什么是管理程序，它有什么好处？

简单来说，管理程序定义是一个软件层，它在单个硬件上创建和运行许多独立的虚拟机 (VM)。在详细了解管理程序是什么之前，了解与其相关的技术——虚拟化是有意义的。

虚拟化本质上是创建资源（服务器、桌面、操作系统、存储空间、网络或文件）的虚拟形式。虚拟化过程对底层硬件进行分区，以便每个分区都作为单独的、隔离的虚拟机运行。这是管理程序介入的地方。它也可以被认为是虚拟化系统的操作系统。它是将操作系统和应用程序与底层计算机硬件进行分区、抽象和隔离的软件。

管理程序的功能是什么？

管理程序有两个主要特点：

分区

管理程序对底层硬件进行分区。分区是一种通过使多个独立的软件有效负载在同一硬件上同时运行来有效使用大量硬件资源的方法。分区是隔离的逻辑单元，由管理程序支持，操作系统在其中执行。虚拟化管理栈运行在父分区中，可以直接访问硬件设备。根分区然后创建托管来宾操作系统的子分区。

资源分配

管理程序通过在其中分配内存、网络带宽等资源来管理独立的虚拟机。保持虚拟机资源的健康平衡将优化单个 VM 功能，从而提高整体网络性能。资源分配描述了找出在多个应用程序之间分配有限资源的最佳方式的过程。虚拟机资源分配是相同的任务：确定如何最好地在网络中存在的 VM 之间分配 VM 资源。有效的资源分配将确保所有 VM 成功完成作业，而不会消耗过多的资源。

虚拟机管理

根据用户的请求，管理程序可以启动/停止独立的虚拟机。

隔离

管理程序确保虚拟机彼此隔离。这有助于确保一个虚拟机中的问题不会影响另一个。

沟通

管理程序还处理虚拟机之间通过虚拟网络的通信，使虚拟机能够相互连接。

管理程序如何工作？

1. 它们在服务器级别运行，可以是物理的或虚拟的，可以是硬件或软件定义的
2. 他们加载 VM 的客户端操作系统
3. 它为每个 VM 分配计算资源，例如 CPU、内存、带宽和磁盘存储。它通过创建硬件资源池来实现这一点，然后将其分配给虚拟机。
4. VM 可以通过 API 调用创建对管理程序的请求。

有哪些类型的管理程序？

可以区分两种类型的管理程序：类型 1（裸机）和类型 2（嵌入式或托管）。

I 类/裸机/本机管理程序

I 类管理程序也称为裸机或本机管理程序。它们直接运行主机的硬件，因此管理程序软件就是操作系统。简单来说，管理程序可以直接访问硬件，没有任何其他软件的干扰。

类型 I 最适合企业计算和大规模部署。Type I 管理程序的优点是：

可扩展性

直接分配资源的能力使 Type I 具有可扩展性。

优化物理资源

类型 I 允许优化单个服务器硬件，从而释放数据成本并减少能源使用。

更好的资源分配

I 类管理程序使管理员能够手动设置资源分配。资源管理是类型 I 中的动态和自定义选项。

类型 2 / 嵌入式 / 托管管理程序

类型 2 管理程序也称为嵌入式或托管管理程序。它们建立在操作系统之上，并依赖于主机的底层操作系统。

也称为托管管理程序，它作为操作系统中的应用程序运行，而操作系统又直接在主机上运行。II 类管理程序也支持多台来宾计算机，但不允许直接访问主机硬件及其资源。预先存在的操作系统管理内存、网络和存储分配，从而产生一定的延迟和限制。此外，如果操作系统崩溃，管理程序也会崩溃，并可能发生数据丢失。

Type 2 管理程序的优点是：

设置更简单

这些管理程序更易于设置和管理，因为有一个底层操作系统可供使用。

更容易管理

类型 2 管理程序不需要专门的管理员。

兼容性

Type 2 hypervisor 与更广泛的硬件兼容，因为它们运行在操作系统之上，而不是特定的硬件机器上。

KVM管理程序

KVM（基于内核的虚拟机）是 I 类和 2 类管理程序的混合体。它内置于 Linux 中，并将 Linux 转变为 Type I hypervisor。这种类型的管理程序：

• 是安全的
• 提供充足的存储能力
• 有足够的硬件支持和内存管理能力
• 提供低延迟
• 允许更高的应用程序优先级
• 提供更好的可扩展性、调度和资源控制

管理程序和容器之间的区别

在更高级别，管理程序和容器提供类似的功能。它们都提供了包含各种 IT 组件的隔离和打包环境。但是，它们在处理可伸缩性和可移植性方面的方式各不相同。管理程序从主机的操作系统和应用程序中抽象出底层硬件，是虚拟化背后的核心技术。

虚拟机管理程序允许物理服务器操作多个虚拟机，因为来宾彼此并排运行。每个虚拟机都可以运行不同的操作系统。管理程序分配每个 VM 资源，例如 CPU、内存、存储和网络，以运行来宾操作系统和应用程序。由于每个 VM 都包含虚拟化硬件、来宾操作系统和已安装的应用程序，因此管理程序会消耗更多的计算资源。

相比之下，容器通过容器化引擎将应用程序及其二进制文件和其他依赖项打包到一个单元中。打包后，只要安装了相应的容器引擎，就可以在任何平台上运行容器。这样，容器引擎执行的功能与管理程序为 VM 执行的功能相同。

管理程序为多个虚拟机抽象硬件资源以运行它们自己的操作系统，而容器引擎则抽象操作系统以允许容器运行多个应用程序。由于容器共享相同的操作系统内核，因此容器是轻量级的，启动迅速，并最大限度地利用服务器资源。

使用管理程序的好处

数据复制

克隆和复制虚拟机很困难。基于存储的复制方法需要复制服务器中所有虚拟机的整个卷。如果您的服务器中有很多虚拟机，那么复制整个卷需要大量的存储空间。

管理程序可用于轻松克隆和复制。与任何其他虚拟机复制方法相比，基于管理程序的复制更容易且更具成本效益。使用基于管理程序的复制，您可以简单地选择 VM 和要复制的部分，从而节省存储空间。基于管理程序的复制也是硬件中立的，这意味着您可以轻松地将任何数据副本存储到任何存储设备。

合并服务器

管理程序还提供内置的图形仪表板。您还可以将其他增强功能下载到内置仪表板，以获得更好的可见性。这种能力让您可以集中整合和管理您的服务器，即使它们运行不同的操作系统。

可移植性

管理程序允许多个操作系统驻留在同一台物理服务器（主机）上。它们是可移植的，因为它们运行的​​虚拟机独立于物理机。

桌面虚拟化

管理程序也可以有效地用于桌面虚拟化。您可以轻松地在服务器上托管虚拟桌面，该桌面复制用户的物理桌面。这使员工可以通过客户端设备通过 Internet 访问他们的工作站，从而允许他们远程工作。

哪种类型的管理程序最适合您？

您选择的管理程序在很大程度上取决于您作为组织的需求、您的组织准备承担的成本以及您在组织内部拥有的管理虚拟机的专业知识。

小型企业

一般来说，小型企业采用 Type II 管理程序是有意义的。II 型成本较低，更易于设置，并且不需要专门的管理员来管理它们。它们适用于延迟不是问题且所需虚拟机数量相对较少的小型组织。

大型企业

大型公司和企业需要许多虚拟机来进行部署。在这种情况下，类型 I 更合适。I 类管理程序具有低延迟时间，因为它们可以直接访问硬件。它们被公认为性能最好、效率最高的管理程序，需要管理员根据应用程序的优先级手动设置资源分配。由于需要在裸机上部署，它们的成本可能会更高。但是，它们在安全性方面胜出，因为它们将虚拟机彼此隔离开来。

管理程序的安全注意事项

VM 内运行的任何内容都不会干扰主机硬件上运行的任何其他内容，因为 VM 提供了一个与系统其余部分隔离的环境。由于这种隔离，如果 VM 被黑，整个系统都不会受到损害。然而，如果管理程序本身受到威胁，它可能会导致管理程序管理的任何虚拟机出现问题，从而使每个虚拟机中的数据容易受到攻击。