什么是服务器虚拟化?,第1张

服务器虚拟化是指将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器,或者让几台服务器变成一台服务器来用,我们不再受限于物理上的界限,而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现服务器整合,让IT对业务的变化更具适应力。

常见的服务器虚拟化平台:

Citrix XenServer 50

微软 Windows Server 2008 Hyper-V

Virtual Iron Extended Enterprise Edition 44

VMware Infrastructure 3Virtual Iron的虚拟化支持功能多,且售价并不高,适合有意导入但预算限制较多的企业。

虚拟服务器是是把一台服务器变成很多个独立的虚拟服务器,在一台服务器运行不同的操作系统和应用程序;另一种则是把若干个分散的服务器整合为一个大的虚拟服务器,同时支配多台服务器的资源。 虚拟化也因此更多地被用来实现让一台计算机做多台计算机的工作,这相当于让一台计算机长出“三头六臂”。虚拟的服务器和虚拟的桌面可以让你在本地和远程拥有多个操作系统和应用程序,从而打破物理和地理的限制,因为有效提升了硬件的利用率和灵活性。

参考资料:

江苏海国节能审计事务有限公司

服务器虚拟化主要分为三种:“一虚多”、“多虚一”和“多虚多”。

“一虚多”是一台服务器虚拟成多台服务器,即将一台物理服务器分割成多个相互独立、互不干扰

的虚拟环境。

“多虚一”就是多个独立的物理服务器虚拟为一个逻辑服务器,使多台服务器相互协作,处理同一

个业务。

“多虚多”的概念,就是将多台物理服务器虚拟成一台逻辑服务器,然后再将其划分为多个虚拟环

境,即多个业务在多台虚拟服务器上运行。

主机级别的方案中通常只是虚拟化直连主机的存储,当然也有一些可以部署在一个SAN环境中的多台存储子系统上。

  早先的存储虚拟化产品常用于简化内部磁盘驱动器和服务器外部直连存储的空间分配,以及支持应用集群。Veritas Volume Manager和Foundation Suite就是首批这类解决方案,这类方案使得存储扩展,以及为应用程序和文件服务器提供空间更为简单快速。

  随着存储需求的增长远远超过直连存储所能提供的范围,存储虚拟化逐渐成为存储阵列中的一种容量提供方式。而容量持续增长以及诸如iSCSI等小型IT组织负担得起的共享存储技术的出现又使得存储虚拟化技术也融合进基于网络的设备和运行在通用硬件的软件里。

  不过现今的服务器和桌面虚拟化技术兴起给存储虚拟化技术带来了新的生机,而基于主机的存储虚拟化技术正在逐渐回归。服务器虚拟化平台必需要基于共享存储体系架构来实现一些关键特性,比如VMware的vMotion和Distributed Resource Schedule (DRS)。通过传统的SAN架构自然可以实现这种共享存储体系架构,不过越来越多的IT组织开始寻求更简单的方式来实现共享存储。基于主机的虚拟化技术就是方式之一。

  诸如VMware之类的服务器虚拟化供应商认为存储是妨碍虚拟化技术大规模普及的瓶颈之一。这些Hypervisor供应商已经实现了处理器和内存资源的抽象,实现更好的控制并提高资源利用率,他们自然而然也会希望这样控制存储。不过将存储控制功能整合到主机服务器端,称之为“存储Hypervisor”时会带来一些潜在的问题。处理一些在虚拟服务器和虚拟桌面环境中至关重要的存储服务,诸如快照、克隆和自动精简配置时,会严重影响主机服务器的性能。

  Virsto的解决方案

  Virsto开发出了一款软件解决方案,安装在每台主机服务器上(无论是一台虚拟机或Hypervisor上的过滤驱动器)并在主存储上创建一个虚拟化层,称为Virsto存储池。其同时创建一个高性能磁盘或者固态存储区域,成为“vLog”。读操作会直接指向主存储,不过写操作会通过vLog进行,这会给请求的虚拟机或应用程序发回一个确认。然后vLog将这些写操作异步地分布写入主存储,从而减少对写性能的影响。该存储池可以容纳多至4层的存储方式,包括固态存储和各类型的磁盘驱动器。

  和缓存的工作方式类似,vLog通过在存储前端降低耦合度改善了存储性能,降低了后端存储的延迟。其同时将前端主机的随机写操作变为顺序方式,实现后端存储的最佳性能。基于Virsto主机的存储虚拟化软件实现了以上这些功能。

  虚拟存储设备

  基于主机的存储虚拟化的另一项应用实例是虚拟存储设备(VSA)

  VSA是运行在虚拟机上的存储控制器,其虚拟化统一集群中的主机所直接连接的存储。VSA提供一个主机使用的简易的存储共享体系架构,并支持高可用性、虚拟机迁移,并改善存储提供方式。对于很多企业,这种方式可以替代原本需要建立并管理传统SAN或NAS来支持虚拟服务器和桌面的体系架构。

  vSphere Storage Appliance。VMware的vSphere Storage Appliance以一个虚拟机的方式运行,从在2个或3个节点集群中,每个ESX/ESXi主机所直连的DAS存储中,创建一个共享存储池。VMware VSA提供每个节点的RAID保护,并在同一集群的各个节点之间提供镜像保护。虽然从技术角度上看,VMware VSA是一个基于文件的体系架构,不过其亦为集群中每台主机提供数据块级别的存储虚拟化,并用户可以从这种部署方式中获取和基于数据块的共享存储一样的收益。

  HP的LeftHand Virtual SAN Appliance。虽然和VMware VSA的功能类似,P4000 VSA软件可以支持每台主机直连DAS以外的方式。其还允许使用iSCSI或FC SAN等外部存储来创建共享存储池。这就意味着可以将如何可用的存储,本地存储或用于容灾的异地存储,转变为LeftHand存储节点。P4000t提供快照和自动精简配置,并且支持Hyper-V和VMware。

  DataCore的SANsymphony-V。DataCore的解决方案是通过在一个虚拟机中部署其SANsymphony软件来整合其它各个VMware,Hyper-V或XEN主机的直连存储,形成共享存储池。SANsymphony-V可以和HP的解决方案那样虚拟化外部的网络存储,并且该软件可以在迁移到传统的共享存储体系架构时部署在外部服务器上。SANsymphony-V同时提供各类存储服务,譬如快照、自动精简配置、自动化分层和远程复制。

  FalconStor的NSS Virtual Appliance。FalconStor的Network Storage Server Virtual Appliance(NSSVA)是该公司NASS硬件产品中唯一支持的VMware版本,用网络上其它主机的直连存储创建一个虚拟存储池。和DataCore和LeftHand的解决方案类似,该存储池可以扩展到网络上任何可用的iSCSI存储上。该NSS Virtual Appliance包括快照、自动精简配置、读/写缓存、远程复制和卷分层等存储功能。

  基于主机的存储虚拟化解决方案是目前大多使用在虚拟化服务器和虚拟化桌面环境中,用以实现环境的高可用性特性,以及改善存储性能、利用率和管理效率。

很早之前企业可能通过购买服务器实现横向扩展,来满足业务流量不断增长的需求。

这种方式虽然在一定程度上解决了一部分问题,当时成本及其昂贵。

1节约成本

阿里很早之前随着业务爆发式增长,购买了很多高性能设备仍无法解决问题,最终决定去IOE,通过自研+云计算的方式,最终解决问题,这其中少不了虚拟化的整体解决方案。随着当前公有云、私有云的解决方案的火爆,各种虚拟化技术也层出不穷,如vmwar、docker、openstack都在底层扮演者重要角色。

2快速交付

当前软件开发讲求高效的交付,通过频繁的版本迭代来满足用户需求。如果通过传统的交付流程:采购、上架、部署、交付,中间环节耗费太多精力,最终导致产品无法及时性交付。在此虚拟化技术给快速交付带来了希望,通过可靠的技术手段,可以在秒级或分钟级实现产品的快速交付,让用户能够优先体验到产品,从而带来用户增长。

3效率提升

其实虚拟机带来的远不止这些,还有开发、运维、测试各部门之间的催化作用,带来生生效率的提升。例如通过虚拟化,运维可以给开发、测试快速部署隔离的测试环境,在上线前通过充分的测试,来避免产品bug。注意这是在不增加成本的前提下就可以做到的,这在没有虚拟化前无法想象。

以上是虚拟化给企业带来的最明显的变化,当然还远不止这些,希望我的回答对你有帮助。

虚拟化可以减少企业成本,提高资源利用率。话是这样说,但具体是如何表现,下面给你三个图,你就看得出来了:

物理机、虚拟机、容器的区别:

一、物理机

二、虚拟机

三、容器

简单说来,物理机:资源可用性比较低,当然你可以放多个应用在上面,但如果是多个人管,那管理不方便。如果不同应用要用不同操作系统,要求同一个对外端口,那就无法共同一台物理机虚拟机:可以在一台物理机上建多个虚拟机,这样就比物理机方便多,当然 在虚拟机上性能稍微差一点,但目前的技术,已经做得非常好了。

容器:大家会发现,采用虚拟机技术,每个虚拟机还要跑自己的操作系统,而且分配硬盘空间可能用不完,那就造成浪费,所以采用容器技术,只需要跑一个操作比较重的操作操作系统,各个容器跑在一个很轻量的操作系统上,这个可以省好多CPU、内存等资源,共享硬盘空间、网络可以充分利用。

从上面三图可以看出,要实现容器技术,可以在物理机上先建虚拟机,再建容器,虽然这多一个中间环节,性能损失一点,但比较符合大家逐步采用容器化策略。当然更好的,是在物理机上直接建容器技术

虚拟化不是IT趋势。它也不是新事物,但在许多组织中却是新事物,因为各种规模的公司都投资于虚拟化技术以获取其许多好处:节能,服务器和桌面配置,减少物理服务器,增加正常运行时间和可用性,更好的灾难恢复…而这样的例子不胜枚举。

切换到虚拟化意味着服务器上发生的工作负载没有绑定到特定的物理硬件,并且多个虚拟工作负载可以在同一台机器上同时发生。虚拟化的直接好处包括更高的数据中心服务器利用率和更低的成本,但也有更先进的优势。

服务器虚拟化已被证明是IT管理的革命性技术解决方案,它提供了物理基础架构无法实现的功能。从经济角度来看,服务器虚拟化的好处集中在节省成本上,因为它允许在单个物理服务器上安装多个应用程序。

那么,您的公司如何从虚拟基础架构中受益呢?让我们看一下前五种方式:

1降低硬件成本

据说,理论上人类仅使用其大脑命令的10%;在严格的物理环境中,大多数服务器未充分利用,估计使用了5-15%的容量。当您实施虚拟化服务器/云计算方法时,由于一台物理服务器现在可以容纳多个虚拟机,因此可以提高硬件利用率。应用程序不再需要它们自己的服务器,因为物理服务器上的每个虚拟机现在都在运行它们。2011年,IDC报告称,采用服务器虚拟化策略的IT部门的硬件和软件成本降低了40%。

2更快的服务器配置和部署

服务器虚拟化可在几分钟之内完成系统的配置和部署,使您可以克隆现有虚拟机,而无需花费通常的时间和成本来安装新的物理服务器。拥有虚拟环境的公司已经回过头来,不厌其烦地填写采购订单,等待服务器到达,然后等待数小时以等待操作系统和应用程序完成安装。

时间和成本的实质累加,更不用说您要购买的机架和电缆的数量要增加,以适应数量不断增加的物理服务器。对于大多数企业而言,数据中心虚拟化绝对必不可少,以跟上与竞争对手保持同步所需的数据资源的爆炸式增长。

3大大提高了灾难恢复

能力服务器虚拟化的最大好处也许就是能够将虚拟机快速安全地从一台服务器移到另一台服务器。由于您的公司可以轻松地创建复制站点,因此可以快速有效地备份关键数据。大多数企业虚拟化平台都包含有助于在灾难期间自动进行故障转移的软件。该软件还允许您测试灾难恢复故障转移-将其视为数据中心自己的防火计划。如果发生数据中心灾难,则您的基础架构已设置为采取适当措施快速而安全地进行恢复。尝试通过物理服务器阵列实现这一目标-现在这是一场真正的灾难。

4节省大量能源成本

除了将服务器虚拟化的其他好处外,将物理服务器迁移到虚拟机还可以将它们整合到更少的物理服务器上。结果?冷却和电力成本大大降低,这意味着您不仅将“走向绿色”,而且还将有更多的绿色可用于其他地方。据VMware称,服务器整合可将能源成本降低多达80%。另一个主要优点是能够关闭服务器电源,而不会影响应用程序或用户。

5提高生产力

物理服务器越少,意味着要维护和管理的物理服务器就越少。如收益2所述,过去需要花费数天或数周的时间才能完成的应用现在只需数分钟即可完成。这使您的IT员工有更多时间花在更有生产力的任务上,例如推动新的业务计划,削减开支和增加收入。

服务器虚拟化带来了积极的转变,例如降低了硬件成本,改进了服务器配置和部署,更好的灾难恢复解决方案,能源的有效和经济利用以及员工生产率的提高。尽管如此,迁移到虚拟基础架构似乎是一项艰巨的任务,而且如果没有适当的专业知识,这可能是艰巨的任务!

企业是否用服务器虚拟化,考虑企业规模,如果客户端达到500台,必然用到虚拟化。使用到虚拟化有一下几个好处:

1以VMware虚拟化为例,使用虚拟化后,对服务器的管理将更加方便。

2使用虚拟化后,可减少后期增加服务器成本,如果没有使用虚拟化,每年需新增物理服务器,考虑到每年物理服务器的增加,中心机房又要增加机柜,还要考虑未来几年企业业务增量,增加的服务器目前中心机房是否有位置放置。使用了虚拟化后,只要规划好企业每年业务需求量和增加,随时可以分配一台服务器使用,既方便也快捷,同时也不占用数据中心位置。

3后期运维。使用虚拟化后,后期运维在一个界面可以同时管理所有虚拟的服务器,同时哪台服务器出现问题,都会在界面显示。减少了运维难度。

4使用虚拟化后,如果目前服务器已经不能满足当前业务需求,需要新增,实施起来也方便点。

以上就是个人对应企业服务器虚拟化的一点点意见。

服务器虚拟化技术的优点:1、提升资源利用率:通过服务器虚拟化的整合,提高了CPU、内存、存储、网络等设备的利用率,同时保证原有服务的可用性,使其安全性及性能不受影响。2、提高服务可用性:用户可以方便地备份虚拟机,在进行虚拟机动态迁移后,可以方便的恢复备份,或者在其他物理机上运行备份,大大提高了服务的可用性。3、加速应用部署:采用服务器虚拟化技术只需输入激活配置参数、拷贝虚拟机、启动虚拟机、激活虚拟机即可完成部署,大大缩短了部署时间,免除人工干预,降低了部署成本。4、降低运营成本:服务器虚拟化降低了IT基础设施的运营成本,令系统管理员摆脱了繁重的物理服务器、OS、中间件及兼容性的管理工作,减少人工干预频率,使管理更加强大、便捷。5、降低能源消耗:通过减少运行的物理服务器数量,减少CPU以外各单元的耗电量,达到节能减排的目的。6、提高应用兼容性:服务器虚拟化提供的封装性和隔离性使大量应用独立运行于各种环境中,管理人员不需频繁根据底层环境调整应用,只需构建一个应用版本并将其发布到虚拟化后的不同类型平台上即可。7、 动态调度资源:在服务器虚拟化技术中,数据中心从传统的单一服务器变成了统一的资源池,用户可以即时地调整虚拟机资源,同时数据中心管理程序和数据中心管理员可以灵活根据虚拟机内部资源使用情况灵活分配调整给虚拟机的资源。

虚拟化的初衷,通俗一点儿,就是:成本,money~

很好理解~

1、硬件成本

很好理解,例如:买一个服务,64G + 1T,上面部署一个项目的所有的服务,资源占用率50%,剩下的50%浪费

如果我还需要部署一个项目,那么我还需要一个服务器,也许还会出现以上的资源浪费情况~

通过虚拟化技术,可以很好的提高服务器的资源利用率,可以在一个服务器上装多个项目的虚拟机,然后在虚拟机上面运行相应服务。

2、运维成本

原来是维护多个物理机,现在维护是一个物理机上面的虚拟机,虚拟机的所有操作,通过虚拟化的客户端都能很好实现,例如:虚拟机的安装操作系统,部署服务等,如果是原来的物理机,你需要用U盘,甚至光驱才能安装操作系统,那个操作,简直不能同日而语~

在虚拟化技术的加持下,运维成本大大降低~

3、折旧成本

字面理解,不多赘述~

如果控制好以上三点,基本就把服务器的成本控制的差不多了,所以企业都在用虚拟化,其实现在的容器(docker)也是基于以上三点,再加上技术的实现,一切的初衷,都是成本~

最大化的提高硬件利用率,节约成本,做到数据可管可控。

让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现服务器整合,让IT对业务的变化更具适应力,这就是服务器的虚拟化

好处如下:

降低能耗

整合服务器通过将物理服务器变成虚拟服务器减少物理服务器的数量,可以在电力和冷却成本上获得巨大节省。数据中心里服务器和相关硬件的数量,企业可以从减少能耗与制冷需求中获益,从而降低IT成本。

节省空间

使用虚拟化技术大大节省了所占用的空间,减少了数据中心里服务器和相关硬件的数量。避免过多部署在实施服务器虚拟化之前,管理员通常需要额外部署一下服务器来满足不时之需。利用服务器虚拟化,可以避免这种额外部署工作。

节约成本

使用虚拟化技术大大削减了采购服务器的数量,同时相对应的占用空间和能耗都变小。

提高基础架构的利用率

通过将基础架构资源池化并打破一个应用一台物理机的藩篱,虚拟化大幅提升了资源利用率。通过减少额外硬件的采购,企业可以获得大幅成本节约。

提高稳定性

提高可用性,带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。通过将操作系统和应用从服务器硬件设备隔离开,病毒与其他安全威胁无法感染其他应用。

减少宕机事件

迁移虚拟机服务器虚拟化的一大功能是支持将运行中的虚拟机从一个主机迁移到另一个主机上,而且这个过程中不会出现宕机事件。有助于虚拟化服务器实现比物理服务器更长的运行时间。

提高灵活性

通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力,支持异构操作系统的整合,支持老应用的持续运行,减少迁移成本。支持异构操作系统的整合,支持旧应用的持续运行,支持快速转移和复制虚拟服务器,提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。

中小企业为了降低成本,实现服务器虚拟化,可以使用云服务器,即方便,费用低,还有专人进行维护和管理。安全等级也比较高。简单来说,就是让一台服务器变成几百甚至上万台虚拟服务器,让我们不再受限于物理资源,那么 服务器虚拟化 究竟都有什么好处呢 买服务器多少钱,租云主机和服务器价格的区别。

1、数据中心降低能耗

随着数据中心走向绿色环保,公司通过整合服务器通过将物理服务器变成虚拟服务器减少物理服务器的数量,可以在电力和冷却成本上获得巨大节省。据中心里服务器和相关硬件的数量,企业可以从减少能耗与制冷需求中获益,从而降低IT成本,数据中心也达成减排目标。

2、节省数据中心空间

比起一个机柜只放几台服务器相比,使用虚拟化技术将节省海量空间,为数据中心减负。避免过多部署在实施服务器虚拟化之前,管理员通常需要额外部署一下服务器来满足不时之需。利用服务器虚拟化,可以避免这种额外部署工作。

3、节约用户成本

使用虚拟化技术大大削减了采购服务器的数量,同时相对应的占用空间和能耗都变小了,这样用户租用的费用也降低了不少。

4、提高基础架构的利用率

服务器虚拟化将基础架构集中化不仅有利于管理,还大幅提升了资源利用率。通过减少额外硬件的采购,企业可以获得大幅成本节约,供应商管理成本降低,事故率也降低了不少。

5提高数据中心稳定性

服务器虚拟化具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。通过将操作系统和应用从服务器硬件设备隔离开,病毒与其他安全威胁无法感染其他应用。减少宕机事件、提高灵活性

通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力,支持异构操作系统的整合,支持老应用的持续运行,减少迁移成本。支持异构操作系统的整合,支持老应用的持续运行,支持快速转移和复制虚拟服务器,提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。

服务器虚拟化又分为软件虚拟化和硬件虚拟化

IBM/HP小型机上的硬件分区就是所谓的硬件虚拟化。此处对x86架构下的虚拟化技术进行说明。从技术实现上来讲,在OS之上的虚拟化有Virtual PC、Vmware Workstation;裸金属架构的半虚拟化技术xen;裸金属架构的全虚拟化有VMware ESX、KVM等。楼主问的amazon EC2使用的是开源的Xen,Xen也是公有云中唯一被广泛使用并得到成功验证的平台。heroKu是个PaaS平台,PaaS不关心底层IaaS使用哪种虚拟化软件,故heroKu没有虚拟化软件一说。

服务器虚拟化即将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器或者多台服务器虚拟成一台服务器,不再受限于物理上的界限,让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现服务器整合,让IT对业务的变化更具适应力,这就是服务器虚拟化的意义。

理解:

服务器虚拟化:又称网络虚拟架构,是指将一台物理的计算机软件环境分割为多个独立分区,每个分区均可以按照需求模拟出一台完整计算机的技术。

服务器虚拟化是使用虚拟化软件在一个硬件服务器上虚拟化多个虚拟服务器。每个虚拟机服务器都有自己的操作系统,提供自己的服务,这些服务彼此直接相关,互不影响。它就像一个单独的服务器在使用。

扩展资料:

服务器虚拟化的特点:

1、分区:

将物理服务器进行虚拟化后。使得在一个物理服务器上同时运行多操作系统,每个操作系统单独运行在一台虚拟机,通过在多个虚机之间划分系统资源以满足使用需求,显然,这将提高服务器的利用效率。

2、隔离:

由于在硬件层实现了虚拟机之间的故障和安全隔离,因而因操作系统或应用软件带来的安全问题能够更好地进行隔离,更好地保证安全性。而且通过高级资源调控还能动态地保证不同虚机的性能。

3、封装:

运行的每个虚机都被封装为文件,这样在移动和复制虚机时就如同移动和复制文件一样简单,提高管理和部署的便利。

4、硬件独立性:

虚拟机可以在异构硬件安装和移动,基于虚拟化技术,可以在AMD或Intel架构的服务器上进行不同操作系统的安装和移动,可以更好地整合现有的异构硬件资源来提高使用效率和节约投资。

-服务器虚拟化

  摘 要:随着计算机技术的发展,服务器虚拟化技术已经被越来越多的企业所采用,使用这种技术可以大大提高服务器的使用效率。文章中主要介绍了两种虚拟化软件Vmware和Xen的结构特点,并分析了它们之间的区别。

关键词:服务器虚拟化 Vmware Xen

虚拟化将主宰未来的企业,在现在的国内,企业数据中心都是根据需求随时添加服务器设备,这些设备基本上都是分散的,不同品牌、不同配置甚至不同架构,最致命的是,在其上运行的应用并不能够充分利用服务器所有的资源,占用到15%―20%的服务器资源是一个普遍现象,而使用虚拟化技术可以减少服务器数量的增加,简化服务器管理,同时明显提高服务器利用率、网络灵活性和可靠性。将多种应用整合到少量企业级服务器上即可实现这一目标。通过整合及虚拟化,数百台服务器可以减少至数十台。10%甚至更低的服务器利用率将提高到60%或更高,IT基础设施的灵活性、可靠性和效率也将得到改进。由此可见虚拟化技术成为各个企业和研究机构的重要课题。下面简单介绍一下两种虚拟化软件及其区别。

一、VMware

VMware是业界著名的虚拟机产品,它有VMware Workstation、VMware GSX Server、VMware ESX Server等系列产品。VMware的VMM可以有两种结构形式,即Standalone和Hosted。Standalone的结构形式是指,VMM作为一层直接运行在硬件平台上的软件层,在它上面可以创建和管理多个客户虚拟系统。这种结构的VMM有点像一个操作系统,它包含硬件平台的驱动,受到硬件平台种类的限制。它适合于服务器的应用环境,其典型的产品是VMware ESX Server。

Hosted结构的VMM作为操作系统的一个应用程序运行,它可以利用操作系统自身的内存管理、CPU调动、硬件驱动和资源管理。VMware Workstation使用的是Hosted的结构,是设计来让一些应用程序,比方软件的研发或测试程序来执行,同时Server版本的目标则针对数据库以测试软件更新、简化应用程序的提供,或使用虚拟的设备等功能。ESX Server可以藉由不使用操作系统来大量增加效能。相反的,ESX使用自己设计的操作系统核心,可以直接在计算机上执行。这个方法可以同时支持更多的虚拟服务器,但ESX核心支持的硬件并不多。

由于VMware的目标平台是x86平台,因此,它也同样面临着x86平台不完全支持虚拟化的问题。VMware的解决方法是其专利技术,在需要VMM参与的地方,动态重写部分虚拟系统的指令,使其可以trap到VMM。

此外,VMware还有Virtual Center。VMotion应用在IBM Blade Center刀片服务器上,使之具备更好的弹性和可用性,结合刀片服务器的模块化和可扩展性,可以增加内存和I/O能力的扩展比例,混合刀片间的工作负载均衡。Virtual Center采用集中式管理,可以监控系统的可用性及性能,并可以自动告警,SDK与现有管理工具整合,通过稳定的访问控制保证系统安全。VMotion技术使用户在保持连续的服务可用性的同时,还可以将实时运行企业用户关键业务的虚拟机,从一台物理主机转移到另一台物理主机,并动态获得每台物理服务器资源的极佳利用率、零宕机维护、快速重新配置,以及持续的工作负载整合能力。

二、Xen

Xen VMM(Virtual Machine Monitor)是由剑桥大学计算机实验室开发的一个开源项目,它能够让我们创建更多的虚拟机,每一个虚拟机都是运行在同一个操作系统上的实例。

这些客户OS可以是修补过的Linux内核24或26,也可以是修补过的NetBSD/FreeBSD内核。用户应用程序就运行在这些客户OS上,并不需要修改任何代码。但是,随着将来的处理器能支持虚拟化,内核也就不需要打补丁了。比如说,Intel的VT和AMD的Pacifica处理器都将包括这种支持。

在Xen中,一个“系统管理程序”运行在0环,客户OS运行在1环,应用程序运行在3环。这种关系对于x64/64有一点不同,就是客户内核和应用程序都运行在3环上。

Xen自身被称为“系统管理程序”,是因为它比客户OS的系统管理代码运行所需的特权级还高。

当系统引导的时候,Xen被装载到0环的内存中。它在1环上启动修补过的内核,这被称作是domain 0(注:domain是指一个运行中的虚拟机,在其上有一个guest OS在执行)。从这个domain开始,你可以创建更多的domain,也可以销毁它们,还可以进行domain的迁移、设置参数等等。你创建的那些domain也运行在1环它们的内核中。用户应用程序运行在3环。

目前,修补过的Linux内核24和26可以作为domain 0。据Xen开发者所说,将来domain 0仅支持26的内核补丁。构造domain 0的大部分工作是在xen/arch/x86/domain_buildc中的construct_dom0()方法中实现的。

物理设备驱动程序只能运行在特权级,也就是domain 0上。Xen依靠Linux或其它修补过的OS内核对它所有的设备提供虚拟化支持。这样的好处就是Xen的开发者不必再去开发设备驱动程序。

在一个有标签TLB的处理器上使用Xen能够大大提高性能。标签TLB能够把ASID(Address Space Identifier)放在TLB入口处。有了这个特性,当处理器在系统管理程序和客户OS之间切换时就不需要刷新TLB了,这大大减少了系统开销。

三、两者主要区别

目前Xen和VMware是市场上主流的两大虚拟化产品。现在我就来谈谈这两大产品背后的架构有什么区别,以及这一技术在未来会如何发展。VMware ESX服务器的架构是建立在直接执行(直接在硬件上上运行用户级的虚拟机编码)和二进制译码(对特权级别编码进行动态编译)的基础上的。从根本上说,它把一个完整的X86平台导出到虚拟机上,ESX服务器可以使大多数能在X86上执行的操作系统都能在虚拟机上运行,而不需要进行任何修改。Xen的架构中使用了一种叫Para虚拟化技术(Para Virtualization),对虚拟出来的客户操作系统(Guest OS)进行修改,使它知道它是在虚拟环境下运行。

那么这两种方式有什么不同呢?最大的不同就是对输入/输出(I/O)设备的处理。虚拟机I/O端口和每个物理I/O端口设备之间如何路由在很大程度上影响虚拟平台架构的性能、便携性、可持续性和稳定性。Xen采用的是分离驱动模式,真实驱动存在于一个中间层,这个中间层叫服务虚拟机,其他虚拟机上的特殊驱动通过这个服务虚拟机进行通讯。这种方法能提供很好的性能,但是对于闭源和传统操作系统支持有限。在ESX中,虚拟机的虚拟设备驱动与ESX内核里的物理设备驱动直接相互连接。ESX虚拟机可以为其虚拟设备使用现成的(off-the-shelf)驱动。这不仅能提供高性能,还能提供更广泛的操作系统支持。然而在这个模型里,新的设备驱动必须要导入到ESX内核中。为了解决I/O虚拟化的平衡问题和复杂化问题,戴尔与英特尔、AMD这样的合作伙伴以及外设硬件供应商们一起,在芯片组和I/O设备中引入了虚拟化支持。企业级虚拟化解决方案的另外一个重要部分就是其管理。戴尔OpenManage这样的产品附送VMware Virtual Center、P2V 和VM Importer,提供了整套工具,能有效进行部署、监控、操作自动化,以及对虚拟IT数据中心进行管理。Novell和Red Hat都在它们的操作系统中整合了对Xen平台的管理,方法是运用像YaST和Anaconda这样的安装和配置工具以及Virtual Machine Manager这样的管理工具。

四、虚拟化技术的未来

资讯科技及通讯业研究权威Gartner估计,由现在至2010年间,虚拟化将会是资讯基建及营运领域中最重要的技术,并会彻底改变资讯科技部门管理、采购、部署、规划,以及其所提供服务的收费模式。虚拟化目前不再只着重技术,而是更加着重企业内的流程改变及文化变迁。虚拟化可让服务以另一种模式提供。每个经虚拟化的层面都可作独立的管理,或甚至由他人所掌管,例子包括串流式应用或员工所拥有的个人计算机一样。这一切均要求企业文化作出重大改变。

参考文献:

[1]郭庭廷,吴玮揭开虚拟化神秘面纱[J]机械工业信息与网络,2007,(03)

[2]成凯透视虚拟化技术[J]软件世界,2007,(11)

[3]伍班权虚拟化技术及其发展[J]办公自动化,2007,(12)

[4]杨晓伟基于Xen的X86虚拟机性能调优[J]计算机工程,2006,(24)

[5]刘志平基于VMware虚拟网络的构建[J]内蒙古大学学报(自然科学版),2007,(01)

[6]赵祖荫基于VMware软件的虚拟计算机的构建方法[J]微型电脑应用,2004,(06)

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