本节书摘来自华章出版社《通信技术导论（原书第5版）》一书中的第1章，第1.10节，作者：[美]安娜贝尔Z.多德（Annabel Z. Dodd）著 唐艳华 张选涛 译 赵志 审校，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
1.10 单个服务器通过虚拟化技术执行多个服务器功能
术语“虚拟”是指具有所模拟设备如网络或服务器物理功能的实体。服务器虚拟化指单台服务器执行多台服务器的功能。可以理解为，多个虚拟机共存在一台服务器中，其中每个虚拟机执行单台服务器的功能。一个虚拟机就是一个有计算机功能的软件。
没有服务器虚拟化，数据中心的每台服务器将只支持单一的操作系统。虚拟化使每个服务器运行多个操作系统，而每个操作系统中运行多个应用程序。每个运行多个应用程序的操作系统就是一个虚拟机。这种支持大量的应用程序而减少了所需服务器的数量使虚拟化技术成为云计算中关键的基石。
随着技术的进步，利用虚拟化技术可以让大型企业和云计算提供商整合两者的服务器。在一台物理服务器上支持多个操作系统，则需要大量的处理能力。然而随着强大的多核处理器的开发，并行计算流能同时执行多个计算机的指令。在撰写本书时，多核处理器已升级到八核处理器。
VMware公司（EMC是主要持有者）和微软等公司的虚拟主机操作软件对计算机资源如内存、硬盘容量、操作系统和应用程序之间的计算机处理，进行分配和管理。虚拟化管理软件则通过提供从单一接口分配出更多资源的能力，从而简化了数据中心的运营的能力。
1.10.1 可扩展性和节能
运营商、互联网服务提供商、企业和开发商，采用虚拟化技术作为一种节约能源、计算机的存储、人员配备和硬件成本的方法。在每个物理服务器的多个虚拟机上安装应用程序，减少了所需物理服务器的数量。虚拟化还提高了服务器的工作效率，因为通常运行单一应用程序的物理服务器只使用了总容量的10%。这使数据中心有更大的扩展性。应用程序可以更容易地安装，而无需增加额外的硬件。相反，可以将一个新的虚拟机被添加到一个有空闲容量的物理服务器上，直到服务器的容量占用率达到70%～80%。
此外，使用更少数量的服务器意味着占用更小的空间和更低的设备制冷费用。虽然单个运行虚拟软件的服务器比普通服务器功率更大，需要更多的制冷费用，但是物理设备总数减少了，而整体的能源效率提高了。
1.10.2 虚拟化和云计算
虚拟化技术是云计算的主要推动力。大型云服务提供商通常有多个保持所有数据副本的数据中心。当一个数据中心瘫痪了，另一个很容易地接管其功能。虚拟化技术降低了提供商在不同的位置多个数据中心的维护和管理费用。同时也降低了现场服务，减少了电量和制冷费用；从而降低了提供商的能耗成本。
此外，虚拟化技术使数据中心支持为每个开发商通过一个虚拟化平台登录到虚拟机进行开发。多核处理器的处理能力允许多个开发人员同时登录到同一个物理服务器上。当开发人员从服务器下线后，将释放计算能力以供其他用户。
因为关注安全和隐私，所以大公司往往不希望自己的应用程序和文件放在和其他企业共用的同一个物理服务器上。例如，他们可以选择保留一组服务器供自己使用。亚马逊称之为为虚拟私有云。其他提供商也提供类似的功能。当然，与此相关的服务需要缴纳额外的月租费。
1.10.3 虚拟化和存储
不同的国家和州法规要求银行、卫生保健、制药和政府等机构保留一段时间内的文件。机构利用云提供商进行信息归档，还将提供商作为他们数据的低成本的应急备份，防止如火灾或电脑黑客入侵事件将数据破坏。企业可以在如冰箱一样大的服务器上存储多达1PB的数据。这些服务器消耗大量能源，并且占用大量的空间。
现在用于存储的电脑通过虚拟化技术也能得到充分利用。以不同数据库格式存储的数据（例如Microsoft SQL与Oracle），通过虚拟化可以存储在同一台物理服务器上。因此各种客户的数据库可以存储在同一台服务器上，整合了用于存储和运行应用程序的服务器。
