操作系统

虚拟机（Virtual Machine），在计算机科学中的体系结构里，是指一种特殊的软件，它可以在计算机平台和终端用户之间建立一种环境，而终端用户则是基于这个软件所建立的环境来操作软件。

在计算机科学中，虚拟机是指可以像真实机器一样运行程序的计算机的软件实现。虚拟机最初由波佩克与戈德堡定义为“有效的、孤立的真实机器的副本”。当前包括跟任何真实机器无关的虚拟机。

虚拟机根据它们的运用和与直接机器的相关性分为两大类。系统虚拟机提供一个可以运行完整操作系统的完整系统平台。相反，程序虚拟机为运行单个计算机程序设计，这意味它支持单个进程。虚拟机的一个本质特点是运行在虚拟机上的软件被局限在虚拟机提供的资源里——它不能超出虚拟世界。

基于这种虚拟机，用户可以运行任何操作系统，比如可以在他们“个人的”虚拟电脑上运行两个不同的操作系统（也被称为“访客（guests）”）。这样的话，新版的实验性操作系统就可以与旧版的较稳定版本一同在单独的虚拟机上运行。这个过程甚至可以重复（recursive）；IBM就在运行于旧版的虚拟机上的虚拟机上调试它新版的虚拟机操作系统，VM。

这个概念的一个早期用户就是IBM大型计算机上的 VM/CMS time-sharing 产品，该产品使用的交互式计算单用户操作系统，CMS，相对来说比较简单，运行于VM上。通过这种方式，CMS编写起来就比较简单，就好像只有它一个在运行一样，VM操作系统就在幕后提供多任务以及资源管理服务。

当然，不是每个VM用户都必须运行CMS；有些用户选择在一个或者多个虚拟机上运行某种 OS/360（或者MVS），来提供传统上的批处理服务。今天，IBM大型机还在使用VM，许多虚拟机上运行的是Linux操作系统。

下面是几种常见的系统虚拟机：

VirtualBox

官方网站：http://www.virtualbox.org/

Oracle VirtualBox 是由德国InnoTek软件公司出品的虚拟机软件，现在则由甲骨文公司进行开发，是甲骨文公司 xVM 虚拟化平台技术的一部份。它提供用户在32位或64位的 Windows 、 Solaris 及 Linux 操作系统上虚拟其它x86的操作系统。用户可以在VirtualBox上安装并且运行 Solaris 、 Windows 、 DOS 、 Linux 、 OS/2 Warp 、 OpenBSD 及 FreeBSD 等系统作为客户端操作系统。

与同性质的 VMware 及 Virtual PC 比较下， VirtualBox 独到之处包括远程桌面协议 (RDP) 、 iSCSI 及 USB 的支持， VirtualBox 在客户机操作系统上已可以支持 USB 2.0 的硬件设备。

VirtualBox最初是以专有软件协议的方式提供。2007年1月，InnoTek以GNU通用公共许可证（GPL）释出VirtualBox而成为自由软件，并提供二进制版本及开放源代码版本的代码。而在2008年2月，InnoTek软件公司由太阳微系统公司所并购。在2010年1月，甲骨文公司完成对太阳微系统公司的收购。

VMware

官方网站：http://www.vmware.com/

VMware公司是全球著名的虚拟机软件公司，目前为EMC公司的全资子公司。

VMware工作站（VMware Workstation）是VMware公司销售的商业软件产品之一。该工作站软件包含一个用于英特尔x86相容容电脑的虚拟机套装，其允许多个x86虚拟机同时被创建和运行。每个虚拟机实例可以运行其自己的客户机操作系统，如Windows、Linux、BSD变生版本。用简单术语来描述就是，VMware工作站允许一台真实的计算机同时运行数个操作系统。其它VMware产品帮助在多个宿主计算机之间管理或移植VMware虚拟机。

在2006年7月12日VMware发布了VMware服务器产品的1.0版本。VMware服务器可以创建、编辑、运行虚拟机。除了具有可以运行由其它VMware产品创建的虚拟机的功能外，它还可运行由微软的 Virtual PC 产品创建的虚拟机。VMware国际公司将VMware服务器产品作为可免费获得的产品，这是因为希望用户们最终能选择升级至 VMware ESX 服务器产品。VMware国际公司不正式支持运行于 Windows XP 或专业版 Windows 2000 上的VMware服务器产品，这不同于VMware工作站产品。

Virtual PC

官方网站：http://www.microsoft.com/windows/virtualpc/

Microsoft Virtual PC 是一个虚拟机软件，可以在 Mac OS 和 Microsoft Windows 操作系统上模拟x86电脑，并在其中安装运行操作系统。

Virtual PC 原来由Connectix公司开发，起初只能在 Mac OS 运行，后改为跨平台，称为 Connectix Virtual PC。微软公司于2003年收购该软件，并改称为 Microsoft Virtual PC，并运用于微软公司的训练课程（如MCSE的训练课程）作模拟用途。

微软于2003年底推出用于 Windows 的 Microsoft Virtual PC 2004，并于2006年7月12日宣布 Virtual PC 成为免费软件。

目前最新版本为 Microsoft Virtual PC 2007 SP1，发布于2009年2月20日，分为32位及64位版本，并支持 Windows Vista，可于微软官方网站下载。

Microsoft Virtual PC 2007 并不支持 Windows 的家用版。若在家用版 Windows 上安装 Virtual PC 2007，系统会有弹出信息提示，指“系统并不支持现时的架构”。不过，具体来说，Virtual PC 2007 在家用版 Windows 上依然可以正常运行。

Xen

Xen 是一个开放源代码虚拟机监视器，由剑桥大学开发。它打算在单个计算机上运行多达128个有完全功能的操作系统。操作系统必须进行显式地修改（“移植”）以在Xen上运行（但是提供对用户应用的兼容性）。这使得Xen无需特殊硬件支持，就能达到高性能的虚拟化。

IBM经常在其主机和服务器上使用虚拟机来尽可能发挥其性能，并类似chroot监禁那样将程序置于隔离的虚拟OS中以增强安全性。除此之外，它还能使不同和不兼容的OS运行在同一台计算机上。Xen支持在运行时进行迁移，保证正常运行并且避免当机。

Xen目前可以运行在x86及x86-64系统上，并正在向IA64、PPC移植。移植到其他平台从技术上是可行的，未来有可能会实现。

Xen虚拟机可以在不停止的情况下在多个物理主机之间即时迁移 (live migration)。在操作过程中，虚拟机在没有停止工作的情况下内存被反复的复制到目标机器。虚拟机在最终目的地开始执行之前，会有一次60-300毫秒的非常短暂的暂停以执行最终的同步化，给人无缝迁移的感觉。类似的技术被用来暂停一台正在运行的虚拟机到磁盘，并切换到另外一台，第一台虚拟机在以后可以恢复。

QEMU

QEMU是一套由 Fabrice Bellard 所编写的模拟处理器的自由软件。它与 Bochs 和 PearPC 近似，但其具有某些后两者所不具备的特性，如高速度及跨平台的特性。经由kqemu这个开源的加速器，QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

QEMU有两种主要运作模式：

• User mode模拟模式，亦即是使用者模式。QEMU能启动那些为不同中央处理器编译的Linux程序。而Wine及Dosemu是其主要目标。
• System mode模拟模式，亦即是系统模式。QEMU能模拟整个电脑系统，包括中央处理器及其他周边设备。它使得为系统源代码进行测试及除错工作变得容易。其亦能用来在一部主机上虚拟数部不同虚拟电脑。

使用kqemu可使QEMU能模拟至接近实机速度，但其在虚拟的操作系统是 Windows 98 或以下版本的情况下是无用的。

了解更多

维基百科：http://zh.wikipedia.org/zh-cn/虚拟机软件

维基百科：http://zh.wikipedia.org/zh-cn/系统虚拟机比较