Linux 在虚拟机和裸机上的优缺点

1. 概述

在本文中，我们将了解在虚拟机和裸机上运行 Linux 之间的区别。我们将讨论这两种方法的优缺点。

最后，我们将讨论容器化作为虚拟化替代方案的主题。

2. 虚拟机上的 Linux

虚拟机是模仿实际计算机系统的硬件和软件的系统软件，可以运行不想直接在我们系统上运行的特定软件。例如，虚拟机将允许我们使用 Linux 发行版而无需将其安装在本机硬件上。 当今使用的一些流行虚拟机是Oracle VM VirtualBox 、Dell VMware 、Qemu 、Parallels Desktop 和Microsoft Hyper-V 。

2.1. 优点

虚拟机具有弹性。它允许我们运行专为旧硬件设计的操作系统。不仅如此，我们还可以在较新的硬件上运行较旧的操作系统。它在我们无法访问所需硬件的软件测试中很有用。这大大减少了我们的开支和努力。

除此之外，虚拟机使我们能够同时运行多个 Linux 发行版，从而减少安装和维护开销。因此，如果我们重视效率和减少停机时间，虚拟环境可以证明是一个非常可靠的选择。

2.2. 缺点

一些虚拟机可能缺少一些功能。例如，VirtualBox 不支持开箱即用的 USB 3.0。因此，我们可能需要为某些功能安装额外的扩展。除此之外，我们还会遇到有关屏幕尺寸、颜色深度、不正确的日期/时间和硬件加速的问题。

对于较旧的 AMD 和 Intel CPU，运行虚拟机可能是个问题，因为虚拟机依赖于 称为硬件虚拟化的技术。当然，一些虚拟机仍然会运行软件虚拟化，但用户体验会受到影响。尽管如此，几乎所有现代 CPU 都支持硬件虚拟化，例如Intel-VT 和AMD-V 。

还需要注意的一件事是，由于大多数无线设备不支持桥接，因此可能无法在来宾操作系统上设置无线网络。但是，有一些扩展和解决方法可以使无线接口正常工作。

由于额外的间接层，在虚拟机中运行 Linux 操作系统可能会非常慢。虽然固态硬盘肯定有帮助，但它仍然不如在裸机上运行那么流畅。因此，虚拟机不是运行视频游戏和密集磁盘 I/O 操作的理想平台。

在虚拟机中运行的操作系统依赖于主机操作系统。因此，如果主机操作系统出现问题，那么它也会影响来宾操作系统。大多数情况下，影响客户操作系统的问题都与硬件有关。例如，机器可能会耗尽内存并导致未定义的行为。

3. 本地硬件上的 Linux

3.1. 硬件支持

裸机上的 Linux 具有支持更多硬件的优势。它支持开箱即用的大多数现代硬件，无需安装第三方驱动程序。不仅如此，我们还可以降级内核和固件以支持遗留系统。因此，我们可以很方便地使用某些虚拟机无法虚拟化的PCI设备。

此外，VMWare 和 Virtualbox 等虚拟机将虚拟卷的创建限制为最大 2 TB 的容量，而本机硬件则没有限制。

3.2. Linux 服务器

如果我们要创建一个 Linux 服务器，我们会将其安装在裸机上，因为它允许更多的自由、安全性和稳定性。Linux 作为虚拟机上的服务器是完全可行的，但是在处理 I/O 密集型请求时会有巨大的性能损失。

3.3. 软件开发

由于灵活的环境和数以千计的开源软件包的可用性，使用 Linux 作为我们的主要开发平台可能会非常有益。我们可以通过脚本和开源插件根据自己的喜好配置环境。

另一方面，如果我们要为基于 Linux 的系统开发系统软件，我们需要在运行于真实硬件上的 Linux 上对其进行测试。例如，开发视频游戏并在虚拟机中运行的 Linux 上对其进行测试与在裸机上本机运行的 Linux 上的表现不同。

4.容器化

有时，我们可能需要在一台机器上运行多个服务器，我们需要为每个服务器提供一个整洁的环境。环境包括基本实用程序、依赖项、库、可执行文件和环境变量。因此，运行多台服务器可能会在环境中产生冲突，例如一台服务器依赖于比已安装的库更新的库。因此，维护变得既昂贵又费时。

正如我们之前看到的，一个虚拟机中的一个 Linux 服务器并不是一个最优的解决方案，更不用说多个虚拟机中的多个 Linux 服务器了。为了克服这个问题，我们可以通过容器来进行操作系统级别的虚拟化。

容器是一个用户空间，其中服务器或应用程序及其环境与所需的依赖项一起驻留。打包应用程序的过程称为容器化。简而言之，容器提供了多个隔离的用户空间，而虚拟机则提供了完整的操作系统。一些提供容器化的流行平台包括Docker 、Azure Container Registry 和Podman 。

我们可以在一台 Linux 机器上运行多个容器，而无需在服务器上安装多个虚拟机。因此，对于面向服务的软件，比如微服务，使用容器是一种有效的解决方案。

5. 什么时候使用什么？

正如我们所见，每种方法都有不同的用例。让我们简要介绍一下最常见的用例，其中每种方法最有意义。

5.1. 本地硬件上的 Linux

• 主要桌面操作系统
• 服务器部署
• 软件开发与测试
• 游戏和媒体编码
• 嵌入式系统
• 关键任务系统

5.2. 虚拟机中的 Linux

• 用于测试 Linux 发行版
• 使用一些特定于基于 Linux 的发行版（例如 Android）的软件应用程序
• 使用较旧的操作系统

5.3. 容器

• 微服务
• DevOps 支持持续集成和部署