构，对面向客户的服务进行管理、计算和维护。
服务级别协议(SLA)驱动的资源分配系统。
虚拟化主要应用于制造信息化领域，如集中IT管理、应用集成、工业控制、虚拟制造等。
最底层是制造公司的虚拟计算资源池（VirtualCluster），它由多台物理服务器（PhysicsMachine）组成。
每台物理服务器都运行虚拟化软件（VMM）来完成各种任务。
根据工作要求虚拟用于计算资源池的虚拟化管理软件(VMS)为您的IT环境提供集中化、操作自动化和资源优化，并允许快速部署向导和虚拟机模板。
虚拟计算资源池中的虚拟机封装了不同类型的客户操作系统（GuestOS）以及运行在其之上的数据层和服务层应用程序（App），形成了一个由各厂商共同设计和制造的完整系统。
企业。
表示层为用户提供各种形式的数据处理和显示能力。
在图1的框架中，虚拟计算资源池的动态资源调度（DRS）模块持续监控跨物理系统的资源利用率，并根据反映业务需求的预定规则调度多个调度并分配可用优先级。
虚拟机。
机器之间的资源。
在制造业信息化中，各种应用需求，如集中IT管理、应用集成、工业控制、虚拟制造等，将以制造业务协同服务、资源管理服务等各种服务的形式封装在虚拟机中。
和资源管理服务。
同时，支持所有应用需求的数据库，包括信息访问服务、WWW服务、工业控制服务、应用系统集成服务、数据管理服务、高性能计算服务、工具集服务等也都封装在虚拟机中。
虚拟化的独特优势，包括企业模型数据库、制造资源数据库、产品模型数据库、专家知识数据库、用户信息数据库，可以保证所有虚拟机上的关键业务持续可靠地运行。
2.2虚拟化在制造信息化应用框架中的作用
虚拟化在制造信息化中的主要应用如下。
请大神介绍一下虚拟化可以划分为哪些类型，各种类型有什么优缺点以及有什么代表性的产品？
1、服务器虚拟化：这类虚拟化技术是通过在服务器操作系统内运行虚拟化软件来实现的。其优点是易于安装和配置，适合个人和企业用户开发和测试。
但是，由于它依赖于驱动程序和主机操作系统支持，因此可能会导致性能下降和资源冲突。
典型产品包括VMwareWorkstations、VirtualBox和MicrosoftVirtualPC。
2、裸机虚拟化（也称全虚拟化）：该模式下，虚拟化层直接安装在物理硬件上，独立于主机操作系统。
这使得虚拟机能够实现与物理机相似的性能，同时支持多个操作系统和应用程序。
但部署和维护该技术往往比较复杂，需要较高的技术门槛。
流行的商业产品包括VMwarevSphere、MicrosoftHyper-V和CitrixXenServer。
3.操作系统虚拟化：这种虚拟化技术允许在单个操作系统实例上运行多个隔离的虚拟环境。
启动速度快，管理方便，但隔离能力较弱。
Docker和容器技术是操作系统虚拟化的典型代表。
由于国家高度重视网络安全和自主可控技术，建议在服务器虚拟化领域尽可能使用国产自主可控产品，如云鸿CNware等，以增强信息安全和安全。
确保国家重要信息基础设施稳定运行。
常见的虚拟化技术有哪些
1.KVM：是一种全虚拟化技术，依赖于操作系统，需要将虚拟化模块内置于CPU中，因此不需要使用kvmP和内存全部进行模拟，而物理机的CPU和内存是直接调用的，只分配给他们应该的，这大大提高了虚拟机的性能，该模块是内置在Linux系统中的，系统自带的，安装它。不需要。
2.XEN：半虚拟化要求客户系统内核能够识别客户系统运行在虚拟环境中，因此客户系统架构必须与主机或物理机系统架构相同，即必须支持。
来宾系统的更新必须是支持内核更新的开源系统，闭源系统不支持内核更新，例如微软和苹果操作系统不开源且不支持xen半病毒化技术是XEN的一大缺陷，后续将支持3.0版本全虚拟化。
3、KVM与机器系统架构的比较与主机系统架构的匹配由于KVM仍然流行，所以它不能被KVM取代。
4.VMWARE：虚拟机是一个独立的操作系统，直接运行，不依赖于操作系统，而esxi有自己的服务器，可以创建虚拟机并安装镜像文件。
服务器不支持虚拟机。
而在Windows-Server2008上安装vsphere-server实现了虚拟机的远程服务器管理，支持将虚拟机移动到另一台物理机上，支持创建虚拟机和挂载ISO镜像文件。
5.主流架构平台：x86_64armamd6.guestos（guest）：运行在主机或物理机上的虚拟机7.KVMQEMU使用的主流模拟器：模拟键盘、鼠标、显示屏等硬件设备8.虚拟化场景：vmware已加载，KVM和XEN空闲9.虚拟化CUP指令集所在组织为：vmx为inter是的，svm来自AMD，是一个cup虚拟指令集10、虚拟化常用的磁盘格式：1）Raw：指定多少空间就创建多少，相当于一个文件占用物理空间，可以挂载和卸载直接地。
使用中使用的数据是按顺序存储在磁道上的，因此性能很好，但占用空间很大，这对于KVM和XEN默认为这种磁盘格式来说没有什么用处。
2）qcow2：主要虚拟化镜像格式，可以对镜像做多个快照，数据随机放置在磁道上，性能接近RAW磁盘格式，磁盘占用存储空间较少，磁盘占用空间小与磁盘上存储的数据相比，占用的物理空间更少。
它可以扩展，并且虚拟机迁移比RAW格式更快。
3）vmdk：在kvm、XEN等虚拟化技术中使用较少，但这种镜像格式在vmware-esxi上的性能还是非常稳定和优秀的。
