物理机和虚拟机各自的优缺点，物理机与虚拟机之间网络如何连通

***：物理机优点包括性能强劲、稳定性高，能直接利用硬件资源；缺点是硬件成本高、资源分配不够灵活。虚拟机优点为可灵活分配资源、便于迁移和备份，缺点是性能会受宿主机影响、安全性可能存在隐患。在网络连通方面，可通过桥接模式让虚拟机和物理机处于同一网段实现连通；NAT模式下虚拟机借助物理机网络地址转换来联网；还可使用仅主机模式构建内部网络通信。

本文目录导读：

1. 物理机与虚拟机网络连通的方法
2. 物理机的优缺点
3. 虚拟机的优缺点

物理机与虚拟机之间网络连通的实现及物理机和虚拟机的优缺点

物理机与虚拟机网络连通的方法

（一）桥接模式

1、原理

- 在桥接模式下，虚拟机的网络适配器就像物理机中的一块独立网卡，虚拟机就如同网络中的一台独立物理主机一样，它会从物理网络的DHCP服务器获取IP地址（如果网络中有DHCP服务器的话），或者可以手动设置与物理机所在网段相同的静态IP地址。

- 物理机所在的网段是192.168.1.0/24，虚拟机也可以设置为192.168.1.100（假设）这样的IP地址，子网掩码、网关等网络参数与物理机相同，这样虚拟机就可以直接与物理机所在网络中的其他设备进行通信，包括与物理机之间的通信。

2、配置要点

- 在虚拟机软件（如VMware Workstation或VirtualBox）中，创建虚拟机时选择桥接模式，对于VMware Workstation，在虚拟机的网络设置选项中，将网络适配器设置为桥接模式后，还可以选择桥接到物理机的哪一块网卡，比如是有线网卡还是无线网卡。

（二）NAT模式

1、原理

- NAT（网络地址转换）模式下，虚拟机通过物理机与外部网络进行通信，虚拟机有自己的内部网络地址，通常是在一个特定的私有网段，如192.168.xxx.0/24，当虚拟机要访问外部网络时，虚拟机的网络请求会发送到物理机上的虚拟NAT设备，由物理机将虚拟机的私有IP地址转换为物理机的公网IP地址（如果有公网访问需求）或者物理机在本地网络中的IP地址，然后将请求发送出去。

- 对于外部网络访问虚拟机，物理机上的NAT设备会根据端口映射等规则，将外部网络请求转发到虚拟机内部，对于物理机与虚拟机之间的通信，物理机可以通过虚拟机的内部IP地址进行访问。

2、配置要点

- 在虚拟机软件中，将虚拟机的网络适配器设置为NAT模式，在一些虚拟机软件中，还可以进一步配置NAT的相关参数，如端口转发规则等，如果虚拟机内部运行了一个Web服务器，想要让外部网络访问，可以在物理机的NAT设置中，将物理机的某个端口（如8080）映射到虚拟机内部Web服务器的80端口。

（三）仅主机模式

1、原理

- 仅主机模式下，虚拟机与物理机组成一个独立的私有网络，这个网络与外部网络是隔离的，虚拟机只能与物理机以及在这个仅主机网络中的其他虚拟机进行通信，虚拟机的IP地址是由物理机上的虚拟DHCP服务器分配的（如果开启了DHCP服务），或者也可以手动设置与仅主机网络网段相同的静态IP地址。

2、配置要点

- 在虚拟机软件中选择仅主机模式的网络适配器设置，在VMware Workstation中，可以对仅主机模式下的网络进行自定义，如设置网络的IP地址范围、子网掩码等参数。

物理机的优缺点

（一）优点

1、性能优势

- 物理机直接使用硬件资源，不存在虚拟机那种虚拟层的资源损耗，在处理高并发、大数据量的计算任务时，物理机可以充分发挥CPU的计算能力，像科学计算中的大型数值模拟，需要对海量数据进行快速运算，物理机的高性能CPU可以直接进行计算，不会因为虚拟机的资源调度而产生延迟。

- 物理机对硬件资源（如内存、硬盘I/O等）的访问是直接的，没有中间层的转换，对于需要高速读写大量数据的数据库服务器来说，物理机的直接内存访问和磁盘I/O操作可以提供更高的数据传输速度，从而提高数据库的响应速度。

2、硬件兼容性

- 物理机可以直接使用各种类型的硬件设备，不需要考虑虚拟机软件对硬件的支持情况，一些特殊的工业控制卡、高端图形处理卡等，物理机可以直接安装并使用其全部功能，对于一些需要精确硬件控制的行业，如制造业中的自动化设备控制，物理机能够更好地与专用硬件设备进行集成。

3、安全性

- 在某些对安全要求极高的场景下，物理机相对更安全，因为没有虚拟机软件可能存在的漏洞，减少了被攻击的风险，在军事、金融核心业务等领域，物理机可以通过严格的物理安全防护（如机房的门禁、监控等）和网络安全策略（如防火墙、入侵检测等）来保障数据和系统的安全。

（二）缺点

1、资源利用率低

- 物理机的资源分配相对固定，如果一台物理机上只运行一个应用程序，当这个应用程序对资源的需求不高时，其他资源（如CPU的剩余核心、未使用的内存等）就会闲置，无法被其他应用有效利用，一个小型企业的文件服务器可能只需要少量的CPU资源和一定量的内存，但物理机配置的大量剩余资源无法被其他任务共享。

2、灵活性差

- 物理机的硬件配置一旦确定，很难进行快速的更改，如果企业需要对服务器的计算能力进行升级，如增加CPU核心数或扩展内存，往往需要停机进行硬件的更换或添加，这会导致业务中断，物理机的部署也相对复杂，需要考虑机房的空间、电力供应、散热等物理环境因素。

3、成本高

- 购买物理机需要投入较高的硬件成本，包括服务器主机、网络设备、存储设备等，而且物理机的维护成本也较高，需要专业的技术人员进行硬件的维护、升级和故障排除，为了保证物理机的正常运行，还需要建设和维护机房环境，如安装空调系统保证散热、配备不间断电源（UPS）防止断电等，这些都增加了运营成本。

虚拟机的优缺点

（一）优点

1、资源利用率高

- 虚拟机可以在一台物理机上运行多个虚拟机实例，每个虚拟机可以根据需求分配不同的资源，一台物理机有8个CPU核心和16GB内存，可以将其中4个CPU核心和8GB内存分配给一个虚拟机用于运行企业的邮件服务器，另外的资源可以分配给其他虚拟机用于运行Web服务器或数据库服务器等，这样可以充分利用物理机的硬件资源，提高资源的整体利用率。

2、灵活性强

- 虚拟机的配置可以很容易地进行调整，可以根据应用的需求快速增加或减少虚拟机的CPU核心数、内存大小等资源，当企业的Web服务器在业务高峰期需要更多的资源时，可以在虚拟机管理平台上轻松地为其分配更多的CPU核心和内存，而不需要像物理机那样进行硬件的更换或添加，而且虚拟机的迁移也相对容易，可以将虚拟机从一台物理机迁移到另一台物理机上，实现负载均衡或硬件维护时的业务不间断迁移。

3、便于测试和开发

- 在软件开发和测试过程中，虚拟机非常有用，开发人员可以在虚拟机中快速创建不同的操作系统环境，进行软件的开发、测试和调试，开发一个跨平台的软件，需要在Windows、Linux和macOS等不同操作系统下进行测试，使用虚拟机可以在一台物理机上轻松创建这些不同的操作系统环境，而且可以方便地还原到初始状态进行多次测试，不会影响物理机的其他应用和数据。

（二）缺点

1、性能损耗

- 虚拟机运行在物理机之上，通过虚拟机软件进行资源的虚拟分配和管理，这会带来一定的性能损耗，虚拟机对CPU的调用需要经过虚拟机软件的调度，与物理机直接使用CPU相比，会有一定的延迟，在处理大量数据的实时性要求较高的应用场景下，如实时视频流处理，虚拟机可能无法满足性能要求。

2、安全性风险

- 虚拟机软件本身可能存在漏洞，如果被黑客利用，可能会影响虚拟机内部的系统和数据安全，由于多个虚拟机共享物理机的资源，如果一个虚拟机被攻击，可能会影响到其他虚拟机的正常运行，在云计算环境中，如果一个租户的虚拟机被恶意入侵，可能会通过共享的网络或存储资源对其他租户的虚拟机进行攻击。

3、依赖物理机资源

- 虚拟机的运行完全依赖于物理机的硬件资源，如果物理机出现硬件故障，虚拟机也会受到影响，物理机的硬盘出现故障，可能会导致虚拟机中的数据丢失或虚拟机无法正常运行，而且虚拟机的资源分配也受到物理机资源总量的限制，如果物理机的资源不足，无法为虚拟机提供足够的资源，就会影响虚拟机的性能。