虚拟机做服务器的弊端分析，虚拟机做服务器的弊端

***：虚拟机做服务器存在诸多弊端。在性能方面，虚拟机共享物理资源，可能导致资源竞争，影响运行速度和效率。稳定性上，若宿主机出现故障，虚拟机中的服务器也会受牵连。安全方面，虚拟机之间可能存在安全隔离不彻底的情况，易遭受攻击。在网络配置上相对复杂，可能出现网络延迟或带宽分配不合理等问题，这些弊端在将虚拟机用作服务器时都需要谨慎考量。

本文目录导读：

1. 性能方面的弊端
2. 可靠性方面的弊端
3. 可扩展性方面的弊端
4. 成本方面的弊端

《虚拟机做服务器的弊端：深度剖析与全面考量》

性能方面的弊端

（一）资源共享带来的性能瓶颈

1、CPU资源竞争

- 在虚拟机环境下，多个虚拟机可能共享宿主机的CPU资源，当多个虚拟机中的应用程序同时对CPU有高需求时，就会出现CPU资源竞争的情况，在一个宿主机上运行着多个虚拟机，其中一个虚拟机运行着一个CPU密集型的数据分析任务，另一个虚拟机运行着一个需要实时响应的Web服务器，当数据分析任务占用大量CPU时间片时，Web服务器的响应速度就会受到影响，可能导致网页加载缓慢，用户体验下降。

- 与物理服务器相比，物理服务器可以专门为特定的服务分配固定的CPU核心，确保该服务在需要时能够获得足够的计算资源，而虚拟机的CPU资源分配是通过虚拟机管理程序（Hypervisor）进行的，虽然可以设置CPU资源的限制和分配策略，但在高负载情况下，这些策略可能无法完全避免资源竞争。

2、内存资源限制

- 虚拟机共享宿主机的内存资源，如果虚拟机的内存分配不合理或者宿主机内存容量不足，就会导致内存资源紧张的问题，一个虚拟机初始分配了2GB内存，随着应用程序在虚拟机内的运行，内存需求不断增加，当接近或超过分配的2GB内存时，虚拟机可能会开始使用虚拟内存（将部分数据交换到磁盘上的交换空间），这会导致性能急剧下降，因为磁盘I/O速度远远低于内存访问速度。

- 对于物理服务器，如果在服务器硬件配置阶段根据应用需求合理配置了足够的内存，那么在运行过程中内存不足的情况相对较少发生，并且物理内存的访问效率更高，而虚拟机在内存管理方面，由于需要通过Hypervisor来协调多个虚拟机之间的内存使用，存在一定的开销，这也会影响内存的使用效率。

3、I/O性能损耗

- 虚拟机的I/O操作需要经过Hypervisor层的转换和调度，虚拟机中的磁盘I/O请求首先要被Hypervisor截获，然后再转发到宿主机的物理磁盘，这个过程中会增加额外的处理开销，导致I/O性能下降，与物理服务器直接对本地磁盘进行I/O操作相比，虚拟机的磁盘I/O延迟更高。

- 在网络I/O方面，虚拟机的网络流量需要通过虚拟网络设备进行转发，虚拟网络设备在处理网络数据包时，可能会受到宿主机网络带宽和Hypervisor网络处理能力的限制，如果宿主机上多个虚拟机同时进行大量的网络数据传输，就可能出现网络拥塞，影响虚拟机服务器对外提供服务的网络性能。

（二）性能隔离的不完全性

1、噪声邻居问题

- 在虚拟机环境中，“噪声邻居”现象较为常见，所谓“噪声邻居”，是指一个虚拟机的高负载运行会对其他虚拟机的性能产生负面影响，一个虚拟机在进行大规模的数据备份操作，会占用大量的磁盘I/O和网络I/O资源，同一宿主机上的其他虚拟机如果是提供对I/O敏感的服务，如数据库查询服务，就会受到干扰，查询响应时间可能会变长。

- 虽然虚拟机管理程序可以设置资源限制来减轻这种影响，但在实际操作中，很难完全避免“噪声邻居”问题，而在物理服务器中，不同的服务器之间相对独立，一个服务器的高负载操作不会直接影响到其他服务器的性能。

2、性能波动难以预测

- 由于虚拟机的性能受到宿主机上其他虚拟机负载情况的影响，其性能波动相对难以预测，在一个企业的数据中心中，宿主机上的虚拟机运行着不同部门的应用，当某个部门在特定时间段内进行大规模的业务处理，如月末财务结算时，相关虚拟机的负载会突然增加，这可能会导致同一宿主机上其他虚拟机的性能出现波动，而对于物理服务器，只要其硬件资源配置稳定，并且没有外部网络攻击等异常情况，其性能相对稳定，波动较小。

可靠性方面的弊端

（一）单点故障风险

1、宿主机故障影响所有虚拟机

- 虚拟机依赖于宿主机运行，如果宿主机发生硬件故障，如主板损坏、电源故障等，那么宿主机上的所有虚拟机都会受到影响，一个企业将多个重要的业务系统，如电子邮件服务器、客户关系管理（CRM）系统等分别部署在同一个宿主机的不同虚拟机中，一旦宿主机出现故障，这些业务系统将同时无法正常运行，这可能会给企业带来巨大的损失。

- 相比之下，物理服务器如果发生故障，只会影响该服务器上运行的业务，而其他物理服务器上的业务可以继续正常运行，虽然可以通过一些高可用性技术，如虚拟机的实时迁移来降低宿主机故障的影响，但实时迁移也存在一定的风险，如迁移过程中的数据丢失或服务中断等问题。

2、Hypervisor故障影响虚拟机运行

- 虚拟机管理程序（Hypervisor）是虚拟机运行的核心软件，如果Hypervisor出现故障，例如软件漏洞被利用导致崩溃，那么所有运行在该Hypervisor之上的虚拟机都将停止运行，这种故障的影响范围广泛，而且由于Hypervisor在虚拟机架构中的关键地位，其故障的排查和修复相对复杂，而物理服务器不存在Hypervisor这一层次的故障风险。

（二）数据安全与完整性的潜在风险

1、数据存储共享带来的风险

- 虚拟机在宿主机上共享存储资源，如果存储设备的安全措施不到位，一个虚拟机的数据可能会受到其他虚拟机的威胁，在共享存储环境中，如果一个虚拟机被恶意入侵，攻击者可能会通过存储系统的漏洞访问到其他虚拟机的数据，存储资源的共享也可能导致数据泄露的风险，如在虚拟机进行数据删除操作时，如果存储回收机制不完善，可能会导致其他虚拟机能够恢复已删除的数据。

- 在物理服务器中，每个服务器可以独立配置存储安全策略，并且数据存储相对独立，降低了数据被其他服务器非法访问的风险。

2、备份与恢复的复杂性

- 虚拟机的备份和恢复相对复杂，由于虚拟机的文件系统和数据存储结构与物理服务器不同，在进行备份时，不仅要备份虚拟机的操作系统和应用程序数据，还要考虑虚拟机的配置文件、虚拟磁盘等相关文件，在恢复虚拟机时，需要确保虚拟机的硬件配置、网络设置等与备份时一致，否则可能会出现兼容性问题。

- 在将一个备份的虚拟机恢复到不同的宿主机环境时，如果新宿主机的硬件配置与原宿主机不同，可能会导致虚拟机无法正常启动或者应用程序运行出错，而物理服务器的备份和恢复相对简单，主要是对服务器上的操作系统、应用程序和数据进行备份和恢复，硬件兼容性问题相对较少。

可扩展性方面的弊端

（一）硬件资源扩展的限制

1、受宿主机硬件资源约束

- 虚拟机的资源扩展受到宿主机硬件资源的限制，当一个虚拟机需要更多的CPU核心、内存或者磁盘空间时，如果宿主机已经没有足够的资源可供分配，就无法满足虚拟机的扩展需求，假设一个企业的业务发展迅速，虚拟机服务器上运行的数据库服务需要更多的内存来提高性能，但宿主机的内存已经被其他虚拟机大量占用，此时就无法为数据库虚拟机提供足够的内存扩展。

- 而物理服务器在硬件资源扩展方面相对灵活，如果需要更多的资源，可以直接在服务器上添加更多的CPU、内存模块或者磁盘阵列等硬件设备，只要服务器主板和机箱有足够的扩展插槽和空间即可。

2、升级硬件时的兼容性问题

- 在虚拟机环境中，当宿主机进行硬件升级时，可能会出现与虚拟机的兼容性问题，当宿主机升级CPU时，新的CPU可能不被虚拟机管理程序完全支持，导致虚拟机无法正常运行或者性能下降，升级宿主机的网络接口卡（NIC）或存储控制器时，也可能需要重新配置虚拟机的网络和存储设置，这增加了硬件升级的复杂性。

- 对于物理服务器，虽然在硬件升级时也需要考虑兼容性问题，但由于不存在虚拟机管理程序这一中间层，其兼容性问题相对较少，主要集中在新硬件与操作系统和应用程序的兼容性上。

（二）软件配置与管理的复杂性在扩展时凸显

1、多虚拟机软件配置一致性挑战

- 随着虚拟机数量的增加，保持多虚拟机之间软件配置的一致性变得更加困难，在一个大型企业的数据中心中，有数百个虚拟机运行着相同的应用程序，当需要对应用程序进行软件升级或者安全补丁更新时，确保每个虚拟机都能正确更新且配置一致是一个巨大的挑战，如果某个虚拟机的软件配置出现错误，可能会导致该虚拟机上的应用程序无法正常运行，进而影响整个业务系统。

- 在物理服务器环境中，虽然也需要进行软件配置管理，但由于服务器数量相对较少，且每个服务器相对独立，管理起来相对容易一些。

2、虚拟机管理开销随规模增加而增大

- 虚拟机的管理需要专门的管理工具和人员技能，当虚拟机的规模不断扩大时，虚拟机的创建、删除、资源分配、监控等管理工作的开销会显著增加，在一个云服务提供商的数据中心中，随着用户数量的增加，需要创建和管理的虚拟机数量也会增加，管理这些虚拟机需要更多的人力和物力资源，包括购买和维护虚拟机管理软件、培训管理人员等。

- 而对于物理服务器，虽然也需要管理，但管理的重点主要集中在服务器硬件的维护、操作系统和应用程序的安装与配置等方面，管理复杂度相对较低，并且管理开销不会随着服务器数量的增加而呈指数级增长。

成本方面的弊端

（一）软件许可成本

1、按物理核心或主机收费的软件

- 对于一些软件，特别是商业软件，其许可费用可能是按照物理核心或者物理主机来计算的，在虚拟机环境下，虽然可以在虚拟机中运行这些软件，但仍然需要按照宿主机的物理核心数量或者宿主机数量来购买软件许可证，一款数据库管理软件，其许可证是按照物理核心数量收费的，如果在一个具有多个物理核心的宿主机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都需要使用该数据库软件，企业仍然需要为宿主机的所有物理核心购买许可证，这增加了软件使用成本。

- 而在物理服务器中，如果只在部分物理服务器上使用该软件，就只需要为这些物理服务器的核心数量购买许可证，相对成本较低。

2、虚拟机管理软件成本

- 运行虚拟机需要使用虚拟机管理软件（Hypervisor），如VMware vSphere、Microsoft Hyper - V等，这些管理软件通常需要购买许可证，并且随着宿主机数量的增加，许可证成本也会增加，一些高级功能，如虚拟机的实时迁移、高可用性集群等功能可能需要额外购买许可证，对于一些小型企业或者创业公司来说，这些软件许可成本可能是一笔不小的开支。

- 在物理服务器环境中，不需要购买虚拟机管理软件，从而节省了这部分成本。

（二）硬件资源浪费与低效利用成本

1、过度分配资源导致的浪费

- 在虚拟机环境中，为了确保虚拟机有足够的资源应对突发情况，管理员可能会过度分配资源，为一个虚拟机分配了比实际需求更多的CPU核心和内存，在实际运行中，这些过度分配的资源大部分时间处于闲置状态，这导致了硬件资源的浪费，这种资源浪费不仅增加了硬件采购成本，还增加了能源消耗成本，因为闲置的资源仍然需要电力供应。

- 在物理服务器中，可以根据实际应用需求精确配置硬件资源，减少资源浪费的可能性。

2、资源利用效率低导致的成本增加

- 由于虚拟机存在性能损耗，如I/O性能损耗等，为了达到与物理服务器相同的服务性能，可能需要配置更高性能的宿主机硬件，为了使虚拟机中的数据库服务达到与物理服务器相同的查询响应速度，可能需要为宿主机配置更快的CPU、更多的内存和更高性能的磁盘，这导致了硬件采购成本的增加，同时由于高性能硬件的能源消耗通常也较高，也增加了能源成本。

虚拟机做服务器虽然有其灵活性等优点，但在性能、可靠性、可扩展性和成本等方面存在诸多弊端，在选择服务器部署方案时，需要综合考虑业务需求、预算、技术能力等多方面因素。