計算機虛擬化技術的分析及應用

劉思皖

摘? 要：虛擬化就是把物理資源轉化為邏輯上可以管理的資源，隨著云終端技術的不斷發展，計算機虛擬化技術在社會領域中的應用不斷擴大。實踐證明虛擬化技術的應用能夠有效解決計算機硬件系統所存在的各種問題，提升網絡資源的利用率，因此文章立足于對計算機虛擬化技術的詳細概述，分析計算機虛擬化技術的應用類型，結合教學經驗討論計算機虛擬化技術在教學中的具體應用，最后就如何提高計算機虛擬化技術而提出相應的對策。

關鍵詞：計算機;虛擬化技術;云終端;大數據技術

中圖分類號：TP391.9? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0130-02

Abstract： Virtualization is to transform physical resources into logically manageable resources. With the continuous development of cloud terminal technology， the application of computing virtualization technology in the social field is expanding. Practice has proved that the application of virtualization technology can effectively solve all kinds of problems existing in computer hardware system and improve the utilization rate of network resources. Therefore， this paper is based on a detailed overview of computer virtualization technology， analyzes the application types of computing virtualization technology， discusses the specific application of computer virtualization technology in teaching with teaching experience， and finally puts forward corresponding countermeasures on how to improve computer virtualization technology.

Keywords： computer; virtualization technology; cloud terminal; big data technology

隨著我國互聯網技術的不斷發展，尤其是5G技術的應用發展，促進了我國計算機網絡的整體發展水平。虛擬化技術是一種資源管理技術，其打破了傳統物理資源的時空、地域限制界限，通過采取虛擬的網絡架構將服務器、內存以及儲存等以抽象化、虛擬化的方式展現，實現了物理資源的網絡化管理。隨著云終端技術的發展，計算機虛擬化技術在社會各行各業中的應用越來越廣泛，因此結合多年工作實踐調查，詳細闡述計算機虛擬化技術的實踐應用。

1 計算機虛擬化技術概述

虛擬化，是指通過虛擬化技術將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機上可以運行不同的操作系統，并且應用程序都可以相互獨立的空間內運行而互不影響，顯著提高計算機的工作效率。系統虛擬化的主要作用：隔離：工作負載，之前單個系統跑兩個app，做好隔離，可以分兩個虛擬機;合并：之前兩臺物理機運行兩個app，現在一臺物理機運行兩個app;遷移：之前在一臺物理機不能滿足要求，現在遷移到另一臺物理機;個性化：做嵌入，對不同app做不同配置，因為app的性能要求有各自的特點。

2 計算機虛擬化技術的應用類型

根據調查計算機虛擬化技術主要包括以下幾個方面：

2.1 CPU虛擬化

CPU是計算機的重要組成部件，CPU運行速度直接關系到計算機網絡的運行速度。隨著人們對網絡依賴性的增加，人們對CPU的運行效率要求更高。CPU虛擬化就是將單個的CPU模擬出多個并行運行的虛擬CPU，這樣一臺計算機就可以同時運行多個操作系統，同時這些運行的CPU不會存在相互干擾影響，從而大大提高了系統的運行效率。隨著CPU技術的不斷發展，越來越多的生產廠家開始加大了對CPU虛擬化的研發力度，例如2005年英特爾就在其處理器產品中應用英特爾Virtualization Technology（Intel VT）虛擬化技術。

2.2 網絡虛擬化

網絡虛擬化是當前企業應用最為廣泛的方面，網絡虛擬化就是虛擬專用網絡（VPN），通過對網絡連接的虛擬化處理，允許用戶用遠程訪問組織的內部網絡，以此達到滿足用戶需求的目的。隨著網絡技術的不斷發展，網絡虛擬化性能越來越完善，尤其是5G技術的應用，更加促進了網絡虛擬化的運行速度。例如3Com公司設計的在路由器中帶有一套全功能的Linux服務器，可以和路由器中樞相連。

2.3 服務器虛擬化

服務器虛擬化就是通過區分資源的優先次序并隨時隨地能將服務器資源分配給最需要它們的工作負載來簡化管理和提高效率，實踐證明服務器虛擬化對于整個網絡的運行具有至關重要的作用。比如通過虛擬服務器可以降低企業服務器實際運行負擔，提高服務器的運行速度。相比網絡虛擬化應用，服務器虛擬化的應用時間比較早，例如2006年全球企業對于服務器虛擬化的認知就已經達到75%，虛擬服務器通俗的認知就是在整個網絡系統中設置一臺服務器，然后利用虛擬技術衍生出諸多虛擬服務器，用于存儲網絡資源，這樣有效的提升了服務器的管理效率。

2.4 虛擬儲存

隨著云終端技術的不斷發展，虛擬儲存的作用價值越來越突出，其主要是通過虛擬技術將多個儲存介質模塊集中管理起來，虛擬儲存應用就像一個超大容量的硬盤，為使用者提供超大容量、高數據傳輸性能的儲存系統。例如網易的云存儲功能就是虛擬儲存的典型。虛擬儲存應用經歷了虛擬存儲技術、磁盤條帶集（RAID，可帶容錯）技術以及存儲區域網絡（SAN）技術。

3 計算機虛擬技術的實踐應用分析

根據調查計算機虛擬技術在實踐中已經得到廣泛的應用，例如虛擬技術已經在醫療衛生、企業管理、網站建設以及教學等領域得到廣泛的應用。結合多年的計算機教學經驗，本文以虛擬技術在教學中的應用為例進行詳細分析。隨著職業教育的現代化發展，實現教育信息化是培養現代應用型人才的關鍵。在“停學不停課”政策下，網課成為學生接觸知識的重要手段，由此可見未來教學必然會以信息化為主導。教育信息化的發展需要通過一定的計算機技術手段實現。虛擬技術則是利用計算機模擬技術實現了與實際硬件設備功能相同的軟件，使生成軟件使用更便利，功能更強，而且又不需要維護硬件。給學生提供逼真生動的學習環境，調動學生學習積極性，突破教學重難點，培養學生學習技能的功效。

3.1 虛擬技術在仿真實驗教學中的應用

以計算機專業為例，隨著計算機行業對高職學生要求的不斷提高，要求高職學生不僅要掌握豐富的理論知識，而且還要具備熟練的實踐技能。實訓鍛煉是增強學生綜合就業能力的關鍵，雖然校企合作為學生提供了實踐鍛煉的機會，但是根據調查校企合作為學生提供的實踐崗位并沒有真正從提升學生實踐能力出發，結果導致學生的實際收獲不大。而虛擬技術則可以彌補該問題，例如通過虛擬技術構建的虛擬環境，可以為學生提供仿真的工作環境，讓學生盡快的適應工作崗位。例如在計算機軟件編程實訓操作中，通過計算機圖像學構建三維模型，讓學生在仿真的實訓環境中參與軟件編程制作，這樣達到了立體化的實訓操作效果，有效的縮短了學校與就業崗位之間的距離。

3.2 虛擬技術在理論知識學習中的應用

理論知識是學生實踐技能培養的基礎，也是職業教學工作的基礎。根據調查很多學生反映計算機理論知識比較枯燥，學生在學習的過程中動力不足。因此針對計算機理論課程枯燥、單一的弊端可以發揮虛擬技術的優勢，通過虛擬技術豐富課堂教學環境，拓展理論知識的興趣點。虛擬技術在理論知識學習中的應用主要表現為：一是通過對實際事物的觀察獲得相應的理論知識。計算機理論知識雖然枯燥、抽象，但是其具有一定的規律性與實踐應用性，所以通過虛擬化技術可以為學生提供逼真的學習材料。通過虛擬現實，我們可以構建一個與實物同樣的三維物體，如采用3dsMAX建模，存儲為VRML格式，然后在VRML播放器中使用。比如在學習C語言的時候，學生可能會感覺難以入手，如果采取虛擬化技術，將C語言編程的整個過程通過虛擬場景展現，則增加了學生對整個知識的認知能力;二是通過虛擬化技術為學生構建理論知識與實踐操作相融合的項目。理論知識難以理解的重要因素就是缺乏實踐應用，因此在理論教學過程中，教師要利用虛擬化技術構建與理論知識相適應的實訓虛擬項目，以此讓學生靈活應用，到達學以致用的目的。

3.3 虛擬化技術在教學考核中的應用

教學考核評價是客觀反映教學質量的重要依據，雖然我國一直在強調素質考核模式，突出教學過程、期末考試以及實訓能力等諸多因素的綜合考慮，但是在具體的實踐應用中卻存在實施不到位的現象。以期末考試為例，基于紙質考試模式的影響導致其難以客觀評價理論與實踐的結合。而虛擬化技術則為教學考試評價提供了重要的載體，通過虛擬化技術可以實現對學生綜合能力的全面評價。以計算機基礎知識為例，通過引入虛擬化技術能夠為學生提供最真實的虛擬化項目，通過學生完成虛擬化項目的過程，綜合考核學生的理論知識掌握程度、實踐技能應用能力以及處理復雜問題的心理素質等。

當然基于各種因素的限制虛擬化技術在教學中應用還面臨不少的問題，例如教師對于虛擬化技術的應用能力不足、高校虛擬化技術配套設施不完善等問題。面對諸多問題需要我們采取以下措施：一是要加強對教師的教育培訓，提高教師應用虛擬化技術的能力。虛擬化技術在教學中的應用要求教師必須要掌握虛擬化技術的應用技巧，尤其是懂得如何利用虛擬化技術構建相應的教學課件;二是要加強資金投入，為虛擬化技術應用構建完善的配套設施。例如高校要加強虛擬仿真實訓室的建設，引進高端的計算機設備、構建高速度的網絡系統等等;三是要加強技術創新，提高虛擬化技術的性能。虛擬化技術應用過程中存在一定的技術缺陷，因此高校要發揮科研優勢，針對虛擬化技術應用中所存在的問題，開展科研活動，提出具體的解決方案。

4 結束語

總而言之，虛擬化技術在計算機技術中的應用是適應時代發展的必然趨勢，其不僅可以提高計算機運行效率，還能夠實現數據信息的合理應用，在企業、教育等各個領域中都取得了不錯的成績。面對這種情況，我們應該重視虛擬化技術的研究。

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