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什麼是裸機虛擬化管理程序?

虛擬化管理程序又稱為「虛擬機監控程式」(VMM),是一種虛擬化軟體類型,可將電腦的軟硬體區隔開來,以支援虛擬機 (VM) 的建立和管理。虛擬化管理程序會轉譯實體和虛擬資源之間的要求,藉此實現虛擬化。如果虛擬化管理程序直接安裝在實體機器的硬體上,並位於硬體和作業系統 (OS) 之間,就是所謂的裸機虛擬化管理程序。有些裸機虛擬化管理程序會嵌入至與主機板基本輸入 / 輸出系統 (BIOS) 位於相同層級的韌體內。部分系統需要透過這個方式來啟動電腦上的作業系統,繼而存取和使用虛擬化軟體。


由於裸機虛擬化管理程序會將作業系統和底層硬體區隔開來,因此,軟體將再也不會仰賴特定硬體裝置或驅動程式,或受其限制。這表示,裸機虛擬化管理程序可讓作業系統及其相關應用程式在不同類型的硬體上執行。此外,裸機虛擬化管理程序也能在相同的實體伺服器 (主機) 上,保留多個作業系統和虛擬機 (Guest 機器)。正因為虛擬機會獨立於實體機器之外,因此可在機器與機器或平台與平台之間移動,進而根據需求,在多個伺服器之間移動工作負載,並配置網路、記憶體、儲存空間和處理資源。舉例來說,如果應用程式需要更高的處理能力,就能透過虛擬化軟體,順暢地存取額外的機器。如此一來,就能使用較少的實體機器來實現更高的成本和能源效率,以及更出色的效能。

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什麼是裸機?

「裸機」代表虛擬化軟體和硬體之間,不存在任何作業系統。虛擬化軟體會保存在「裸機」或硬體硬碟中,而作業系統通常也會安裝於其中。

裸機不僅可用於描述虛擬化管理程序,裸機伺服器也是相當常見的單一租戶伺服器。不過,裸機伺服器可做為虛擬機的主機,並附加額外的虛擬化管理程序和虛擬化軟體。裸機雲端則意味著客戶不僅向雲端服務供應商租用公有雲服務,也同時租用代管公有雲的實際伺服器。

裸機虛擬化管理程序和代管虛擬化管理程序有何不同?

裸機虛擬化管理程序為最常部署的虛擬化管理程序類型。虛擬化軟體會藉由裸機虛擬化管理程序,直接安裝在硬體上;一般而言,作業系統也會安裝在裸機虛擬化管理程序中。裸機虛擬化管理程序會隔離於易受攻擊的作業系統之外,因此相當安全。裸機虛擬化管理程序的執行效果和效率皆優於代管虛擬化管理程序,而多數公司皆選用裸機虛擬化管理程序,以因應企業和資料中心運算需求。


另一個類型的虛擬化管理程序,則為用戶端虛擬化管理程序,或代管虛擬化管理程序。裸機虛擬化管理程序可直接在運算硬體上執行,相較之下,代管虛擬化管理程序則會在主機的作業系統內執行。雖然代管虛擬化管理程序會在作業系統內執行,上方卻可安裝額外的作業系統。由於硬體和虛擬化管理程序之間的要求,必須通過額外的作業系統層傳遞,因此,代管虛擬化管理程序的延遲性,會高於裸機虛擬化管理程序。代管虛擬化管理程序常用來進行終端使用者和軟體測試,而在這些情況下,較高的延遲性並不會造成太大問題;因此,代管虛擬化管理程序也稱為「用戶端虛擬化管理程序」。


硬體加速技術可進行某些需耗用大量資源的虛擬資源建立和管理,藉此加快裸機和代管虛擬化管理程序的處理速度。虛擬專屬圖形加速器 (vDGA) 是一種硬體加速器,可負責傳送和更新高階 3D 圖形,藉此釋出主要系統,以用來進行其他作業,並大幅提高影像的顯示速度。對石油和天然氣探勘等產業而言,這項技術相當實用,因為這些公司需要快速將複雜的資料視覺化。

虛擬化管理程序和裸機虛擬化有何不同?

裸機伺服器為搭配單一租戶,且由單一用戶端控制的專屬伺服器。對裸機虛擬化而言,用戶端可將裸機虛擬化管理程序直接安裝至該伺服器的硬體上,以啟用虛擬化技術,包括虛擬應用程式、多個虛擬機私有雲


相較之下,代管虛擬化管理程序則會安裝在作業系統上方,而非伺服器的裸機上。兩種虛擬化管理程序都可在一個實體機器上執行多個虛擬伺服器,以因應多個租戶。公有雲服務供應商會將不同虛擬伺服器上的伺服器空間,租給不同的公司使用。因此,單一伺服器可代管多個虛擬伺服器,而這些虛擬伺服器則能為多家公司執行工作負載。相較於專屬的裸機伺服器,共用資源可能會造成更多安全性風險,並導致「相鄰干擾」效應,也就是當某個租戶執行大型工作負載時,其他租戶的伺服器效能可能會受到干擾。


相較於與其他虛擬伺服器共用實體伺服器頻寬、記憶體和處理能力的虛擬伺服器,裸機伺服器能由單一公司全權掌控,因此一律可提供更優異的效能。此外,公司也可進一步控制裸機伺服器的頻寬,並將其最佳化,藉此提高效能。由於裸機伺服器不會與其他租戶共用資源,因此經常用來代管私有雲,特別適合基於法規要求而需要對資料做出實體隔離的公司。


代管多個虛擬機的虛擬化管理程序,可提供幾個優於裸機伺服器的優勢。虛擬化管理程序能立即建立虛擬機,進而視需要而定,為動態工作負載提供更多資源。相較之下,視需要提供額外的實體伺服器,往往更加困難。此外,虛擬化管理程序也能更充分地利用實體伺服器,因為它能使用單一實體機器資源執行多個虛擬機。相較於執行多個低利用率的實體機器,在單一實體機器上執行多個虛擬機,可提供更出色的成本和能源效率。

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