基于VMware的虚拟机性能的技术分析
1 引言
虚拟机Virtual Machine是运用软件在计算机平台和终端用户之间模拟出具有整个硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统环境。
虚拟技术实现了一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，消除“一台服务器，一个应用”旧式模式，使这些虚拟机像真正的计算机那样进行工作。
通过虚拟化可以让管理员从管理服务器的时间上摆脱出来，有更多地时间去做别的工作。再非虚拟化的数据中心，仅是维持现有基础架构通常就要耗费大约70%的时间和预算，浪费人力、物力和财力。
另一方面，虚拟机是运行在计算机中的一个应用程序，虽然对于程序本身而言，它像真正的计算机那样工作。当虚拟机运行时，可能会出现崩溃，但崩溃的也仅是OS系统本事，而不是真正的OS系统。而且，还可以通过虚拟机的恢复功能，将你的虚拟机恢复到安装前的状态。
2 虚拟机的历史及VMware介绍
2.1 虚拟机的历史
在20世纪60年代，为了对大型机硬件进行区分以提高硬盘的利用率，首次开放了虚拟化技术。IBM在这一技术上率先实现将大型机逻辑分区以若干独立虚拟机的形式进行多任务处理，并同时运用多个应用程序和进程。
到80-90年代，建立在客户端-服务器应用程序以及价格低廉的X86服务器和台式机的分布式计算技术代替了资源的昂贵的虚拟化技术。然而到了90年代，Windows的广泛使用及linux作为服务器操作系统在奠定X86的行业标准地位的同时，也增加了一些新的难题：基础架构利用率低、物理基础架构成本日益攀升、IT管理成本不断攀升、故障切换和灾难防护不足。最终用户桌面的维护成本高昂。
1999年，VMware为解决这些难题应运而生，并在虚拟化方面书写了传奇历史。
2.2 VMware简介
VMware （Virtual Machine ware）是一个“虚拟PC”软件公司，提供虚拟化的解决方案。
VMware 虚拟化是直接在计算机硬件或主机操作系统上面导入一个精简的软件层。它包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器（即“虚拟化管理程序”）。 从而实现多个OS系统同时运行在同一台物理机上，彼此之间共享硬件资源。因为是将整台计算机（包括 CPU、内存、操作系统和网络设备）封装起来，因此虚拟机可与所有标准的 X86 操作系统、应用程序和设备驱动程序完全兼容。 可以同时在单台计算机上安全运行多个操作系统和应用程序，每个操作系统和应用程序都可以在需要时访问其所需的资源。
2.3 VMware的三种模式
2.3.1 桥接模式（Bridge）
2.3.2 Host-only模式
遇到特殊的网络调试环境时，需要将真实环境和虚拟环境隔离开，可采用Host-only模式建立隔离的虚拟机环境，此种模式下，虚拟机与真实主机通过虚拟私有网络进行连接，只有同为Host-only模式下的且在一个虚拟交换机的连接下才可以互相访问，外界无法访问。
2.3.3 NAT模式
2.4 VMware性能分析
1）CPU
中央处理器虚拟化添加不同数量的开销，取决于不同的因素。用于密集型应用，任何处理器虚拟化的开销可能转化为减少整体性能。
然而，虚拟机解决方案有能力平衡处理器加载一个高效率的方式，和虚拟机器可以充分利用多核和多处理器配置，使它能够运行密集的工作量，如数据库和电子邮件服务器虚拟机不影响应用程序的性能。
2） RAM
虚拟化不减少内存的数量需要运行一个应用程序和主机操作系统，像任何软件，虚拟层需要自己部分的内存。因此，记忆往往是一个限制因素确定的总人数的虚拟机，你可以合并到一个单一的物理服务器。
虚拟机技术增加了很少的内存开销，提供先进的内存管理机制，如过度的承诺和透明页面共享，自动扩大或合同金额内存分配每个虚拟机应用负载的增加和减少。这种能力可以让你实现更高水平的服务器整合可能比传统的静态虚拟内存。
3）存贮
虚拟机解决方案帮助提高输入/输出性能通过虚拟机vstorage vmfs，提供虚拟机同时访问共享数据存储。集中存储有助于减少潜伏期和增加吞吐量，并提供了基础，独特的功能，如实时迁移和综合备份。
4）网络
网络规模和性能的考虑在一个虚拟的基础设施非常类似于网络考虑物理环境。在大多数情况下，网络吞吐量的虚拟化的工作量相当于网络吞吐量的体力负荷。
VMware提供了理想的安全平台，高速网络的虚拟机在一台物理服务器，支持网络拓扑，通常取决于使用额外的硬件提供安全隔离。你也可以网络虚拟机在物理服务器的透明度和高吞吐量，为每个虚拟机都有自己的地址，可以使用多达四个虚拟网络接口卡（网卡）。
3 结束语
本文通过对虚拟技术的介绍引出VMware以及其工作模式，进而对其性能从CPU、RAM、存贮、网络四个方面分析其与真实系统下操作的优越性。并将其与同类虚拟机技术相比，可以发现VMware在虚拟机方面的灵活、安全、高性能等方面的特性。其在实际运用中能给我们的工作带来更多的便利。
参考文献
[1] 张毅. 基于VMware的虚拟机性能分析.中国科技论文在线.
[2] 胡嘉玺. VMware vSphere运维实录.北京. 清华大学出版社，2011.
[3] 熊信彰. 降云：VMware vSphere 4云操作系统搭建配置入门与实战.中国水利水电出版社，2011.
作者简介：
陈力勇（1968-），男，河北石家庄人，硕士，中国人民银行石家庄中心支行科技处，工程师；研究方向是项目建设、系统集成建设、系统运行维护。