虛擬化（virtualization）

想像你有一台強大的實體電腦，卻希望它能表現得像好幾台獨立的電腦——一台跑 Windows、一台跑 Linux、一台保持乾淨拿來測試——而每一台都以為整台機器歸自己獨享。虛擬化（virtualization）就是讓這件事成真的把戲：一層薄薄的軟體在真實機器之上，畫出一整台電腦（或一個隔離環境）的逼真假象，讓多個客體（guest）能安全地共用同一台主機（host），又互不干擾。它是雲端運算的基礎——資料中心裡一台大伺服器被切成許多台出租的虛擬電腦。

核心概念是「呈現一個硬體（或作業系統環境）的軟體假象」，並讓每個假象彼此隔離。每個客體看到的彷彿是自己的 CPU、自己的記憶體、自己的磁碟與網卡；在底下，一個控制程式默默地把這些虛擬資源對應到真正共用的資源上，並攔截客體想做的任何危險動作。因為假象夠忠實，為真實機器寫的軟體通常不必修改就能在假象裡執行。它大致分兩種：完整的機器虛擬化，每個客體在虛擬硬體上跑一整套作業系統；以及較輕量的作業系統層級虛擬化，客體（稱為容器，container）共用一個核心，但各自取得隔離、互不相見的視角。

虛擬化之所以重要，是因為它把硬體變成有彈性、可替換的東西。你可以在一台機器上跑許多工作負載（提高使用率、降低成本）、在數秒內為整台機器拍快照或複製、把執行中的系統從一台伺服器搬到另一台，並把不可信的程式關進它自己的沙盒。誠實的取捨是額外負擔（overhead）：每一層假象都要付出一些效能與記憶體成本，而隔離的強度只取決於負責執行隔離的那一層——那一層若有瑕疵，就可能讓某個客體伸進另一個客體。