云知识入门-什么是虚拟机、磁盘、镜像和快照

一、虚拟机

1、什么是虚拟机

虚拟机（VM）是一种创建于物理硬件系统（位于外部或内部）、充当虚拟计算机系统的虚拟环境，它模拟出了自己的整套硬件，包括 CPU、内存、网络接口和存储器。通过名为虚拟机监控程序的软件，用户可以将机器的资源与硬件分开并进行适当置备，以供虚拟机使用。 

虚拟机允许在一台计算机上同时运行多个不同的操作系统，比如一台 MacOS 笔记本电脑上也装了 Linux® 发行版。每个操作系统的运行方式与通常操作系统或应用在主机硬件上使用的运行方式相同，因此在虚拟机中获得的最终用户体验与物理机上的实时操作系统体验也几乎毫无二致。  

2、虚拟机的工作原理

虚拟化技术允许多个虚拟环境共享一个系统。虚拟机监控程序负责管理硬件并将物理资源与虚拟环境分隔开。来自物理环境的资源根据需要进行分区后，会分配给虚拟机使用。

虚拟机运行时，当用户或程序发出需要从物理环境获取更多资源的指令，虚拟机监控程序会调度物理系统的资源请求，以便虚拟机的操作系统和应用可以访问共享的物理资源池。

3、为什么要使用虚拟机

服务器整合是使用虚拟机的首要原因。部署到裸机时，大多数操作系统和应用部署都只会使用少量的物理资源。通过虚拟化服务器，您可以在每个物理服务器上设置大量虚拟服务器，从而提高硬件利用率。 

这样您就无需购买额外的物理资源（例如硬盘驱动器或硬盘），也不用压缩数据中心对电能、空间和冷却能力的需求。通过支持故障转移和冗余，虚拟机提供了额外的灾难恢复选项，而这以前只能通过增加硬件才能实现。

虚拟机可以提供一个与系统其余部分隔离开的环境。这样，无论虚拟机内部运行什么，都不会干扰主机硬件上运行的其他内容。

由于虚拟机处于隔离状态，因此堪称是测试新应用或设置生产环境的理想之选。此外，针对特定的进程，您还可以运行单用途虚拟机。

二、磁盘

1、什么是磁盘

磁盘最主要的用途就是保存电脑里的信息。
计算机的有两类：

一类是内部存储器，一断电就会把记住的东西丢失，

一类是外部存储器，断了电也能存住。
内存：存储信息速度快，断电后存储内容全部丢失。
外部存储器呢，主要是磁盘，它所存储的信息不受断电的影响，但是它的速度相对于内存就慢得多了。
磁盘：存储信息不受断电的影响，存取速度相对于内存慢得多了。

2、磁盘的分类

一类是硬盘，一类是软盘。
硬盘的容量比较大，也就是说它能记录的信息比较多，而且一般都装在机箱里面。软盘的容量就相对比较小了，一般放在机箱外面。
计算机上有个特殊的地方叫做软盘驱动器，要用软盘的时候就把它放进这个地方，不用的时候可以很方便地拿出来带走。
硬盘在机箱里面负责储存数据，而软盘用来搬运数据，硬盘的容量大，软盘的容量小，这就是它们的区别，一般说来，硬盘的容量大约是软盘的几百到几万倍。
另外硬盘的存取速度比软盘快得多。存取速度，就是我们向磁盘储存数据和从磁盘上得到数据的快慢，这个速度越快，我们等待的时间就越少。
 

三、镜像

1、什么是镜像

镜像是一种文件存储形式，是冗余的一种类型，一个磁盘上的数据在另一个磁盘上存在一个完全相同的副本即为镜像。可以把许多文件做成一个镜像文件，与GHOST等程序放在一个盘里用GHOST等软件打开后，又恢复成许多文件，RAID 1和RAID 10使用的就是镜像。常见的镜像文件格式有ISO、BIN、IMG、TAO、DAO、CIF、FCD。

所谓镜像文件其实和ZIP压缩包类似，它将特定的一系列文件按照一定的格式制作成单一的文件，以方便用户下载和使用，例如一个测试版的操作系统、游戏等。镜像文件不仅具有ZIP压缩包的“合成”功能，它最重要的特点是可以被特定的软件识别并可直接刻录到光盘上。其实通常意义上的镜像文件可以再扩展一下，在镜像文件中可以包含更多的信息。比如说系统文件、引导文件、分区表信息等，这样镜像文件就可以包含一个分区甚至是一块硬盘的所有信息。使用这类镜像文件的经典软件就是Ghost，它同样具备刻录功能，不过它的刻录仅仅是将镜像文件本身保存在光盘上，而通常意义上的刻录软件都可以直接将支持的镜像文件所包含的内容刻录到光盘上。

四、快照

1、什么是快照

快照技术主要是在操作系统以及存储技术上实现的一种记录某一时间系统状态的技术。近来，Oracle等数据库厂家以及Vmware等虚拟化产品也把这种技术引入各自的数据保护当中。

　　存储中使用快照技术由于其广泛的实用性成为应用最广泛的。本文主要探讨的是各种不同的存储快照技术。

　　SINA对于快照的定义是：关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点(拷贝开始的时间点)的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。

2、为什么要使用快照技术

        瞬时备份：在不产生备份窗口的情况下，可以帮助客户创建一致性的磁盘快照，每个磁盘快照都可以认为是一次对数据的全备份。从而实现常规备份软件无法实现的分钟级别的RPO。

　　快速恢复：用户可以依据存储管理员的定制，定时自动创建快照，通过磁盘差异回退，快速回滚到指定的时间点上来。通过这种回滚在很短的时间内可以完成。大大的提高了业务系统RTO的水平。

　　应用测试：用户可以使用快照产生的虚拟硬盘的数据对新的应用或者新的操作系统版本进行测试，这样可以避免对生产数据造成损害，也不会影响到目前正在运行的应用。