VMware Workstation 虛擬機器使用方法圖文詳解

2020-06-16 17:18:56

雲最成熟的架構是IaaS(Infrastructure as a Service)，其中用到的技術有xen,kvm,lxd等，VMware虛擬化技術也是其中的一種。

為什麼要虛擬化技術呢？目前在眾多大規模網際網路公司和遊戲公司大都採用xen,kvm等虛擬化技術，使用這些虛擬化技術的好處是當伺服器宕機時，運維人員在做維護時只需要將在虛擬機器上執行的服務切換到另一台物理機上。而如果不使用虛擬化技術，運維人員就必須在服務離線前再找一台物理機設定服務，以實現切換。因此，虛擬化技術可以實現服務實時切換、遷移。另外，在運維上，特別是自動化運維以及實現彈性運算等高階功能只能通過虛擬機器的執行方式來實現，而物理機的執行方式是執行不了的。

IBM和Intel公司在硬體製造生產上也不斷地為提供更好地、更便捷地實現虛擬化技術開發出CPU的新特性。

那麼，建立虛擬機器的工作原理又是怎樣的呢？建立虛擬機器又是一個怎樣的過程？簡單地說，建立虛擬機器就是在一台電腦上虛擬出多台電腦，並且虛擬機器之間彼此獨立，看起來就像獨立的電腦一樣。我們知道，一台主機最核心的硬體部件是CPU(Central Processing Unit),Memory,I/O裝置，它們通過主機板連線起來。因此嚴格來說，建立虛擬機器是通過軟體方式虛擬出各個具有獨立的CPU、Memory、I/O裝置的平台。我們把宿主機稱為Host，把各個虛擬機器稱為Guest。

問題來了，假設我們的電腦CPU只有一個，所以底層能實現運算的只有一個CPU，那麼軟體如何保證各個虛擬機器擁有獨立的CPU？對於Memory和I/O來說又是怎麼實現的？

對於CPU來說，因為CPU的工作方式是分時的(Time-sharing)，它能把執行時間分為多個時間段，並將這些時間段分配給各個虛擬機器，是這樣來實現的。

對於Memory來說，首先要明白讀取記憶體資料的方式。記憶體是編址的儲存單元，讀取方式是CPU通過定址後定位到記憶體某一個cell儲存空間上獲取資料的。因此，虛擬記憶體是通過人為地在邏輯上把記憶體切成多段，分別分配給各個虛擬機器，每個虛擬機器只能使用自己地址範圍內的記憶體，剩下的記憶體則分配給宿主機。

I/O的虛擬化是比較難的。例如輸入裝置鍵盤是不可能同時為多個虛擬機器以及宿主機佔用的，因此也只能類似“分時”地使用，鍵盤或者滑鼠的控制權在各個虛擬機器和宿主機間的切換是通過“捕獲”來實現的。

此外，網絡卡的虛擬化是通過軟體的方式，為各個虛擬機器虛擬出網絡卡，這些網絡卡最終都要對應到物理網絡卡上。

OK，建立虛擬機器的原理大概講完了，那麼建立虛擬機器的步驟究竟怎麼樣呢？主要有兩大步驟，一是虛擬出一個物理機，二是為這個物理機安裝OS。

虛擬出一個物理機是指虛擬出硬體部件的意思，根據上面提到的，主要是虛擬出CPU、Memory、I/O(Disk,Ethercard等)。例如指定有多少個CPU，CPU有幾個核，有多少記憶體，有多少個硬碟，這些硬碟是什麼格式的，有多少個網絡卡，這些網絡卡又是什麼格式的......做完這一步驟之後，物理機就虛擬出來了，但是我們知道，如果沒有軟體在這些硬體上面執行，那麼這些硬體就相當於一堆廢鐵，所以我們還要為這個物理機安裝上作業系統。

再拓展一點，上面建立虛擬機器的過程中，硬碟的虛擬化或磁碟的虛擬化是通過磁碟映像檔案來實現的(disk image file)，即將一個或多個檔案當做硬碟或磁碟來使用。那麼問題來了，怎麼把檔案當成磁碟來使用的？這就是這個用來做虛擬化的軟體(例如VMware Workstation)的意義了。這個軟體能夠通過某個介面虛擬出硬碟控制器，這個控制器就能把檔案當做磁碟來使用了，而且不僅能指定這個硬碟檔案的大小，還能支援稀疏格式(sparse)。什麼是稀疏格式呢？例如我們在建立虛擬機器時，指定這個虛擬機器的硬碟為20G，但實際上在我們的電腦上看到的這個硬碟檔案只是顯示20k，由此導致的虛擬機器的硬碟大小與其在宿主機上佔用空間的大小不一致，這就是稀疏格式(sparse)。並且，這個20k會隨著我們的需求以及我們在虛擬機器上的操作不斷增加，例如從20k增加到4G，再到10G等等。

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以下以VMware Workstation 12 PRO為例建立虛擬機器：

（1）首先開啟軟體，點選建立虛擬機器。