現在，許多IT創新都源于虛擬機(VM)以及軟硬件的分離，比如云計算，邊緣計算和微服務等領先技術概念都源于虛擬機，將操作系統和軟件實例與物理計算機分離。

什么是虛擬機?

從根本上講，VM是運行程序而無需綁定到物理機的軟件。在VM實例中，一臺或多臺客戶機可以在物理主機上運行。

每個VM都有自己的操作系統，并且與其他VM分開運行，即使它們位于同一物理主機上也是如此。VM通常在服務器上運行，但也可以在PC系統甚至嵌入式平臺上運行。多個VM可以共享來自物理主機的資源，包括CPU，網絡帶寬和內存。

虛擬機起源于1960年代早期的計算，當時大型機用戶的共享是將軟件與物理主機系統分離的一種方式。虛擬機在1970年代初被定義為“真實計算機的高效隔離副本”。

虛擬機在過去15年中獲得了發展，因為企業采用服務器虛擬化以更有效地利用其物理服務器的計算能力，從而減少了對物理服務器的需求，從而節省了數據中心的空間。由于具有不同操作系統要求的應用程序可以在單個物理主機上運行，​因此不需要為每個服務器配備不同的服務器硬件。

通常，有兩種類型的VM：進程VM(將單個進程分開)和系統VM(將操作系統和應用程序與物理計算機完全分開)。進程VM的示例包括Java虛擬機，.NET Framework和Parrot虛擬機。

系統VM依賴虛擬機管理程序，作為使軟件可以訪問硬件資源的中介。知名的虛擬機管理程序包括VMware(ESX/ESXi)，英特爾/Linux基金會(Xen)，Oracle(用于SPARC的MV Server和用于x86的Oracle VM Server)和微軟(Hyper-V)。

PC系統也可以利用虛擬機。比如Mac用戶在其物理Mac上運行虛擬Windows 10實例。

虛擬機的優勢

由于軟件與物理主機是分開的，因此用戶可以在單個硬件上運行多個實例，從而節省了公司時間，管理成本和物理空間。VM的另一個優點是，VM可以支持舊版應用程序，從而減少或消除了將較舊的應用程序遷移到更新的，或不同操作系統的需求和成本。

此外，開發人員使用VM可以在安全的沙盒環境中測試應用程序。也可以幫助隔離可能感染給定VM實例的惡意軟件。由于VM內的軟件無法篡改主機，因此惡意軟件無法傳播導致盡可能多的損害。

虛擬機的缺點

虛擬機確實有一些缺點。在一臺物理主機上運行多個VM可能會導致性能不穩定，尤其是在不滿足特定應用程序的基礎結構要求的情況下。與物理服務器相比，這也使它們在許多情況下效率較低。大多數IT運營都在物理系統和虛擬系統之間尋求平衡。

虛擬化的擴展

虛擬機在服務器虛擬化方面的成功導致將虛擬化應用于其他領域，包括存儲，網絡和桌面。

在網絡虛擬化中，企業探索網絡即服務選項和網絡功能虛擬化(NFV)，這項功能使用商用服務器代替專用的網絡設備，來實現更靈活和可擴展的服務。

這與軟件定義的網絡有所不同，軟件定義的網絡將網絡控制平面與轉發平面分開，來實現對網絡資源的更多自動配置和基于策略的管理。第三種技術，虛擬網絡功能，是可以在NFV環境中運行的基于軟件的服務，包括路由，防火墻，負載均衡，WAN加速和加密等過程。

虛擬機和容器

VM的增長導致了容器等技術的進一步發展，使得VM更邁進了一步，并在Web應用程序開發人員中贏得了吸引力。在容器設置中，可以將單個應用程序及其依賴項虛擬化。與VM相比，容器的開銷要少得多，它僅包含二進制文件，庫和應用程序。

盡管有些人認為容器的開發可能會殺死虛擬機，但VM具有足夠的功能和優勢，可以使技術不斷發展。例如，當一起運行多個應用程序或在較舊的操作系統上運行舊版應用程序時，VM仍然有用。

另外，有些人認為容器不如VM虛擬機管理程序安全，因為容器只有一個應用程序共享的OS，而VM可以隔離應用程序和OS。

所以，即使企業探索云架構和容器，VM軟件市場仍然是一項基礎技術。在IDC的《2019-2022年全球虛擬機軟件預測》提及，盡管虛擬機軟件市場已經高度成熟并且已經接近飽和，但在未來五年中將一直保持強勁的增長勢頭，并且將繼續保持正增長。

此外，虛擬機被看做5G和邊緣計算等新技術的一部分。例如，微軟，VMware和Citrix等虛擬桌面基礎結構(VDI)供應商進一步將VDI系統擴展到遠程桌面。