虚拟机与物理机性能对比，物理机和虚拟机各自的优缺点

***：虚拟机和物理机在性能方面存在差异，各自有着独特的优缺点。物理机直接运行于硬件之上，性能强劲且稳定，硬件资源完全私有，但硬件成本高、资源利用不够灵活。虚拟机通过软件模拟硬件环境，可在单台物理机上运行多个操作系统，资源分配灵活、便于迁移与备份，成本较低，但性能会因共享物理资源而受一定限制，并且可能存在兼容性问题。

本文目录导读：

1. 物理机的优缺点
2. 虚拟机的优缺点

性能对比下的优缺点剖析

物理机的优缺点

（一）物理机的优点

1、性能卓越

- 物理机直接使用硬件资源，没有中间层的虚拟层干扰，在处理高负载的计算任务时，如大型科学计算（模拟天体运动、基因序列分析等），物理机可以充分发挥其硬件的全部性能潜力，它能够直接访问CPU、内存和磁盘等硬件设备，数据传输和指令执行的速度更快。

- 对于需要大量I/O操作的数据库服务器来说，物理机可以提供更稳定和高效的磁盘I/O性能，因为它可以直接连接高速的存储设备，减少了虚拟层可能带来的I/O延迟。

2、安全性高

- 在物理机环境中，由于只有一个操作系统直接运行在硬件上，安全漏洞相对较少，与虚拟机相比，不存在虚拟机逃逸等特殊的安全风险，在企业的核心财务系统或军事保密系统中，物理机可以提供更高层次的安全保障。

- 企业可以根据自身需求定制硬件级别的安全措施，如安装硬件防火墙、加密硬盘等，这些安全措施可以更紧密地与物理硬件结合，提高系统的整体安全性。

3、硬件兼容性好

- 物理机可以直接安装各种类型的硬件设备，无需考虑虚拟层的兼容性问题，对于一些特殊的硬件，如高端图形处理卡（用于专业图形设计、影视制作等）、专业音频处理设备等，物理机能够更好地发挥其功能。

- 企业在升级硬件时，物理机的硬件兼容性优势更加明显，企业可以直接将新的CPU、内存或磁盘设备安装到物理机上，只要满足主板的兼容性要求，就可以正常工作，而不需要担心虚拟机管理程序与新硬件的兼容性。

（二）物理机的缺点

1、资源利用率低

- 物理机的资源分配相对固定，一台配备了16GB内存和8核CPU的物理机，如果只运行一个小型的办公应用程序（如仅用于文字处理的办公软件），大部分的硬件资源将处于闲置状态，无法被其他任务共享利用。

- 对于企业来说，如果需要运行多个不同类型的应用程序，可能需要购买多台物理机，这将增加硬件成本和机房空间的占用。

2、部署和管理复杂

- 部署物理机需要进行硬件安装、操作系统安装和配置等一系列繁琐的过程，在一个大型数据中心中，安装和配置100台物理机可能需要耗费大量的人力和时间。

- 物理机的管理也比较复杂，需要对每台物理机进行单独的维护，如硬件故障排查、操作系统更新等，如果企业有大量的物理机，管理成本将非常高。

3、缺乏灵活性

- 物理机的硬件配置一旦确定，很难快速进行调整，如果企业需要临时增加一台物理机的内存容量，需要购买新的内存模块并进行安装，这个过程可能需要停机操作，影响业务的正常运行。

- 在应对业务需求的快速变化时，物理机的灵活性不足，企业想要快速部署一个新的测试环境，如果使用物理机，可能需要花费较长的时间来准备硬件和安装操作系统等。

虚拟机的优缺点

（一）虚拟机的优点

1、资源利用率高

- 虚拟机可以在一台物理机上创建多个虚拟的操作系统环境，在一台配备了64GB内存和16核CPU的物理机上，可以创建多个虚拟机，每个虚拟机根据自身需求分配不同的内存和CPU资源，这样可以充分利用物理机的硬件资源，提高资源的整体利用率。

- 对于企业来说，可以在一台物理机上运行多个不同的应用程序，减少了硬件设备的购买数量，降低了硬件成本和能源消耗。

2、部署和管理便捷

- 虚拟机的部署非常快速，通过虚拟机管理软件（如VMware、VirtualBox等），可以在短时间内创建一个新的虚拟机，创建一个新的用于测试的虚拟机可能只需要几分钟的时间，而不需要像物理机那样进行硬件安装和操作系统安装等繁琐的过程。

- 虚拟机的管理也很方便，可以通过虚拟机管理软件对多个虚拟机进行集中管理，如统一进行操作系统更新、资源调整等，如果一个虚拟机出现故障，可以很容易地从备份中恢复，不会影响其他虚拟机的正常运行。

3、灵活性强

- 虚拟机的资源可以根据需求动态调整，如果一个虚拟机运行的应用程序突然需要更多的内存，可以在不关机的情况下，通过虚拟机管理软件增加其内存分配。

- 在企业进行业务扩展或调整时，虚拟机可以快速适应变化，企业想要增加一个新的业务应用，可以很容易地在现有的物理机上创建一个新的虚拟机来运行该应用，而不需要购买新的物理机。

（二）虚拟机的缺点

1、性能损耗

- 虚拟机由于存在虚拟层，会对性能产生一定的损耗，在虚拟机中运行的操作系统需要通过虚拟层来访问物理硬件，这会增加一定的指令执行时间和数据传输延迟。

- 对于对性能要求极高的应用，如大型实时游戏服务器或高频交易系统，虚拟机可能无法提供与物理机相同的性能水平，在虚拟机中运行这些应用时，可能会出现卡顿或延迟等问题。

2、安全性风险

- 虚拟机存在一些特殊的安全风险，如虚拟机逃逸，黑客可能通过虚拟机中的漏洞突破虚拟机的限制，访问到物理机或者其他虚拟机的资源。

- 在多租户的虚拟机环境中，如果一个租户的虚拟机被攻击，可能会影响到其他租户的虚拟机安全，在云计算环境中，多个用户共享虚拟机资源，如果其中一个用户的虚拟机被恶意软件感染，可能会传播到其他用户的虚拟机中。

3、依赖物理机资源和软件

- 虚拟机的运行依赖于物理机的硬件资源，如果物理机的硬件出现故障，所有运行在该物理机上的虚拟机都将受到影响，如果物理机的硬盘出现故障，虚拟机中的数据可能会丢失。

- 虚拟机还依赖于虚拟机管理软件，如果虚拟机管理软件存在漏洞或者出现故障，也会影响虚拟机的正常运行，VMware软件的漏洞可能会导致虚拟机的稳定性下降或者安全性受到威胁。