VMware：基本指南

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发布时间：2024-07-27 14:07

什么是 VMware？

简而言之，VMware（链接位于 ibm.com 外部）主要用于开发虚拟化软件。

虚拟化软件会在计算机硬件上创建一个抽象层，从而能够将单台计算机的硬件要素（处理器、内存、存储等）分成多个虚拟计算机（通常称为虚拟机 (VM)）。每个虚拟机都运行自己的操作系统 (OS)，其行为就像一台独立的计算机，而实际上它只是在一部分底层计算机硬件上运行。

和大家想象的一样，虚拟化有助于更有效地利用计算机硬件，提高组织的硬件投资回报率。虚拟化还可以帮助云提供商（公有云或私有云）使用现有物理计算机硬件为更多用户提供服务。

VMware 的虚拟化产品目前是许多企业中 IT 基础架构的重要组成部分。

“虚拟化详解”视频直观演示了虚拟化的概念：

要了解虚拟化的全面概述，请参阅“虚拟化：完全指南”。

虚拟机 (VM)

虚拟机 (VM) 是 VMware 虚拟化的基本单位。虚拟机是物理计算机的软件表现形式。在虚拟机中运行的操作系统 (OS) 称为访客操作系统。

每个虚拟机都包含一个用于存储虚拟机设置的配置文件、一个作为硬盘驱动器软件版本的虚拟磁盘文件，以及一个用于跟踪虚拟机活动的日志文件，其中记录了系统故障、硬件变更、虚拟机从一台主机到另一台主机的迁移，以及虚拟机的状态。

VMware 提供了多个用于管理这些文件的工具。例如 vSphere Client，这个虚拟机管理命令行界面可用于配置虚拟机设置。还可借助 vSphere Web Services 软件开发工具包，使用其他程序来配置虚拟机。例如，可建立软件开发环境以创建用于测试软件程序的虚拟机。

有关虚拟机的更多信息，请参阅“虚拟机：完全指南”。

优点

使用 VMware 产品和服务进行虚拟化可带来诸多优点。这包括以下方面：

提高投资回报率 (ROI)：VMware 有助于更充分地利用物理计算机的资源。管理员一般不喜欢在单个服务器操作系统上运行多个任务关键型应用，这是因为，如果其中一个应用崩溃，操作系统可能会变得不稳定，导致其他应用也崩溃。消除这种风险的一种方法是在专用物理服务器上各自的操作系统中运行每个应用，但这样做会降低效率，因为每个操作系统可能只使用服务器 CPU 30% 的处理能力。借助 VMware，可在同一台物理服务器上各自的操作系统中运行每个应用，从而更高效地利用物理服务器上可用的 CPU 处理能力。

提高能源和空间利用率：VMware 让您可以使用更少的物理服务器运行更多的应用。使用的物理服务器越少，需要的数据中心空间就越少，供电和冷却所需的能源也越少。

行业支持：VMware 是最重要的虚拟化服务提供商，拥有超过 50 万客户。由 75,000 家合作伙伴组成的网络可以为客户提供各种附加产品和服务。

虚拟化

接下来我们介绍 VMware 虚拟化的各个组件及其工作方式。

VMware 虚拟机管理器

VMware 使用其核心虚拟机管理器产品，使物理计算机实现虚拟化。虚拟机管理器是一个瘦软件层，它可以与物理计算机（称为主机）的底层资源进行交互，并将这些资源分配给其他操作系统（称为访客操作系统）。访客操作系统则通过虚拟机管理器请求资源。

虚拟机管理器将各个访客操作系统分隔开，因此每个访客操作系统都在互不干扰的情况下独立运行。如果一个访客操作系统遭遇应用崩溃、变得不稳定或感染恶意软件，它不会影响主机上其他操作系统的性能或运行。

“虚拟机管理器：完全指南”全面概述了虚拟机管理器及其工作方式。

VMware ESX

专用于数据中心的 VMware ESXi 虚拟机管理器（链接位于 ibm.com 外部）是一种类型 1（也称“裸机”）虚拟机管理器，它用于取代与计算机物理组件交互的主操作系统。它是 ESX 的升级产品，后者是更大规模的虚拟机管理器，使用更多的主机资源。 VMware 已不再提供 ESX。

VMware ESXi 与其他几种类型 1 虚拟机管理器的比较：

VMware 与 Linux

VMware 在早期依赖于 Linux。其虚拟机管理器的早期版本称为 ESX，其中包含 Linux 内核（用于管理计算机硬件的操作系统的核心部分）。 VMware 发布 ESXi 后，就用自己的内核取代了 Linux 内核。 ESXi 支持范围广泛的 Linux 访客操作系统，包括 Ubuntu、Debian 和 FreeBSD。

桌面虚拟化

VMware 是非常成熟的基于服务器的虚拟机管理器，但也销售用于虚拟化桌面操作系统的软件。本部分介绍了其中的一些软件及其工作方式。

什么是 VMware Workstation？

VMware Workstation 包含类型 2 虚拟机管理器。与完全取代底层操作系统的类型 1 虚拟机管理器不同，类型 2 虚拟机管理器作为应用在桌面操作系统上运行，以支持桌面用户在其主操作系统（主机）上运行第二个操作系统。

VMware Workstation 有两种版本：

如何安装 VMware Tools

与在桌面计算机上安装第二个操作系统相比，使用虚拟化的一大优势在于：第二个操作系统能够与第一个操作系统交换数据。而这就是 VMware Tools 的用武之地。它是任何 VMware Workstation 环境的重要组成部分。它支持在类型 2 虚拟机管理器中运行访客操作系统，更好地与主机操作系统互动。

安装 VMware Tools 的优点包括提高图形性能，以及支持在访客操作系统和主机操作系统之间共享文件夹。可使用它来拖放文件以及在两个操作系统之间剪切和粘贴内容。

要安装 VMware Tools，单击 VMware Workstation 菜单中 VM，然后单击安装 VMware Tools。 VMWare Workstation 会在访客操作系统中安装包含 VMware Tools 安装程序的虚拟 CD-ROM 驱动器。随后从访客操作系统中访问 CD-ROM 映像，运行该安装程序。

请参阅 VMware Tools 文档（链接位于 ibm.com 外部）中的完整安装指示信息。

VMware 的类型 2 虚拟机管理器与市场中的以下产品存在竞争关系：

VMware 与 Virtualbox：VirtualBox 是 Oracle 旗下 Innotek 的类型 2 虚拟机管理器，与 VMware Workstation 存在竞争关系。它是免费的开源产品，支持在台式机或笔记本电脑中现有的操作系统上安装和使用另一个操作系统。 VMware 的产品可安装在 Linux 和 Windows 上。而 VirtualBox 则支持 Linux、Windows、Solaris 和 FreeBSD 作为主机操作系统。这两种产品在不同领域各有优缺点。 VMware 的产品为 3D 图形提供更出色的支持，而 VirtualBox 则支持更多的虚拟磁盘映像（即包含虚拟机数据的文件）。

VMware 与 Parallels：Parallels 是类型 2 虚拟机管理器，专用于在 macOS 平台上运行访客操作系统。它与 VMware Fusion 存在竞争关系。 VMware Fusion 以一次性付费方式提供，而 Parallels 的使用许只能通过订购模式获得。

虚拟桌面集成 (VDI)

VMware 提供了第三种模式，即虚拟桌面集成 (VDI)，这种模式介于服务器虚拟化和桌面虚拟化之间。 VDI 用于虚拟化服务器上的桌面操作系统。

VDI 提供集中式桌面管理，让您无需远程访问或现场操作即可配置桌面操作系统并对其进行故障诊断。用户可随时随地通过任何设备访问应用和数据，而无需投资购买昂贵的高性能客户端终端设备。敏感数据高度安全，不会离开服务器。

VMware Horizon

VMware Horizon 是 VMware 提供的 VDI 工具套件。它支持 Windows 和 Linux 桌面系统。可在本地运行虚拟桌面，也可使用 Horizon Cloud 在多个托管云环境中运行虚拟桌面。

Horizon 套件包括 Horizon Apps，您可以在此平台上创建自己的定制应用商店，以供企业用户在其虚拟桌面上运行。用户只需使用一组登录凭证即可访问本地、SaaS 和移动应用。

探索虚拟桌面与 Dizzion Managed DaaS on IBM Cloud® 集成所带来的优势。

vSphere

VMware vSphere（链接位于 ibm.com 外部）是 VMware 的企业虚拟化平台，它包括 ESXi 虚拟机管理器软件和用于管理多个虚拟机管理器的 vCenter Server 管理平台。

VSphere 提供三种配置：Standard、Enterprise Class 和 Platinum。这三种配置都支持策略驱动的虚拟机存储、实时工作负载迁移和内置网络安全功能。更高端的选项包括虚拟机级别的加密、集成式容器管理、负载均衡和集中式网络管理。只有 Platinum 级配置支持对安全威胁的自动响应以及与第三方安全运营工具的集成。

请查看 IBM Cloud 上的 VMware vSphere，以了解有关这种虚拟化平台的更多信息。

vCenter

vCenter Server（链接位于 ibm.com 外部）是 vSphere 的一个重要组件。这是 vSphere 的管理组件。它支持用户管理分布在大量主机服务器中的虚拟机部署。它用于将虚拟机分配给主机、为虚拟机分配资源、监控性能以及自动执行工作流程。该工具可用于根据用户自己的策略来管理用户特权。

VCenter Server 具有三个主要组件：

VSphere Web Client 是该平台的用户界面，支持管理员通过浏览器使用所有功能。

VCenter Server Database 是该产品的数据存储库。它用于存储服务器主机运行虚拟机管理器和虚拟机所需的数据。

VCenter Single Sign-On 让您只需一次登录即可访问整个 vSphere 基础架构。

IBM Garage 提供了，可在此处了解有关 IBM Cloud 上的 VMware vCenter Server 的更多信息。

集群

在主机服务器上使用虚拟机管理器可以最大程度提高硬件利用率，但大多数企业用户需要的虚拟机数量都超过单台物理服务器可容纳的数量。这就是 VMWare 集群技术的用武之地。

VMware 通过将主机分组成集群，将它们视为一台机器，以在主机之间共享资源。然后，可使用 VMware 集群技术在集群中每台主机上运行的虚拟机管理器之间共用硬件资源。将虚拟机添加到集群时，可向其授予访问这些共用资源的权限。使用 VMware 的企业可能具有众多集群。

VMware 支持用户在其 vSphere 环境中创建和管理集群。集群支持许多 vSphere 功能，包括工作负载均衡、高可用性和容错弹性。

通过 VMware 集群，可访问多项 VMware 功能，从而使虚拟基础架构平稳可靠地运行：

VMware HA

VMware 的 vSphere High Availability (HA)（链接位于 ibm.com 外部）解决方案可在底层硬件发生故障时，在物理主机之间切换虚拟机。它负责监控集群，如果检测到硬件故障，则会在备用主机上重新启动虚拟机。

VSphere HA 将集群中的一台主机指定为“主”节点，而其他主机则为“从属”节点。主节点与 vCenter Server 通信，向其报告受保护的虚拟机和从属主机的状态。

VMware Fault Tolerance

虽然 vSphere HA 提供从中断快速恢复的功能，但在迁移和重新启动虚拟机时，仍然会发生停机情况。如果您需要为任务关键型应用提供更多保护，vSphere Full Tolerance（链接位于 ibm.com 外部）可提供更高水平的可用性。它承诺不会丢失任何数据、事务或连接。

VSphere Fault Tolerance 在集群中的不同主机上运行主虚拟机和辅助虚拟机，并确保它们在任何时候都完全相同。如果其中任何主机出现故障，其余主机会继续运行，而 vSphere Fault Tolerance 会创建一个新的辅助虚拟机并重新建立冗余。 vSphere 将自动执行整个过程。

VMware DRS

如果在主机上运行众多不受管理的虚拟机，那么您会遇到麻烦。某些虚拟机对 CPU 和内存资源的需求要比其他虚拟机更高一些。这可能会造成工作负载不均衡情况：一些主机超负荷运行，而另一些则处于闲置状态。 VMware Distributed Resource Scheduling (DRS)（链接位于 ibm.com 外部）通过均衡不同 ESXi 虚拟机管理器之间的工作负载，解决了这个问题。

DRS 是 vSphere Enterprise Plus 的一项功能，在共享资源的多台 ESXi 主机所组成的集群中运行。它负责监控主机的 CPU 和 RAM 使用情况，并在主机之间移动虚拟机，以避免主机超负荷或使用率不足。您可以自行设置这些分配策略，以调整重新分配资源的频率。

虚拟化数据中心的其余部分

VMware 以服务器虚拟化和桌面操作系统虚拟化产品而闻名。 2012 年，它公布了软件定义的数据中心 (SDDC) 计划，旨在虚拟化并自动执行数据中心内的所有部分。

有关 SDDC 的更多信息，请查看“软件定义的数据中心：完全指南。”

VMware 的 SDDC 要素包括：

VMware NSX

VMware NSX（链接位于 ibm.com 外部）是一种网络虚拟化产品，用于在软件中以逻辑方式定义和控制 IT 网络。可将交换、路由、流量负载均衡和防火墙等网络功能整合到在 x86 计算机上运行的虚拟机管理器中。您可通过一站式屏幕集中管理这些功能，而无需在不同界面中手动配置不同的硬件；还可应用基于软件的策略以自动执行网络功能。这是 VMware SDDC 的网络组件，为网络、软件和计算功能带来相同的虚拟化优势。

该产品支持多种环境，包括数据中心、私有云和公有托管云。这样，您的网络便可以更轻松地支持依赖于容器环境和微服务的云原生应用。

VMware vSAN

VMware vSAN（链接位于 ibm.com 外部）是 VMware 存储虚拟化解决方案的一部分。它在虚拟机和物理存储设备之间创建了一个软件接口。该软件（ESXi 虚拟机管理器的一部分）将物理存储设备表示为单个共享存储池，可由同一集群中的计算机访问。

借助 VMware vSAN，虚拟机可以使用集群中任何计算机上的存储器，这样就不太可能耗尽单台计算机上的存储空间。这样还可避免因某台物理计算机上运行的虚拟机不使用该机器的存储空间而造成的浪费。因为在其他主机上运行的虚拟机也可以使用该主机上的存储器。

VSAN 与 vSphere 集成，以创建用于管理任务（例如高可用性、工作负载迁移和工作负载均衡）的存储池。可通过定制策略，完全控制 vSphere 使用共享存储的方式。

VMware Cloud

VMware 在 VMware Cloud（链接位于 ibm.com 外部）旗下提供了多种产品和服务。 VMware Cloud Foundation 是用于支持混合云运营的集成软件套件，包含一系列用于软件定义的计算、存储、网络和安全的服务，可作为各个云提供商的服务提供。可通过 vSAN ReadyNode 将其部署在私有云环境中；vSAN ReadyNode 是由与 VMware 合作的 OEM 提供的经过验证的服务器配置。

请查看 IBM Cloud 上的 VMware 解决方案以了解更多信息。

VMware HCX（服务）

VMware HCX（链接位于 ibm.com 外部）是 VMware Cloud 的一个组件；VMware Cloud 旨在帮助企业使用各种计算环境的组合。它以合适的成本向 IT 团队提供他们所需的功能，并确保将比较敏感的数据保留在用户自己的计算机上。挑战在于如何让这些虚拟机在不同的环境中协同工作。

HCX 是 VMware 应对这种混合云复杂性的解决方案。它是一种软件即服务 (SaaS) 产品，用于管理不同环境（包括本地数据中心和托管的云环境）中的多个 vSphere 实例。

HCX 以前称为 Hybrid Cloud Extension 和 NSX Hybrid Connect，它将 vSphere 环境抽象化，使其管理的虚拟机看起来具有相同的 IP 地址，而无论它们在哪里运行。 HCX 使用优化的广域网 (WAN) 连接将本地应用扩展到云端，而无需进行重新配置。这样，当计算需求超过本地物理资源时，您可以调用云中的额外计算能力以确保本地应用的性能。

这种情况在零售行业中很常见。电子商务需求的激增可能会耗尽所有的数据中心资源。您可以通过调用云中的计算资源，顺利地履行订单，避免客户的不满。

HCX 支持将数据复制到基于云的 vSphere 实例中，以便进行灾难恢复。如果需要在本地基础架构不可用时切换到备用服务器或系统，那么无需重新配置 IP 地址即可这样做。

请访问 Architecture Center 以了解有关 IBM Cloud 上的 VMware HCX 的更多信息。

备份和快照

与物理计算机一样，虚拟机也需要进行备份。 VMware 曾经提供过名为 vSphere Data Protection 的产品，但已退市。但您可以使用基于 vSphere Data Protection 的 EMC Avamar 备份、恢复和去重软件。 VMware 的合作伙伴还提供其他第三方备份解决方案。

VMware 快照是一个文件，用于保留虚拟机及其数据在特定时刻的状态。通过使用快照，可将虚拟机复原到建立快照的时刻。快照并不是备份，因为它们只保存原始虚拟磁盘文件中的变更。只有完整备份解决方案才能全面保护虚拟机。

VMware 容器

越来越多的开发人员使用容器作为虚拟机的替代品。与虚拟机一样，容器也是虚拟环境，包含从物理硬件中抽象出来的应用。但是，容器共享底层主机操作系统内核，而不是像虚拟机那样虚拟化整个操作系统。

有关容器的完整概述，请查看“容器：完全指南。”

容器具有更高的敏捷性，与虚拟机相比，可更高效地使用物理计算能力，但并非所有情况都适合使用容器。您可能想要开发全新的应用，将称为微服务的小功能块分成单独的容器，从而使应用的开发和维护变得更加敏捷。另一方面，作为单个二进制程序运行的传统应用，可能更适合在能够镜像所处环境的虚拟机中运行。借助 VMware 的 vSphere Integrated Containers（链接位于 ibm.com 外部）功能，让容器在 VMware 环境中运行，您就可以同时使用容器和虚拟机，取长补短，相得益彰。它包含三个组件：

Airwatch

AirWatch（链接位于 ibm.com 外部）是 VMware 的一个部门，专注于企业移动管理。他们的技术是 VMware 的 Workspace ONE Unified Endpoint Management 产品的基础，后者支持用户使用一站式管理控制台来管理各种终端，无论是桌面系统还是小型物联网 (IoT) 设备。

终端通常是企业的安全薄弱环节所在。攻击者可通过用恶意软件感染单个终端，达到访问整个网络的目的。终端也容易被盗，因此终端上的数据存在风险。集中管理所有终端（即使终端不在办公室网络中）可帮助管理员确保终端受到妥善保护和加密。

该终端管理产品支持一系列操作系统，包括 Android 和 MacOS，甚至还包括像 QNX 这样专注于物联网的系统。您可以为网络上的每台设备配置使用策略和安全设置。