虚拟化的首选:VMware vSphere

理解VMware的虚拟化产品及公司

vmware是一个公司名称,就像微软也是一个公司一样，VMware旗下有很多产品，就像微软旗下有Windows，Office，Exchange，SQL Server产品一样，但VMware的所有产品都和虚拟机有关，因此虚拟机的产品在线，VMware可说是全球霸主，也让VMware成为全球第三大的软件公司。首先我们就来看看VMware是如何一步步走过来的。

VMware虚拟机产品简史

1.第一个虚拟机产品:VMware

在1999年时，VMware推出了第一套X86架构的虚拟化产品。当时VMware就叫VMware，但本质就是现在的VMware Workstations，这也是许多人到到当前为止一提VMware都以为就是Vmware Workstations的原因。VMware一上市就打响了名声，直接成为虚拟机的代名词。

2.从Windows平台走向Linux

由于Windows系统当时还是Windows98/2000,其Memory Lcak和蓝底白字的蓝屏画面，让使用寄居架构的VMware充满了不确定性，这时VMware的工程师们，开始将目光放在了相对稳定的Linux系统上，因此VMware成功的不久后，也出现了Linux版本的产品，让Linux下的用户也可以并发运行Windows或其他的操作系统，不过此时的VMware产品都是寄居架构的。

3.从寄居架构走向原生架构

在推出Linux版本的VMware之后，虽然稳定性大增，但VMware还是一个寄生架构的产品，无法摆脱寄居在固定OS上的恐惧。既然选择了较为稳定的Linux，VMware也顺势退出了运行在RedHat，Mandrake和SUSE Linux下的VMware GSX Server，并且也拥有Web端的管理和客户端的管理程序。虽然功能不断加强，但没有一个真正自身能掌握的HyperVisor，VMware的发展仍然有相当大的制约，因此在GSX之后，Vmware打算开发一个真正自身的HyperVisor，但同时也保留寄居架构的产品。与此同时，VMware也将产品线的名称确定，原来统称VMware的产品，也正规命名为VMware Workstations。

4.迎接原生架构的HyperVisor

在2005年VMware推出了自身的HyperVisor，称为VMware ESX Server。

5.全新的企业平台:Virtual Infrastructure

VMware在2006年时，围绕着ESX Server也推出了类似ESX集群的Virtual Infrastructure架构，简称V13。

6.走向云端的VMware vSphere

在2000年之后，全球的软件厂家都看准了虚拟化这一块市场大饼。微软收购了Virtual PC，Sun买下了Virtual BOX，Citrix买下了Xen，这让VMware的压力越来越大。同一时间内，巨型网站也开始进入云端化；Amazon在2006年推出EC2，使用Xen的虚拟机，更让VMware感受到用户无法满足单个虚拟机产品或架构。
2009年4月，VMware推出了全新云端架构的VMware vSphere，为了和之前的产品区别，VMware vSphere也被称为VMware Infrastructure 4.0(V14)
VMware vSphere的基本还是原生架构的ESX/ESXi，但整个系统的中心已不再是HyperVisor了。VMwarev Sphere以云端系统为基础，以HyperVisor为工具。

VMware的虚拟化产品

个人用产品(寄居架构)

1.VMware Workstation

Workstations是VMware的第一个产品，也是到目前为止销量最好的产品。Workstation是标准的寄居架构产品，必须在另一个操作系统上运行HyperVisor，但也因为寄居架构，因此兼容性特别好，运行标准的OS in OS任务一点都不吃力。

2.VMware Server

微软在收购了Virtual PC之后，也推出了服务器专用的Virtual Server，并且以免费的方式授权。Virtual Server是以Web为界面的寄居架构产品，因此很快攻占了Windows 2003/2008的市场。VMware为了迎战Virtual Server，也将从前的产品GSX变为VMware Server，并且也以免费的方式授权。VMware Server的功能和Workstations比较一点也不差，但需要有Web服务器，如IIS或是Apache/Tomacat,并且可以在Windows或Linux下运行。

3.VMware Player

为了能让只需要基本需求的人也能使用VMware的产品，VMware也推出了简单的VMware Player。VMware Player就是一个运行有VMware Workstations/Server创建的虚拟机工具。

企业用产品(原生架构)

1.VMware vCenter Server

VMware vSphere是一个完整的解决专案而非单个产品，由硬件，HyperVisor，功能，服务，虚拟机等部件组成。整个vSphere的管理靠的是VMware vCenter Server,没有VMware vCenter Server也就没有vSphere。

2.VMware ESX Server

VMware ESX Server就是一个简单的原生架构的HyperVisor，在其上可以安装不同的OS。

3.VMware ESXi Server

VMware ESXi Server也是一个原生架构的HyperVisor，但拿掉了很多管理用的界面，算是一个轻量级的HyperVisor。

完整的vSphere架构

vSphere的组成部件:云端部分

1.内部云端

内部云端是由各种硬件资源组成的，并且有vSphere负责统合云端资源，在IaaS及PaaS中，我们定义的资源为硬件及OS资源。硬件主要有CPU运算能力，RAM以及存储空间，而PaaS则是有各式各样的操作系统。

2.外部云端

当前许多第三方厂家提供了各式各样的IaaS及PaaS，包括Amazon的EC2或是VMware的vCloud Express，vSphere可以将这些资源集成到企业的IT架构中，使用手段可以是通过第三方厂家提供的API，Web Service或是vSphere提供的API

vSphere的底层:架构服务(Infrastructure Service)

有了CPU/RAM/存储之后，我们需要一个HyperVisor将资源集成，并且向上提供一个虚拟的硬件资源给VM使用，这部分最重要的就是ESX和ESXi服务器负责将硬件资源虚拟化，其他部件用来向上”欺骗”VM,主要分为运算部分的vCompute,存储部分的vSphere以及网络部分的vNetwork。

1.vCompute部分

vCompute包括了ESX/ESXi以及DRS。ESX/ESXi就是安装在物理服务器上的HyperVisor，功能就是将CPU资源累加之后分配:分配内存以及存储空间的规划。ESX/ESXi服务器是vSphere的灵魂。在没有vSphere整体架构的情况下，ESX/ESXi也能独立运行，单纯当一个HyperVisor，但大部分企业级功能就无法使用了。
分布式资源调度(Distributed Resource Scheduler,DRS)也属vCompute，主要功能就是让VM能自己”找”最适合的物理服务器。

2.vStorage部分

vStorage包括VM所在硬盘的文件系统VMFS以及动态分配大小的Thin Provisioning。VMFS是放置VM的文件系统，就像Windows下的NTFS或是Linux下的EXT3/4一样，是所有VM文件的基本存储空间。
Thin Provisioning的观念很简单，因为一般使用硬盘是不可能一安装OS就把硬盘装满的。Thin Provisioning可以动态增大硬盘，当需要容量时才会配置真正的空间，虽然会影响速度，但可以真正省下硬盘的空间，这个功能在大部分的主流虚拟机产品都有。

3.vNetwork部分

VM网络是最复杂的。一台物理服务器上可能有很多个VM，每一个VM都可以和物理服务器处于同一网段，也可以使用NAT或是VLAN。这么复杂的网络架构，可能只通过一个物理的网卡，因此提供这么强大的网络功能，vSphere的vNetwork是十分重要的。
vSphere提供一个称为Distributed Network的架构，不但有完整的Bridged/NAT/Host only架构，更和Cisco合作推出了一个专门安装在vSphere上的分布式网络交换机。

vSphere的底层:Application Service

1.可用性(Availablity)

所谓的可用性，就是企业的服务永远不会中断，不管是服务器蓝屏或是应用软件蓝屏，都不影响用户对服务的访问。vSphere在这一部分提供的功能有下面几个:

• VMotion:VM动态转移，可以把VM从一台物理服务器转移到另一台上。
• Storage VMotion:VM磁盘动态转移，可以把VM硬盘从一个存储设备移到另一台上
• HA(高可用性):VM会在一台服务器蓝屏后，移到另一台上，服务永远不会中断。
• 冗余(Fault Tolerance):随时有一个动态的服务器待命，当有一台服务器蓝屏时，不需要HA或VMotion就立即接手
• Data Recovery:服务器或VM蓝屏之后的数据回退功能。

2.安全性(Security)

安全性包括了vShields Zones和VMSafe两部分。在操作虚拟机时，网卡一定要将这些虚拟机是为物理机，因为他们也有安全上的露洞，黑客攻击时，不会管你是虚拟机还是物理机，因此虚拟机的网络安全很重要。在VMware中有vShield Zones和VMSafe，可以让物理机直接上不同的虚拟机，甚至是不同物理机的不同虚拟机之间的关联，不需要通过外界的防火墙或是路由器获取监控。

3.可扩展性(Scalability)

在强大的系统也有遇到效能瓶颈的一天，从前的计算机流行纵向升级(Scale up),就是在同一台电脑上安装更多更快的CPU，加装更多的RAM。但纵向的容量有限，一台电脑不可能有无限个CPU和内存插槽，因此横向升级(Scale out),就是用更多的物理服务器来增加效能。vSphere提供了DRS和Hot Add，让VM能动态转移到更快捷的物理服务器上，而Hot Add的功能可以让VM在不关机的情况下直接添加vCPU或内存，这对系统的高可用性也有极大的帮助。

vSphere的神经中枢:VMware vCenter

1.VMware vCenter Client

这是一个Windows端的实用程序，用来直接总控单台ESX/ESXi。在vSphere中，所有的VM管理，创建，运行，维护都靠vCenter Client。理解vSphere的基本VM其实就是理解vCenter Client的操作。

2.VMware vCenter Server

vCenter Server大概是VMware中功能最复杂的产品了。前面所提的云端，架构，应用软件等，都要靠vCenter Server来落实。vCenter Server的安装十分巨大，需要有DNS，AD以及SQL Server，使用vCenter Server必须对Windows及Linux系统有深入的理解，

最重要的部件:虚拟机

虚拟机(Virtual Machine,VM)是真正运行功能的地方，一个VM可以被视为一台物理机器，拥有自身的硬件资源(虽然是被虚拟化的).在vSphere中，一台VM通常有配置文件VMX以及虚拟硬盘VMDK组成。

1.VMX文件

当在vSphere上激活一台VM时，事实上就是HyperVisor服务可读的一个VMX文件，并且依照VMX文件中的指示来配置物理服务器的硬件资源。VMX文件是个文本档，在创建VM是可写的，你也可以手动更改，但通常是通过vCenter来做。

2.VMDK文件

vSphere中的硬盘配置有很多种，但不论是哪一种，都有一个VMDK文件来代表VM的硬盘。VMDK文件通常置放在VMFS文件系统上，并且由VMX来给定可读。一般来说，我们在做物理机和虚拟机之间的转换时(Physical to Virtual,P2V),就是将物理机的硬盘数据映射成一个VMDK文件。