1.概念

虛擬化(virtualzation)--虛擬化是一種資源管理技術(shù),將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源，如服務(wù) 器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲，予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，打破實(shí)體結(jié)構(gòu)件不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應(yīng)用這些資源。

2.分類

在服務(wù)器虛擬化技術(shù)中，被虛擬的實(shí)體是各種各樣的IT資源。我們可以按照這些資源的進(jìn)行類型分類。

1)基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化

a.網(wǎng)絡(luò)虛擬化：

--在局域網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，多個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)被組合成為一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，或者一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)被分 割為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，并用這樣的方法來提高大型企業(yè)自用網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的使用效 率。該技術(shù)的典型代表是虛擬局域網(wǎng)(Virtual LAN, VLAN)。

——對于廣域網(wǎng)絡(luò)虛擬化，目前最普遍的應(yīng)用是虛擬專用網(wǎng)(Virtual Private Network, VPN)。虛擬專用網(wǎng)抽象化了網(wǎng)絡(luò)連接，使得遠(yuǎn)程用戶可以隨時(shí)隨地訪問公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，并 且感覺不到物理連接和虛擬連接的差異性。同時(shí)，VPN保證這種外部網(wǎng)絡(luò)連接的安全性與私密 性。

b.存儲虛擬化是指為物理的存儲設(shè)備提供一個(gè)抽象的邏輯視圖，用戶可以通過這個(gè)視圖中的統(tǒng)一邏輯 接口來訪問被整合的存儲資源。

——存儲虛擬化主要有基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化和基于網(wǎng)絡(luò)的存儲虛擬化兩種 主要形式。磁盤陣列技術(shù)(Redundant Array of Inexpensive Disks, RAID)是基于存 儲設(shè)備的存儲虛擬化的典型代表，該技術(shù)通過將多塊物理磁盤組合成為磁盤陣列，用 廉價(jià)的磁盤設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一個(gè)統(tǒng)一的、高性能的容錯(cuò)存儲空間。網(wǎng)絡(luò)附加存儲 (Network Attached Storage, NAS)和存儲區(qū)域網(wǎng)(StorageArea Network, SAN)則 是基于網(wǎng)絡(luò)的存儲虛擬化技術(shù)的典型代表。

1)系統(tǒng)虛擬化

系統(tǒng)虛擬化的核心思想是使用虛擬化軟件在一臺物理機(jī)上虛擬出一臺或多臺虛 擬機(jī)(Virtual Machine, VM)。虛擬機(jī)是指使用系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，運(yùn)行在一個(gè)隔離環(huán) 境中、具有完整硬件功能的邏輯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括客戶操作系統(tǒng)和其中的應(yīng)用程序。

虛擬運(yùn)行環(huán)境也為這些操作系統(tǒng)提供了諸多特性，如硬件共享、統(tǒng)一管理、系統(tǒng)隔離 等。

系統(tǒng)虛擬化

系統(tǒng)虛擬化更大的價(jià)值在于服務(wù)器虛擬化。目前，數(shù)據(jù)中心大量使用x86服務(wù)器，一個(gè)大型的 數(shù)據(jù)中心中往往托管了數(shù)以萬計(jì)的x86服務(wù)器。出于安全、可靠和性能的考慮，這些服務(wù)器基本只 運(yùn)行著一個(gè)應(yīng)用服務(wù)，導(dǎo)致了服務(wù)器利用率低下。由于服務(wù)器通常具有很強(qiáng)的硬件能力，如果在同 一臺物理服務(wù)器上虛擬出多個(gè)虛擬服務(wù)器，每個(gè)虛擬服務(wù)器運(yùn)行不同的服務(wù)，這樣便可提高服務(wù)器 的利用率，減少機(jī)器數(shù)量，降低運(yùn)營成本，節(jié)省物理存儲空間及電能，從而達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的目 的。

除了在個(gè)人電腦和服務(wù)器上采用虛擬機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)虛擬化以外，桌面虛擬化同樣可以達(dá)到在同一 個(gè)終端環(huán)境運(yùn)行多個(gè)不同系統(tǒng)的目的。桌面虛擬化解除了個(gè)人電腦的桌面環(huán)境(包括應(yīng)用程序和文 件等)與物理機(jī)之間的耦合關(guān)系。經(jīng)過虛擬化后的桌面環(huán)境被保存在遠(yuǎn)程的服務(wù)器上，而不是在個(gè) 人電腦的本地硬盤上。這意味著當(dāng)用戶在其桌面環(huán)境上工作時(shí)，所有的程序與數(shù)據(jù)都運(yùn)行和最終被 保存在這個(gè)遠(yuǎn)程的服務(wù)器上，用戶可以使用任何具有足夠顯示能力的兼容設(shè)備來訪問和使用自己 的桌面環(huán)境，如個(gè)人電腦、智能手機(jī)等。

3)軟件虛擬化

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3.虛擬化的優(yōu)勢

1)降低運(yùn)營成本。信息化服務(wù)商的經(jīng)營轉(zhuǎn)型，集約化的管理要求成本必需嚴(yán)格控制，投資趨于精細(xì)化。企業(yè)IT化運(yùn)營成本，主要集中于數(shù)據(jù)中心的投資，其中涉及兩部分：一是硬件和許可服務(wù)支持的投入成本;二是運(yùn)行維護(hù)成本。服務(wù)器虛擬化不僅能充分發(fā)揮服務(wù)器性能，并且依靠強(qiáng)大的虛擬化服務(wù)環(huán)境管理工具使得管理自動(dòng)化，減少了人工干預(yù)。數(shù)據(jù)中心的總體投資呈大幅下降趨勢，在成本管控上體現(xiàn)出巨大的成本節(jié)約空間。

2)應(yīng)用平坦化，平臺得以透明化?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)中心存在多平臺。這意味著應(yīng)用的復(fù)雜度大幅增加，不同的平臺，要考慮操作系統(tǒng)和中間件等各層面問題，應(yīng)用在各平臺的發(fā)布、整合和管理上存在巨大的調(diào)試難度，應(yīng)用投放市場的周期相應(yīng)過長。服務(wù)器虛擬化技術(shù)能很好地解決這個(gè)難題，應(yīng)用與硬件平臺隔離，底層的環(huán)境變化調(diào)整次數(shù)大幅降低，將應(yīng)用創(chuàng)建發(fā)布至虛擬平臺上即可，相當(dāng)于為平臺進(jìn)行封裝，跨越了平臺的限制。

3)提升產(chǎn)品投放效率，加快應(yīng)用對市場需要的響應(yīng)速度。現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心部署應(yīng)用大致會經(jīng)歷以下步驟：挑選物理機(jī)，安裝中間件，安裝應(yīng)用，配置，測試和運(yùn)行。應(yīng)用發(fā)布周期為數(shù)天。應(yīng)用部署需要人員全程跟蹤，不同領(lǐng)域不同模塊的人員在交流時(shí)存在理解問題，容易導(dǎo)致環(huán)節(jié)交接處出錯(cuò)。虛擬化的服務(wù)器技術(shù)，使得應(yīng)用部署周期大幅縮短，只需以下幾個(gè)簡單步驟：輸入激活配置參數(shù)，拷貝虛擬機(jī)，啟動(dòng)虛擬機(jī)和激活虛擬機(jī)，周期一般為十幾分鐘。顯然，虛擬化服務(wù)器技術(shù)對于應(yīng)用部署和對市場需求的快速響應(yīng)存在天然優(yōu)勢。

4)創(chuàng)新型備份和恢復(fù)技術(shù)，實(shí)時(shí)遷移提高服務(wù)可用性。服務(wù)的穩(wěn)定不間斷提供，是云計(jì)算服務(wù)提供商首要考慮的。舊型數(shù)據(jù)中心采用多物理機(jī)、多人工備份和可用性管理工具來保障故障時(shí)服務(wù)的恢復(fù)。服務(wù)器虛擬化后的數(shù)據(jù)中心、虛擬化的資源對應(yīng)每個(gè)虛擬機(jī)，被虛擬機(jī)管理程序封裝和隔離，針對每個(gè)虛擬機(jī)進(jìn)行備份操作，操作后的鏡像可以根據(jù)要求動(dòng)態(tài)遷移至新的虛擬機(jī)或新的物理機(jī)上。動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)基于虛擬池，不局限于某一臺物理機(jī)，這使得服務(wù)可用性在多物理機(jī)動(dòng)態(tài)遷移中得到自動(dòng)提升。

5)整合資源，提升資源利用率。云計(jì)算的普及是伴隨著資源的低效應(yīng)用而生的，集中化資源管理被賦予新的生命，這是云計(jì)算推廣的重要時(shí)機(jī)。據(jù)Coogle報(bào)告，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的硬件資源利用率在5%一20%之間。采用服務(wù)器虛擬技術(shù)，在原應(yīng)用不變的基礎(chǔ)上，集中在某一臺物理機(jī)上，使得物理資源的利用率大幅提高，相應(yīng)減少了硬件的投入，節(jié)約即是財(cái)富。

6)綠色。全球發(fā)展的今天，政府要求通過技術(shù)革新，降低資源的損耗。這也是個(gè)重要的時(shí)機(jī)，導(dǎo)致云計(jì)算備受推廣，IT界幾乎是達(dá)成共識，強(qiáng)力推進(jìn)。服務(wù)器虛擬化計(jì)算在提高資源利用率的同時(shí)，能對能耗進(jìn)行有效管理，關(guān)閉限制X86(微軟計(jì)算機(jī)體系架構(gòu))服務(wù)器和應(yīng)用程序。除此之外，對運(yùn)行環(huán)境的溫度進(jìn)行控制，降低配套設(shè)備如空調(diào)的大量耗電，整體性達(dá)到綠色低碳的目的。

4.虛擬化軟件

Xen穩(wěn)定但并不成熟?

對大多數(shù)VMware的用戶，產(chǎn)品是否成熟是最主要的考量指標(biāo)。VMware虛擬化產(chǎn)品提供集中管理功能，通過圖形用戶界面能夠很好的執(zhí)行任何管理操作，并有效的進(jìn)行虛擬機(jī)集群管理。而對于開放源碼軟件來說，這種情況很少在應(yīng)用中體現(xiàn)。

在談到VMware和Xen的功能比較時(shí)，在很大程度上他們功能是相同的。實(shí)時(shí)遷移(Live migration)，這個(gè)在VMware企業(yè)級虛擬化技術(shù)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，Xen上也有著很強(qiáng)的實(shí)施，并且提供了多年的遷移支持。不同的是，VMware提供存儲池技術(shù)或存儲虛擬化，這些是Xen所不能提供的，因?yàn)檫@不是Xen的工作。因此，可以客觀的說，VMware在產(chǎn)品成熟度上處于領(lǐng)先的位置。

假設(shè)IT用戶需要集中使用Linux的各種特性的功能，那么問題就出現(xiàn)了。在四年前，我們可能會說VMware許可證的高成本是值得的，畢竟它為用戶節(jié)省了這么多時(shí)間。而如今的經(jīng)濟(jì)形勢下，削減成本變得更加普遍，恐怕Xen的開源代碼的特點(diǎn)可能更有意義。

對于Xen應(yīng)用來說，必須確定IT員工中有Linux專家。如果缺乏Linux的系統(tǒng)管理員，你可以“使用”在Xen虛擬化上的一個(gè)基本功能，但集成其他開源工具和自動(dòng)化整合將是不可能的。

開源KVM的理想狀態(tài)

開源組件正在一步步完善并建立應(yīng)用。就如同Red Hat將虛擬化技術(shù)由原先的XenSource改至KVM。KVM最大的好處就在于它是與Linux內(nèi)核集成的。未來幾年人們的關(guān)注焦點(diǎn)仍然集中在hypervisor上。hypervisor是操作系統(tǒng)的一項(xiàng)功能，自然能夠被用戶所接受。

另外，因?yàn)镵VM是與Linux內(nèi)核集成的，所以可以說與ESX擁有相同的架構(gòu)。但是KMV能夠利用Linux驅(qū)動(dòng)程序這一點(diǎn)與ESX有很大不同。能夠利用龐大的Linux社區(qū)所提供的程序也是它的一大優(yōu)勢。而對KVM來說，另一個(gè)優(yōu)勢就是可靠性和多樣化的工具。自從2006年KVM被集成到Linux內(nèi)核之后，KVM的可靠性和性能有了很大提高，但是用戶的信任和可靠性是不同的。

但是針對Xen，真正采用KVM的Linux比較少。很多Linux虛擬化的用戶群都使用的是Xen，很多企業(yè)也不會馬上遷移到這個(gè)平臺上來。而且，KVM的普及還是要取決于用戶是否了解KVM的優(yōu)點(diǎn)和用戶的信賴程度。

由此可見，盡管開源虛擬化技術(shù)可能有更好的前途，但卻不得不承認(rèn)在未來一段時(shí)間內(nèi)依舊無法和VMware相提并論，畢竟VMware豐富的虛擬化產(chǎn)品線是不可比擬的，相對完整地產(chǎn)品和解決方案也是其另一大特色，與之相比開源虛擬化大都還只是基于Xen的虛擬化管理軟件而已。

可見，雖然虛擬化市場的競爭竟愈演愈烈，但是VMware的霸主地位依舊穩(wěn)固，不論是微軟的Hyper-V還是思杰的Xenserver，未來誰能取而代之?還是讓我們拭目以待吧