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关于虚拟机和物理机

机基于软件模拟硬件运行多系统，共享物理资源；物理机为独立实体设备，性能

基本概念

  1. 物理机：是基于真实物理硬件（如CPU、内存、硬盘等）运行的计算机系统，它拥有实际的硬件组件，是一个独立的实体设备，例如常见的个人电脑、服务器等都属于物理机，其性能直接取决于所配备的硬件规格,并且通常运行单一的操作系统。

  2. 虚拟机：是通过软件模拟出来的计算机系统，它借助物理机的虚拟化技术，在物理机上创建出一套虚拟的硬件环境，多个虚拟机可以共存于同一台物理机上，每个虚拟机都能像独立的物理机一样运行自己的操作系统及应用程序,彼此之间相互隔离。

对比维度

特征 物理机 虚拟机
硬件依赖 直接使用物理硬件，性能受硬件限制 依赖物理机分配资源，通过Hypervisor模拟硬件
资源分配 独占全部硬件资源（如单个CPU核心、独立内存） 共享物理机资源，可动态调整配额（如增删vCPU/内存）
隔离性 硬件级隔离，不同设备完全独立 软件级隔离，安全性依赖虚拟化层稳定性
操作系统支持 一般仅能运行单一操作系统 可同时承载多系统（如Windows+Linux并行）
性能损耗 无虚拟化开销，接近理论峰值 存在5%~20%的性能衰减（因虚拟化层转译指令）
迁移灵活性 需物理搬运设备，成本高 通过镜像文件快速迁移至其他宿主机
管理复杂度 单机独立维护 支持集中化管理平台批量操作
典型应用场景 高性能计算、数据库主服务器、工控设备 开发测试环境、云计算资源池、临时应急响应

执行引擎差异

  1. 物理机：其执行引擎直接建立在CPU处理器、指令集、操作系统和硬件层面上，这意味着它能够直接利用硬件的所有特性，无需额外的转换或中介环节,从而获得最高的执行效率。

    关于虚拟机和物理机 第1张

  2. 虚拟机：它的执行引擎则是由虚拟机软件自己实现的，这种设计赋予了虚拟机更大的灵活性，使其可以制定自己的指令集和执行引擎的结构体系，它能够执行一些不被硬件直接支持的指令集格式,这是通过软件层面的模拟来实现的。

判断方法

  1. Windows系统

    • 系统信息工具：按Win + R键打开运行对话框，输入msinfo32并回车，在“系统摘要”中查看“系统制造商”和“系统型号”，如果是虚拟机，可能会显示虚拟化平台的名称，如VMware、Microsoft Corporation或VirtualBox等。
    • PowerShell命令：打开PowerShell，输入Get-WmiObject -Class Win32_ComputerSystem，查找“Manufacturer”和“Model”字段，虚拟机的输出通常会包含虚拟化平台的信息，还可以运行Get-ComputerInfo | Select-Object -Property HypervisorPresent，若结果显示True,则说明当前系统运行在虚拟化环境中。
    • 检查硬件设备：使用设备管理器检查系统设备，虚拟机通常会显示虚拟化特有的设备,如虚拟网卡和虚拟硬盘控制器。

  2. Linux系统

    • dmidecode命令：执行sudo dmidecode -s system-manufacturer和sudo dmidecode -s system-product-name，虚拟机通常会显示虚拟化厂商的信息，如VMware、VirtualBox、Hyper-V或QEMU等。
    • 查看CPU信息：使用相关命令查看CPU信息，如果输出包含”Hypervisor vendor”字段,说明系统运行在虚拟化环境中。
    • 检查/sys目录：查看/sys/class/dmi/id/product_name文件，若内容为虚拟化厂商的名称（如 “VMware Virtual Platform”）,则表示系统在虚拟机中运行。
    • virt-what工具：安装该工具（sudo yum install virt-what # CentOS/RHEL）,运行后会输出虚拟化平台的名称。
    • 检查虚拟化模块：在Linux上，查看是否加载了虚拟化相关的内核模块，使用lsmod | grep -e kvm -e vmw命令，如果看到相关模块,则表明系统可能运行在虚拟化环境中。

适用场景

  1. 选择物理机的情况：适合对性能、硬件直接访问有严格要求的场景，如高性能计算（科学模拟、视频渲染）、需直接访问硬件的设备（工控设备、硬件开发）、单业务高负载任务（如数据库主服务器）等，在这些场景下，物理机能够提供更稳定、高效的性能,满足对硬件资源的直接需求。

  2. 选择虚拟机的情况：适合需要资源共享、多系统并行、弹性扩展或降低硬件成本的场景，如多系统开发测试（同时运行Windows和Linux环境）、服务器虚拟化（云计算平台中部署多个虚拟机）、资源弹性需求高的场景（Web服务动态扩缩容）等，虚拟机可以根据需要灵活分配资源，提高硬件利用率,降低硬件采购和维护成本。

FAQs

  1. Q：如何在不安装第三方工具的情况下初步判断当前设备是否为虚拟机？
    A：可通过系统自带功能辅助判断，例如Windows下使用msinfo32查看制造商是否包含“Virtual”关键词；Linux中执行lscpu | grep Hypervisor检测虚拟化标记，若发现异常标识（如VMware开头的产品名称）,则大概率处于虚拟化环境。

  2. Q：同一台物理机上运行多个虚拟机会影响彼此的性能吗？
    A：会有一定影响，由于物理机的硬件资源（如CPU、内存、I/O带宽）是共享的，当多个虚拟机同时争夺资源时，可能出现竞争现象，但通过合理配置资源配额（如限制每个虚拟机的最大CPU使用率）和采用动态调度技术，可以将性能波动控制在可接受范围内，对于关键业务建议保留专用物理机以保证稳定性

对比物理机
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