服务器与虚拟化技术，服务器与虚拟服务器的区别

***：服务器是提供计算服务等功能的设备。虚拟化技术可将一台服务器的资源虚拟成多个虚拟服务器。服务器是物理实体，具备硬件资源如处理器、内存等。虚拟服务器是通过虚拟化技术在物理服务器上创建的逻辑实体，它共享物理服务器的硬件资源。二者区别明显，服务器有独立硬件，虚拟服务器依赖物理服务器的硬件资源通过软件创建，且在资源分配、管理灵活性等方面也存在诸多不同。

本文目录导读：

1. 服务器概述
2. 虚拟服务器概述
3. 服务器与虚拟服务器的区别
4. 服务器与虚拟服务器在不同应用场景中的选择

深度解析

服务器概述

1、服务器的定义与基本概念

- 服务器是一种高性能计算机，它为网络中的其他计算机（客户端）提供各种服务，如文件存储、数据处理、网络连接共享等，服务器通常具有强大的处理能力、大容量的内存和存储空间，以及高可靠性的硬件组件。

- 从硬件角度看，服务器的主板、CPU、内存、硬盘等部件都经过专门设计，以适应长时间、高强度的运行需求，服务器CPU往往支持多核心、多线程技术，能够同时处理多个任务，像英特尔至强系列CPU，其核心数可以多达数十个，线程数更是能达到上百个，这使得服务器能够高效地运行多个复杂的应用程序。

- 服务器的内存容量也相当大，常见的服务器内存配置可以从数GB到数TB不等，这是因为在处理大量数据时，足够的内存可以保证数据的快速读写和处理，在数据库服务器中，大容量内存可以缓存频繁访问的数据，提高查询效率。

- 服务器的硬盘存储系统也有多种类型，传统的机械硬盘（HDD）以大容量和低成本为优势，适合存储大量数据，如企业的文件归档、视频存储等，而固态硬盘（SSD）则以其高速读写性能，在需要快速数据访问的应用场景中得到广泛应用，如作为数据库服务器的存储设备，可以大大提高数据库的读写速度。

2、服务器的分类

按用途分类

文件服务器：主要功能是存储和管理文件，企业内部的员工可以通过网络访问文件服务器上的文件，实现文件的共享、存储和备份，一家设计公司，员工们将设计图纸、文档等资料存储在文件服务器上，方便团队成员之间的协作和共享，文件服务器需要具备大容量的存储空间和稳定的网络连接，以确保文件的正常访问。

数据库服务器：用于存储和管理数据库，数据库服务器运行数据库管理系统（如MySQL、Oracle等），处理客户端对数据库的查询、插入、更新和删除等操作，在电商企业中，数据库服务器存储着海量的商品信息、用户订单信息和用户账户信息等，为了保证数据的完整性和高效处理，数据库服务器需要强大的CPU处理能力、大容量内存和高速的存储系统。

邮件服务器：负责邮件的收发、存储和管理，企业或组织使用邮件服务器来处理内部和外部的邮件通信，当员工发送邮件时，邮件首先被发送到邮件服务器，然后由邮件服务器根据收件人的地址将邮件转发到目标邮件服务器，邮件服务器需要具备可靠的网络连接、安全的邮件传输协议（如SMTP、POP3、IMAP等）以及防垃圾邮件和防病毒功能。

Web服务器：主要用于发布和提供网页内容，当用户在浏览器中输入网址时，浏览器向Web服务器发送请求，Web服务器返回相应的网页内容，常见的Web服务器软件有Apache、Nginx等，新闻网站、电子商务网站等都依赖Web服务器来向全球用户提供服务，Web服务器需要具备高并发处理能力，能够同时处理大量用户的请求。

按硬件架构分类

塔式服务器：外形类似于普通的台式计算机，具有较好的扩展性，可以方便地添加硬件组件，如硬盘、内存等，塔式服务器适合中小企业或部门级应用，对于空间要求不是特别严格的环境，一家小型广告公司可以使用塔式服务器来存储公司的广告素材、管理客户资料等。

机架式服务器：设计为可以安装在标准的19英寸机架上，具有高密度、节省空间的特点，机架式服务器在数据中心中广泛应用，便于集中管理和维护，在大型互联网数据中心，成百上千台机架式服务器被整齐地安装在机架上，提供各种网络服务。

刀片式服务器：是一种高度集成化的服务器，多个刀片服务器可以插在一个刀片机箱内，刀片式服务器具有更高的密度、更低的功耗和更好的散热管理，适用于对空间和能源效率要求极高的大型数据中心和云计算环境，一些超大规模云计算提供商使用刀片式服务器来构建其云计算基础设施，以降低运营成本和提高资源利用率。

虚拟服务器概述

1、虚拟服务器的定义与基本概念

- 虚拟服务器，也称为虚拟机（VM），是通过虚拟化技术在物理服务器上创建出来的多个独立的服务器实例，每个虚拟服务器都可以运行自己的操作系统和应用程序，就像独立的物理服务器一样，但实际上它们共享物理服务器的硬件资源，如CPU、内存、硬盘等。

- 虚拟化技术使得在一台物理服务器上可以同时运行多个虚拟服务器，大大提高了硬件资源的利用率，一家企业原本需要购买多台物理服务器来运行不同的应用程序，通过使用虚拟服务器技术，可以将这些应用程序分别部署在同一台物理服务器上的不同虚拟服务器中，从而节省硬件采购成本、机房空间和能源消耗。

- 虚拟服务器的创建和管理是通过虚拟化软件来实现的，常见的虚拟化软件有VMware vSphere、Microsoft Hyper - V等，这些软件提供了创建、配置、启动、停止和删除虚拟服务器的功能，同时还可以对虚拟服务器的资源分配（如CPU核心数、内存大小等）进行灵活调整。

2、虚拟服务器的工作原理

资源抽象化：虚拟化软件首先将物理服务器的硬件资源（如CPU、内存、硬盘等）进行抽象化处理，以CPU为例，虚拟化软件可以将物理CPU的处理能力划分为多个虚拟CPU（vCPU），并分配给不同的虚拟服务器，同样，对于内存和硬盘资源，也可以进行类似的划分和分配，这样，每个虚拟服务器都可以看到自己独立的“硬件资源”，而实际上这些资源是从物理服务器共享而来的。

隔离机制：为了确保各个虚拟服务器之间的独立性和安全性，虚拟化软件建立了隔离机制，每个虚拟服务器在运行时都被隔离在自己的“虚拟环境”中，它们的操作系统、应用程序和数据不会相互干扰，即使一个虚拟服务器上的操作系统崩溃，也不会影响到其他虚拟服务器的正常运行，这种隔离机制是通过虚拟化软件对硬件资源的管理和操作系统的调度来实现的。

资源调度：虚拟化软件还负责对物理服务器的硬件资源进行动态调度，当某个虚拟服务器的负载增加，需要更多的资源时，虚拟化软件可以根据预先设定的策略，从物理服务器的空闲资源中分配给它，反之，当某个虚拟服务器的负载降低时，虚拟化软件可以回收部分资源，重新分配给其他需要的虚拟服务器，这种动态资源调度机制可以提高整个物理服务器的资源利用率和性能。

服务器与虚拟服务器的区别

1、硬件资源的分配与管理

服务器

- 在物理服务器中，硬件资源是直接分配给服务器本身的，一台服务器配备了特定数量的CPU核心、内存容量和硬盘空间，这些资源是固定分配给该服务器的，并且由服务器的操作系统直接管理，如果要增加或减少服务器的资源，往往需要进行硬件的升级或更换操作，要增加服务器的内存，就需要购买并安装新的内存条。

- 物理服务器的资源管理相对简单直接，每个服务器都有自己独立的硬件资源，不存在资源共享的情况（除了在集群等特殊配置下），这使得物理服务器在处理特定任务时，能够充分利用其硬件资源，但同时也可能导致资源浪费，一台专门用于文件存储的服务器，其CPU和内存资源可能在大部分时间内未被充分利用。

虚拟服务器

- 虚拟服务器的硬件资源是从物理服务器上分配而来的，虚拟化软件可以根据需求灵活地分配CPU、内存和硬盘等资源给不同的虚拟服务器，可以为一个虚拟服务器分配2个vCPU、4GB内存和100GB硬盘空间，这些资源分配可以根据虚拟服务器的负载情况进行动态调整，如果某个虚拟服务器的负载突然增加，虚拟化软件可以在物理服务器有空闲资源的情况下，增加分配给该虚拟服务器的资源。

- 虚拟服务器的资源管理更加灵活，但也需要考虑资源的竞争问题，由于多个虚拟服务器共享物理服务器的硬件资源，当多个虚拟服务器同时请求大量资源时，可能会导致性能下降，在一台物理服务器上运行多个高负载的虚拟服务器时，如果没有合理的资源分配和调度策略，可能会出现虚拟服务器响应迟缓的情况。

2、成本方面

服务器

- 购买物理服务器需要较高的前期成本，一台中高端的物理服务器可能需要数万元甚至数十万元，包括服务器硬件本身、操作系统许可证（如果需要购买）以及相关的网络设备等，物理服务器的维护成本也较高，需要专业的技术人员进行硬件维护、升级和故障排除，服务器的硬盘出现故障时，需要技术人员进行硬盘的更换和数据恢复操作，这可能涉及到硬件采购成本、人工成本以及数据丢失的风险成本。

- 物理服务器的能源消耗也是一项不可忽视的成本，由于物理服务器需要持续运行，其耗电量较大，一台普通的机架式服务器的功率可能在几百瓦到数千瓦不等，长期运行下来，电费支出相当可观。

虚拟服务器

- 虚拟服务器的前期成本相对较低，虽然需要购买虚拟化软件许可证（部分开源虚拟化软件可以免费使用），但相比购买多台物理服务器，成本仍然较低，由于可以在一台物理服务器上创建多个虚拟服务器，减少了硬件采购数量，从而降低了硬件成本，一家企业如果使用虚拟服务器技术，可以将原本需要购买5台物理服务器的需求，通过在2台物理服务器上创建虚拟服务器来满足，大大节省了硬件采购成本。

- 虚拟服务器在能源消耗方面也具有优势，由于多个虚拟服务器共享物理服务器的硬件资源，相比多台物理服务器独立运行，总的能源消耗会降低，虚拟服务器的维护成本也相对较低，因为可以通过虚拟化软件对多个虚拟服务器进行集中管理和维护，减少了人力成本。

3、性能与可扩展性

服务器

- 物理服务器在性能方面具有一定的优势，尤其是在处理高负载、对硬件资源要求极高的任务时，由于物理服务器可以直接使用其全部的硬件资源，没有资源共享和竞争的问题，所以在一些对性能要求苛刻的应用场景中，如大型科学计算、超高清视频渲染等，物理服务器能够提供更稳定、更高的性能，在进行大规模的气象模拟计算时，一台配备了高端CPU和大容量内存的物理服务器能够快速处理大量的数据，而不会受到其他任务的干扰。

- 物理服务器的可扩展性相对较差，如果要增加服务器的性能，如增加CPU核心数、内存容量或硬盘空间，往往需要进行硬件的升级或添加新的硬件设备，这不仅需要购买新的硬件，还需要考虑硬件的兼容性、安装和配置等问题，要将一台服务器的内存从16GB扩展到32GB，需要购买兼容的内存条，并在服务器上进行安装和BIOS配置等操作。

虚拟服务器

- 虚拟服务器的性能受到物理服务器硬件资源的限制和共享机制的影响，虽然虚拟化技术在不断发展，但是在高负载情况下，多个虚拟服务器之间的资源竞争可能会导致性能下降，当多个虚拟服务器同时对物理服务器的CPU资源有较高需求时，每个虚拟服务器可能无法获得足够的CPU处理能力，从而影响其性能。

- 虚拟服务器的可扩展性相对较好，可以通过在物理服务器上创建更多的虚拟服务器来满足业务增长的需求，或者对现有的虚拟服务器进行资源调整，随着企业业务的发展，需要增加新的应用程序服务器，可以在现有的物理服务器上创建新的虚拟服务器来部署应用程序，而不需要购买新的物理服务器，如果某个虚拟服务器的资源不足，可以方便地通过虚拟化软件增加分配给它的资源。

4、安全性与隔离性

服务器

- 物理服务器在安全性方面具有一定的优势，由于每个物理服务器是独立的实体，其安全性主要依赖于服务器自身的安全措施，如防火墙、入侵检测系统、用户权限管理等，物理服务器之间的隔离性较好，一个服务器的安全漏洞或攻击不会直接影响到其他服务器（除非存在网络层面的关联攻击），在企业的服务器机房中，不同的物理服务器运行不同的业务，如一台服务器运行财务系统，另一台服务器运行人力资源系统，它们之间相对独立，安全防护措施可以分别针对每个服务器进行设置。

- 物理服务器的安全维护也面临一些挑战，需要对每个服务器进行单独的安全补丁更新、病毒防护等操作，如果服务器数量较多，管理起来较为复杂，如果物理服务器被物理入侵（如硬件被盗或被恶意破坏），可能会导致数据丢失和安全风险。

虚拟服务器

- 虚拟服务器的安全性依赖于虚拟化软件的安全机制和每个虚拟服务器自身的安全设置，虽然虚拟化软件提供了隔离机制，保证各个虚拟服务器之间的相对独立，但是如果虚拟化软件本身存在安全漏洞，可能会影响到所有的虚拟服务器，2017年曾有报道称某些虚拟化软件存在安全漏洞，可能导致虚拟机逃逸，即一个虚拟服务器上的恶意用户可能突破隔离机制，访问其他虚拟服务器上的资源。

- 虚拟服务器的隔离性虽然能够在一定程度上保证各个虚拟服务器的独立性，但与物理服务器相比，仍然存在一定的风险，在进行资源共享和调度时，需要更加注意安全措施的设置，以防止数据泄露和恶意攻击，在多租户的云计算环境中，不同租户的虚拟服务器运行在同一物理服务器上，需要严格的安全策略来确保每个租户的隐私和数据安全。

5、部署与管理的灵活性

服务器

- 物理服务器的部署相对复杂，需要安装硬件设备、配置网络连接、安装操作系统和应用程序等一系列操作，一旦物理服务器部署完成，对其进行位置移动或硬件配置更改往往比较困难，要将一台已经部署在数据中心的物理服务器移动到另一个机房，需要考虑网络布线、电力供应等诸多问题，并且可能会导致业务中断。

- 物理服务器的管理也相对独立，每个服务器需要单独进行监控、维护和管理，要查看服务器的性能指标，需要登录到每个服务器的管理界面进行查看；要进行系统升级，也需要针对每个服务器分别进行操作。

虚拟服务器

- 虚拟服务器的部署非常灵活，可以通过虚拟化软件快速创建新的虚拟服务器，并且可以根据需求选择不同的操作系统和应用程序进行安装，在一个企业的开发环境中，可以快速创建多个虚拟服务器，用于开发、测试不同的应用程序版本，而不需要像物理服务器那样进行繁琐的硬件安装和配置。

- 虚拟服务器的管理也更加方便，可以通过虚拟化软件的管理控制台对多个虚拟服务器进行集中管理，如批量监控性能指标、统一进行安全更新等，这大大提高了管理效率，尤其是在管理大量服务器的情况下，在云计算数据中心，管理员可以通过一个管理界面轻松管理数千个虚拟服务器。

服务器和虚拟服务器各有其特点和适用场景，企业和组织在选择使用时，需要根据自身的业务需求、预算、性能要求、安全考虑等多方面因素进行综合权衡。

服务器与虚拟服务器在不同应用场景中的选择

1、企业数据中心

物理服务器

- 在企业数据中心中，如果企业有对性能要求极高的关键业务，如大型数据库的核心业务处理、金融交易系统等，物理服务器可能是更好的选择，这些业务需要稳定、高性能的硬件资源，并且对安全和隔离性要求非常高，银行的核心交易系统，每一笔交易都涉及大量资金的转移，需要物理服务器的高性能和高安全性来确保交易的快速、准确处理，防止数据泄露和安全风险。

- 对于企业中一些对硬件有特殊要求的应用，如需要大量本地存储的视频监控系统（如果采用本地存储而非网络存储），物理服务器可以提供足够的硬盘空间来满足存储需求，物理服务器在处理这种单一功能、高资源需求的应用时，可以充分利用其硬件资源，不会受到其他应用的干扰。

虚拟服务器

- 如果企业数据中心有多种不同类型的业务应用，且这些应用的资源需求不是特别高，虚拟服务器则更为合适，企业内部的办公自动化系统（如邮件系统、文件共享系统等）、小型业务应用系统等可以部署在虚拟服务器上，通过在一台物理服务器上创建多个虚拟服务器，可以节省硬件成本、机房空间和能源消耗，同时方便集中管理。

- 在企业进行应用开发和测试时，虚拟服务器的灵活性和快速部署能力也非常有用，开发人员可以快速创建多个虚拟服务器来模拟不同的生产环境，进行应用的开发、测试和调试，而不需要为每个测试环境单独购买物理服务器。

2、云计算环境

物理服务器

- 在云计算环境的底层基础设施中，物理服务器仍然起着重要的作用，对于云计算提供商来说，一些对性能要求极高的云服务，如提供给大型企业的高性能计算云服务、超大规模数据存储云服务等，可能需要物理服务器来提供基础支撑，这些服务需要大量的硬件资源，并且需要保证极高的性能和稳定性。

- 物理服务器也用于构建云计算环境中的网络和存储设备的核心部分，核心的网络交换机、存储阵列等往往基于物理服务器或专门的网络和存储硬件设备，以确保云计算环境中网络和数据存储的高效性和可靠性。

虚拟服务器

- 虚拟服务器是云计算环境的核心组成部分，云计算提供商通过在物理服务器上创建大量的虚拟服务器，向用户提供各种云服务，如虚拟机实例、云存储、云数据库等，用户可以根据自己的需求租用不同规格的虚拟服务器，并且可以方便地进行资源的调整和扩展，小型创业企业可以租用云计算提供商的虚拟服务器来搭建自己的网站和业务应用，随着业务的发展，可以方便