物理机和虚拟机的缺点

机硬件成本高、资源利用率低；

当今的计算环境中，物理机和虚拟机都有各自的特点，同时也存在着一些不可忽视的缺点,以下将对物理机和虚拟机的缺点进行详细阐述：

物理机的缺点

缺点	详细说明
硬件资源利用率低	购买物理机时，通常需要根据业务峰值来配置硬件资源，然而在实际运行中，很多时间段内这些资源可能并未得到充分利用，一台高性能的物理服务器，在非业务高峰期，其 CPU、内存等资源可能处于闲置状态，导致资源的浪费，一旦为特定应用购买了专用物理机，很难将这些资源灵活调配给其他应用使用，即使其他应用有临时的资源需求，也无法共享这台物理机的闲置资源。
成本高昂	采购物理机涉及到硬件设备的购置费用，包括服务器、存储设备、网络设备等，这是一笔不小的开支，硬件设备在使用过程中会面临损坏、老化等问题，需要定期进行维护和更换零部件，这也增加了维护成本，物理机的能耗较高，包括电力消耗、冷却系统能耗等，长期下来，能源成本也是相当可观的，对于企业来说，还需要配备专门的机房空间来放置物理机，机房的建设和维护同样需要投入大量资金，包括场地租赁、装修、消防设施、空调系统等。
可扩展性差	物理机的扩展受到硬件本身的限制，当业务增长需要更多资源时，可能需要购买新的物理机并重新进行配置和部署，这个过程不仅耗时费力，还可能导致业务中断，不同型号的物理机在硬件兼容性方面可能存在问题，新添加的物理机可能无法与现有设备完美协同工作，进一步增加了扩展的难度和复杂性，某企业的业务量突然增加，原有的物理服务器无法满足需求，若想通过添加新的物理机来扩展，就需要重新考虑网络架构、数据迁移等诸多问题，且新机器的性能和配置可能与旧机器不完全一致，容易出现兼容性故障。
管理复杂	对于大规模的物理机集群，管理起来较为复杂，需要对每台物理机进行单独的硬件维护、软件安装和更新、安全设置等操作，当需要对操作系统进行升级或者安装新的安全补丁时，需要逐台对物理机进行操作，这不仅效率低下，还容易因为人为操作失误而导致问题，物理机的位置相对固定，若出现硬件故障，需要现场维修人员及时到场处理，这对于分布式的物理机环境来说，故障响应时间可能会较长，影响业务的正常运行。
缺乏灵活性	物理机一旦安装好操作系统和应用软件，其运行环境相对固定，若要对系统进行重大调整，如更换操作系统、改变系统架构等，操作难度较大，可能需要重新安装系统、重新配置应用等，这会导致较长时间的业务停机，物理机难以实现快速迁移，当需要进行机房搬迁或者资源整合时，物理机的迁移过程繁琐，需要小心搬运硬件设备、重新连接网络和配置系统等，期间业务可能会受到严重影响。

虚拟机的缺点

缺点	详细说明
性能开销	虽然虚拟机技术已经取得了很大的进步，但与物理机相比，仍然存在一定程度的性能开销，虚拟机是在物理机之上通过软件模拟出来的虚拟环境，在运行过程中，需要通过虚拟机管理器（如 VMware ESXi、Hyper-V 等）来进行资源调度和管理，这会增加额外的处理开销，在 I/O 操作方面，虚拟机的网络 I/O 和磁盘 I/O 性能可能会受到虚拟化层的影响，导致数据传输速度相对物理机有所降低，对于一些对性能要求极高的应用，如实时交易系统、高性能计算任务等，这种性能开销可能会影响应用的响应时间和处理效率。
资源争用	在一台物理机上运行多个虚拟机时，各个虚拟机之间会共享物理机的硬件资源，如 CPU、内存、存储等，这就可能导致资源争用的问题，当多个虚拟机同时运行高负载的任务时，可能会出现某个虚拟机因无法获取足够的资源而性能下降的情况，在一个云计算环境中，多个用户的虚拟机共享同一台物理服务器的资源，如果某个用户的虚拟机运行了占用大量 CPU 资源的程序，可能会导致其他虚拟机的 CPU 使用率下降，从而影响这些虚拟机上应用的正常运行，资源争用还可能引发连锁反应，导致整个物理机系统的性能不稳定。
安全性风险	虚拟机虽然在一定程度上提供了隔离环境，但并非绝对安全，虚拟机管理器本身可能存在安全漏洞，黑客可能利用这些漏洞来攻击虚拟机或获取宿主机的控制权，曾经出现过一些针对 VMware 等虚拟机软件的漏洞攻击事件，攻击者可以通过这些漏洞在虚拟机之间进行非法访问或者对宿主机进行入侵，由于多个虚拟机共享同一物理资源，如果其中一个虚拟机被攻破，可能会影响同一物理机上的其他虚拟机，被攻击的虚拟机可能会尝试窃取其他虚拟机的敏感信息，或者利用共享资源进行恶意攻击，破坏整个虚拟化环境的安全。
依赖底层硬件和软件	虚拟机的运行依赖于物理机的硬件性能和稳定性，以及虚拟机管理器的软件功能，如果物理机的硬件出现故障，如硬盘损坏、内存故障等，那么运行在该物理机上的所有虚拟机都会受到影响，可能会导致虚拟机无法正常启动或运行异常，虚拟机管理器的软件更新也可能会对虚拟机的运行产生影响，当虚拟机管理器进行升级时，可能会出现与某些虚拟机操作系统或应用程序不兼容的情况，导致虚拟机出现故障或者性能下降，不同的硬件平台和虚拟机管理器之间的兼容性也存在问题，将虚拟机从一种环境迁移到另一种环境时，可能会遇到诸多困难和兼容性挑战。
许可和管理成本	虽然虚拟机在资源利用上具有一定优势，但在许可方面可能会产生额外成本，许多软件供应商根据物理处理器的数量或者核心数来发放许可证，而不是根据实际使用的虚拟机数量，这意味着在使用虚拟机时，即使多个虚拟机共享同一物理资源，也可能需要为每个虚拟机购买单独的软件许可证，增加了软件许可成本，在管理方面，虽然虚拟机的管理相对物理机来说有一定的便利性，但对于大规模的虚拟机环境，仍然需要专业的管理工具和技术人员来进行管理，需要对虚拟机的资源分配、网络配置、安全策略等进行统一管理和监控，这增加了管理复杂性和成本。

相关问答 FAQs：

问题 1：物理机和虚拟机在成本方面主要有哪些差异？

答：物理机的成本主要包括硬件购置成本，如服务器、存储设备、网络设备等的采购费用，这些硬件设备价格昂贵，尤其是高性能的服务器，还有机房建设成本，包括场地租赁、装修、电力供应、冷却系统等方面的投入，物理机的维护成本也较高，涉及硬件设备的维修、更换零部件、软件升级以及能源消耗等费用。

虚拟机的成本主要体现在软件许可方面，许多软件供应商根据物理资源而非虚拟机数量发放许可证，可能导致需要为每个虚拟机购买单独的许可证，增加软件成本，虽然虚拟机减少了硬件购置和机房建设成本，但在大规模环境下，需要专业的管理工具和技术人员进行管理，这也会带来一定的管理成本，虚拟机运行时依赖的虚拟机管理器等软件也需要购买和维护,进一步增加了成本。

问题 2：如何应对虚拟机可能出现的资源争用问题？

答：可以通过合理规划虚拟机的资源分配来尽量减少资源争用，在创建虚拟机时，根据应用的需求和预期负载，为其分配适当的 CPU、内存和存储资源，避免过度分配或分配不足，利用虚拟机管理器提供的资源监控和调度功能，实时监测各个虚拟机的资源使用情况，当发现资源争用时，能够及时进行调整，可以设置资源使用的优先级，确保关键应用的虚拟机在资源竞争中获得优先权，还可以采用资源隔离技术，将不同业务或不同用户的虚拟机划分到不同的资源池中，限制每个资源池的最大资源使用量,从而避免不同虚拟机之间的资源干扰。