提到數(shù)據(jù)中心里的虛擬化技術(shù)，當(dāng)屬服務(wù)器的虛擬化最為久遠(yuǎn)。服務(wù)器虛擬化技術(shù)是將傳統(tǒng)的物理主機(jī)通過虛擬化軟件，將物理主機(jī)的CPU、內(nèi)存和硬盤存儲(chǔ)空間 整合成統(tǒng)一的邏輯資源池，再?gòu)倪壿嬞Y源池中創(chuàng)建幾個(gè)幾十甚至幾百個(gè)虛擬服務(wù)器為應(yīng)用提供服務(wù)，從而提高資源利用率，簡(jiǎn)化服務(wù)器管理。隨著云計(jì)算技術(shù)的應(yīng) 用，服務(wù)器虛擬化得到了極大普及，虛擬化已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心必備技術(shù)之一。實(shí)際上，虛擬化技術(shù)包含廣泛，僅是服務(wù)器的虛擬化就已經(jīng)發(fā)展出了很多分支。當(dāng)然， 不管這些技術(shù)如何發(fā)展，目的都是一樣，就是盡可能地提升數(shù)據(jù)中心應(yīng)用部署、運(yùn)維、故障恢復(fù)的效率。本文就來詳細(xì)說一說服務(wù)器的虛擬化技術(shù)，以便使大家從整 體上對(duì)服務(wù)器虛擬化技術(shù)有個(gè)了解。服務(wù)器虛擬化可以分為三大類：非硬件輔助虛擬化、硬件輔助虛擬化、硬件分區(qū)虛擬化。
非硬件輔助虛擬化
這種虛擬化技術(shù)將虛擬機(jī)系統(tǒng)和底下的物理硬件徹底解耦，虛擬機(jī)系統(tǒng)沒有意識(shí)到它是被虛擬化的。這種虛擬化技術(shù)不需要硬件輔助或操作系統(tǒng)來輔助， 為虛擬機(jī)提供最佳的隔離和安全性，使移植變得簡(jiǎn)單。這類虛擬化主要有基于容器的虛擬化，這種虛擬機(jī)無操作系統(tǒng)，共享操作系統(tǒng)，例如OPEN VZ，OPEN VZ是基于Linux平臺(tái)的操作系統(tǒng)級(jí)服務(wù)器虛擬化解決方案，允許物理服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng);基于主機(jī)的虛擬化，這種虛擬機(jī)有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，也叫虛擬 主機(jī)。典型代表是VMware 服務(wù)器和VMware工作站，虛擬主機(jī)的一個(gè)實(shí)例支持多個(gè)虛擬操作系統(tǒng)實(shí)例，同一個(gè)主機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)核在進(jìn)程級(jí)別處理虛擬服務(wù)器的I/O和調(diào)度需求;準(zhǔn)虛 擬化技術(shù)，這類虛擬化技術(shù)有獨(dú)立操作系統(tǒng)，以完全仿真的方式進(jìn)行，CPU必須要特別將虛擬化技術(shù)加入到CPU核心中，對(duì)CPU有特殊需求，需要修改內(nèi)核的 代碼。典型代表是XEN、KVM技術(shù)，XEN既可以是非硬件輔助虛擬化，也可以實(shí)現(xiàn)硬件輔助虛擬化。XEN少于15萬(wàn)行的代碼量，不包含任何物理設(shè)備驅(qū) 動(dòng)，可以重用現(xiàn)有的Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，XEN對(duì)硬件兼容性非常廣泛，只要是Linux支持的，XEN都可以支持;完全虛擬化技術(shù)。這種技術(shù)有獨(dú)立的 操作系統(tǒng)，不做任何修改，虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)代碼仿真執(zhí)行。典型代表是VMware ESX。VMware ESX是VMware的企業(yè)級(jí)虛擬化產(chǎn)品，2001年就發(fā)布了ESX 1.0。ESX服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，首先移動(dòng)Linux Kernel，通過這個(gè)操作系統(tǒng)加載虛擬化組件VMkernel，VMkernel會(huì)完全接管對(duì)硬件的控制權(quán)，實(shí)現(xiàn)本地的一些管理功能。
硬件輔助虛擬化
硬件廠商面對(duì)虛擬化都相當(dāng)熱情，他們都投入了大量的精力來開發(fā)新的特性來簡(jiǎn)化虛擬化技術(shù)的應(yīng)用。硬件輔助虛擬化技術(shù)囊括了計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)中 CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和I/O的虛擬化，并且還在一直發(fā)展當(dāng)中，內(nèi)存和I/O虛擬化都有了成熟的規(guī)范。硬件輔助虛擬化直接在硬件上提供虛擬化能力，簡(jiǎn)化軟件 的實(shí)現(xiàn)。典型代表是Intel的VT-x/VT-I，AMD的AMD-V/AMD-Vc，這兩種都是CPU虛擬化技術(shù)，還有I/O虛擬化的VT- d，AMD-VI，網(wǎng)絡(luò)虛擬化的VT-c，所有這些都屬于半虛擬化技術(shù)。半虛擬化技術(shù)虛擬化了物理硬件，為虛擬機(jī)呈現(xiàn)一系列標(biāo)準(zhǔn)的虛擬設(shè)備，這些虛擬設(shè)備 有效地模擬了所熟知的CPU、內(nèi)存等部件，并將虛擬機(jī)的請(qǐng)求翻譯成對(duì)系統(tǒng)物理硬件的請(qǐng)求。設(shè)備驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化也幫助了虛擬機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化并增加在不同平臺(tái)間的可 移植性，因?yàn)樗刑摂M機(jī)都配置運(yùn)行在虛擬硬件上，跟底下真實(shí)的系統(tǒng)物理硬件無關(guān)。
硬件分區(qū)虛擬化
硬件分區(qū)虛擬化分為物理分區(qū)和邏輯分區(qū)兩部分。物理分區(qū)是LVM最小的磁盤空間分配單元，物理分區(qū)是物理卷上的大小相同的磁盤空間。物理分區(qū)構(gòu) 成邏輯分區(qū)，邏輯卷是一個(gè)卷組內(nèi)多個(gè)邏輯分區(qū)的集合。硬件分區(qū)虛擬化主要用于大型機(jī)，硬件資源直接做物理或邏輯分區(qū)，每個(gè)分區(qū)運(yùn)行各自的操作系統(tǒng)。典型代 表是IBM system z LPar和HP nPartitions。IBM的system z在1964年誕生距今已經(jīng)超過50年，經(jīng)過這些年system z也在不斷進(jìn)步和發(fā)展，到了2014年，已經(jīng)發(fā)展成為System z云。HP的nPartitions也是硬件分區(qū)主流技術(shù)，npartitions可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬分區(qū)(每個(gè)節(jié)點(diǎn)可配置不同的操作系統(tǒng))，一個(gè)節(jié)點(diǎn) 的硬分區(qū)(可配置多個(gè)操作系統(tǒng))，一個(gè)硬分區(qū)內(nèi)的虛擬分區(qū)。硬件分區(qū)可支持更為細(xì)化的工作負(fù)載合并和軟件隔離，支持系統(tǒng)管理員對(duì)分區(qū)資源進(jìn)行智能化調(diào)配， 目的在于保證關(guān)鍵任務(wù)運(yùn)行。
經(jīng)過以上的介紹，可以看到虛擬化的技術(shù)種類比較多，但基本都是從與硬件的關(guān)聯(lián)程度來區(qū)分的。其中非硬件輔助虛擬化是軟件廠商提出來的，希望虛擬 化能盡量脫離硬件，與硬件松耦合，而硬件分區(qū)虛擬化完全是硬件廠商基于硬件特點(diǎn)提出來的，結(jié)合硬件處理效率高的優(yōu)勢(shì)，也占據(jù)重要地位，硬件輔助虛擬化則介 于兩者之間，既與硬件有一定關(guān)聯(lián)，但又不是全部。造成這樣的結(jié)果主要是來自軟件和硬件兩大陣營(yíng)的競(jìng)爭(zhēng)，硬件廠商統(tǒng)治了數(shù)據(jù)中心數(shù)十載，如今終于輪到了軟件 廠商，軟件廠商希望借助虛擬化技術(shù)迅速占盡優(yōu)勢(shì)，一舉改變軟件在數(shù)據(jù)中心里的地位，硬件廠商自然不甘示弱，一方面強(qiáng)調(diào)硬件的重要性，另一方面也基于硬件開 發(fā)出來一些虛擬化技術(shù)，希望保持住原有的優(yōu)勢(shì)地位。這樣的競(jìng)爭(zhēng)局面持續(xù)了幾年，現(xiàn)在還看不到哪方面的技術(shù)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)里也勢(shì)均力敵，這也讓 數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)里的服務(wù)器虛擬化競(jìng)爭(zhēng)十分好看，未來十年究竟是硬件廠商繼續(xù)主宰，還是該輪到了軟件廠商，就看誰(shuí)的虛擬化技術(shù)玩得好，讓我們拭目以待吧。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
分享到微信 ×
打開微信，點(diǎn)擊底部的“發(fā)現(xiàn)”，
使用“掃一掃”即可將網(wǎng)頁(yè)分享至朋友圈。