redhat虚拟化简介_虚拟化简介
redhat虚拟化简介
IT行业大量使用流行语和不断变化的术语来定义自己。 有时，业界使用的最新术语是诸如x86之类的特定技术或诸如绿色计算之类的概念。 随着行业的发展，术语变得不受欢迎。 近年来，虚拟化一词已成为业界最新的流行语。 这就提出了一个问题……什么是虚拟化？ 普通行业专业人员想到的第一个概念是在主机上运行一个或多个来宾操作系统。 但是，深入研究表明此定义过于狭窄。 有大量可以“虚拟化”的服务，硬件和软件。 本文将介绍这些不同类型的虚拟化以及每种虚拟化的优缺点。
什么是虚拟化？
在详细讨论虚拟化的不同类别之前，以抽象的意义定义术语非常有用。 Wikipedia使用以下定义：“在计算中，虚拟化是一个广义术语，指的是计算机资源的抽象。 虚拟化向用户（无论是应用程序还是最终用户）隐藏计算资源的物理特征。 这包括使单个物理资源（例如服务器，操作系统，应用程序或存储设备）看起来像是多个虚拟资源； 它还可以包括使多个物理资源（例如存储设备或服务器）显示为单个虚拟资源...”
用外行的话来说，虚拟化通常是：
- 从一种物理资源创建许多虚拟资源。
- 从一个或多个物理资源创建一个虚拟资源。
该术语通常用于在网络，存储和硬件等各个领域传达这些概念之一。
历史
虚拟化不是一个新概念。 该领域的早期作品之一是克里斯托弗·斯特拉奇（Christopher Strachey）发表的一篇题为《大型快速计算机中的时间共享》的论文。 IBM开始使用其CP-40和M44 / 44X研究系统探索虚拟化。 这些反过来导致了商业CP-67 / CMS。 虚拟机概念在模拟每个人的完整独立计算机的同时，使用户分离。
在80年代和90年代初，该行业已从利用单一大型机转向运行更小，更便宜的x86服务器系列。 结果，虚拟化的概念变得不那么突出。 随着VMware引入VMware工作站，这种情况在1999年发生了变化。 其次是VMware的ESX Server，该服务器在裸机上运行并且不需要主机操作系统。
虚拟化类型
今天，术语虚拟化已广泛应用于许多概念，包括：
- 服务器虚拟化
- 客户端/桌面/应用程序虚拟化
- 网络虚拟化
- 存储虚拟化
- 服务/应用程序基础架构虚拟化
在大多数情况下，要么将一种物理资源虚拟化为许多虚拟资源，要么将许多物理资源转变为一种虚拟资源。
服务器虚拟化
服务器虚拟化是虚拟化行业中最活跃的部分，拥有成熟的公司，例如VMware， Microsoft和Citrix 。 通过服务器虚拟化，一台物理机可划分为许多虚拟服务器。 虚拟化的核心是虚拟机监控程序（虚拟机监视器）的概念。 系统管理程序是一个薄软件层，可拦截操作系统对硬件的调用。 虚拟机管理程序通常为在虚拟机管理程序之上运行的客户机提供虚拟化的CPU和内存。 该术语最初与IBM CP-370结合使用。
系统管理程序被分为以下两种类型之一：
- 类型1 –这种类型的管理程序也称为本地或裸机。 它们直接在硬件上运行，而客户操作系统则在它们之上运行。 示例包括VMware ESX ， Citrix XenServer和Microsoft的Hyper-V 。
类型2 –这种类型的系统管理程序在现有操作系统之上运行，而来宾运行在硬件之上的第三层。 示例包括VMware Workstation和SWSoft的Parallels Desktop 。
与1型虚拟机管理程序相关的是半虚拟化的概念。 半虚拟化是一种技术，其中提供了与基础硬件相似但不相同的软件接口。 必须将操作系统移植为在半虚拟化管理程序之上运行。 修改后的操作系统使用半虚拟化管理程序支持的“超级调用”直接与硬件接口。 受欢迎的Xen项目利用了这种类型的虚拟化。 从3.0版开始，Xen还能够利用英特尔（VT-x）和AMD（AMD-V）的硬件辅助虚拟化技术。 这些扩展允许Xen运行未经修改的操作系统，例如Microsoft Windows。
服务器虚拟化为使用该技术的公司带来了很多好处。 在那些经常列出的：
- 更高的硬件利用率 –节省了硬件，减少了管理开销并节省了能源。
- 安全性 –干净的映像可用于还原受感染的系统。 虚拟机还可提供沙箱和隔离功能以限制攻击。
- 开发 –可以很容易地以可重复的方式设置调试和性能监视方案。 开发人员还可以轻松访问他们可能无法安装在桌面上的操作系统。
相应地，必须考虑许多潜在的缺点：
- 安全性 –现在有更多入口点需要监控，例如虚拟机管理程序和虚拟网络层。 受损的映像也可以通过虚拟化技术轻松传播。
- 管理 –尽管要维护的物理机器较少，但合计的机器可能更多。 此类维护可能需要新技能，并且要熟悉管理员否则不需要的软件。
- 许可/成本核算 –许多软件许可方案没有考虑虚拟化。 例如，在一个盒子上运行Windows的4个副本可能需要4个单独的许可证。
- 性能 –虚拟化可以有效地在物理计算机上对诸如RAM和CPU之类的资源进行分区。 这与虚拟机管理程序开销相结合，不会导致专注于最大化性能的环境。
应用程序/桌面虚拟化
虚拟化不仅是服务器领域的技术。 在台式机和应用程序级别，它在客户端都有多种用途。 这种虚拟化可以分为四类：
- 本地应用程序虚拟化/流式传输
- 托管应用程序虚拟化
- 托管桌面虚拟化
- 本地桌面虚拟化
Wikipedia 对应用程序虚拟化的定义如下：
应用程序虚拟化是一个笼统的术语，它描述了软件技术，这些软件技术通过将应用程序与执行它们的基础操作系统封装在一起，从而提高了传统应用程序的可管理性和兼容性。 完全虚拟化的应用程序在传统意义上并未安装，尽管仍会像实际那样执行。 应用程序虚拟化与操作系统虚拟化的不同之处在于，在后者的情况下，整个操作系统都是虚拟化的，而不仅仅是特定的应用程序。
通过流式和本地应用程序虚拟化，可以根据需要按需安装应用程序。 如果启用了流传输，则首先发送启动所需的应用程序部分，以优化启动时间。 本地虚拟化应用程序还经常使用虚拟注册表和文件系统来保持与用户物理机的隔离和整洁。 本地应用程序虚拟化解决方案的示例包括Citrix Presentation Server和Microsoft SoftGrid。 也可以将虚拟设备归入此类，例如通过VMware的VMware Player经常分发的虚拟设备。
托管应用程序虚拟化允许用户从其本地计算机访问物理上运行在网络其他位置的服务器上的应用程序。 诸如Microsoft的RemoteApp之类的技术使用户体验相对无缝，其中包括使远程应用程序成为本地文件类型的文件处理程序的能力。
应用程序虚拟化的好处包括：
- 安全性 –虚拟应用程序通常以用户模式运行，从而将它们与操作系统级别的功能隔离开。
- 管理 –可以从中央位置管理和修补虚拟应用程序。
- 旧版支持 –通过虚拟化技术，旧版应用程序可以在其最初设计的现代操作系统上运行。
- 访问 –可以根据需要从提供故障转移和复制的中央位置安装虚拟应用程序。
缺点包括：
- 包装 –必须先包装应用程序，然后才能使用它们。
- 资源 –虚拟应用程序可能需要更多的存储和CPU资源。
- 兼容性 –并非所有应用程序都可以轻松虚拟化。
维基百科将桌面虚拟化定义为：
桌面虚拟化（或虚拟桌面基础结构）是一种以服务器为中心的计算模型，它借鉴了传统的瘦客户端模型，但旨在为管理员和最终用户提供两全其美的能力：托管和集中管理桌面虚拟机的能力。数据中心，同时为最终用户提供完整的PC桌面体验。
托管桌面虚拟化类似于托管应用程序虚拟化，将用户体验扩展到整个桌面。 商业产品包括Microsoft的终端服务，Citrix的XenDesktop和VMware的VDI。
桌面虚拟化的优势包括大多数具有应用程序虚拟化的优势以及：
- 高可用性 –复制和容错托管配置可最大程度地减少停机时间。
- 延长的刷新周期 –更大容量的服务器以及对客户端PC的有限需求可以延长其使用寿命。
- 多个桌面 –用户可以从同一台客户端PC访问适合各种任务的多个桌面。
桌面虚拟化的缺点类似于服务器虚拟化。 还存在另一个缺点，即客户端必须具有网络连接才能访问其虚拟桌面。 这对于离线工作是有问题的，并且还增加了办公室的网络需求。
客户端虚拟化的最后一部分是本地桌面虚拟化。 可以说，这是最近虚拟化兴起的地方，始于90年代后期VMware推出VMware Workstation。 如今，市场包括Microsoft Virtual PC和Parallels Desktop等竞争对手。 由于VMware Fusion和Parallels等产品可轻松访问Windows应用程序，因此本地桌面虚拟化在Apple迁移至Intel处理器方面取得的成功也发挥了关键作用。 本地桌面虚拟化的一些好处包括：
- 安全性 –借助本地虚拟化，组织可以锁定并仅加密虚拟机/磁盘的宝贵内容。 这比加密用户的整个磁盘或操作系统的性能更高。
- 隔离 –与安全相关的是隔离。 虚拟机允许公司将公司资产与不受控制的第三方计算机隔离开。 这使员工在某些情况下可以将个人计算机用于公司用途。
- 开发/传统支持 –本地虚拟化允许用户计算机支持许多配置和环境，否则，如果没有其他硬件或主机操作系统，这些配置和环境将无法支持。 这样的示例包括在OS X的虚拟环境中运行Windows，以及在主要操作系统是Vista的计算机上对Windows 98支持进行旧式测试。
网络虚拟化
到目前为止，涵盖的虚拟化类型集中在应用程序或整个计算机上。 但是，这些并不是唯一可以虚拟化的粒度级别。 其他计算概念也适用于软件虚拟化。 网络虚拟化就是这样一种概念。 维基百科将网络虚拟化定义为：
在计算中，网络虚拟化是将硬件和软件网络资源以及网络功能组合到单个基于软件的管理实体即虚拟网络中的过程。 网络虚拟化涉及平台虚拟化，通常与资源虚拟化结合在一起。 网络虚拟化分为外部（将许多网络或网络的一部分合并到一个虚拟单元中）或内部（为单个系统上的软件容器提供类似网络的功能）分类。
使用术语的内部定义，台式机和服务器虚拟化解决方案可在主机和来宾之间以及许多来宾之间提供网络访问。 在服务器端，虚拟交换机已被接受为虚拟化堆栈的一部分。 但是，网络虚拟化的外部定义可能是该术语的更常用版本。 多年来，虚拟专用网络（VPN）一直是网络管理员工具箱中的常见组件，大多数公司都允许使用VPN。 虚拟LAN（VLAN）是另一个常用的网络虚拟化概念。 随着网络的发展（例如10 Gb以太网），网络不再需要纯粹按地理区域划分。 拥有该产品领域的公司包括Cisco和3Leaf。
网络虚拟化的总体优势包括：
- 自定义访问权限 –管理员可以快速自定义访问权限和网络选项，例如带宽限制和服务质量。
- 整合 –物理网络可以合并为一个虚拟网络，以全面简化管理。
与服务器虚拟化类似，网络虚拟化会带来更高的复杂性，一些性能开销以及管理员拥有更大技能的需求。
存储虚拟化
经常虚拟化的另一个计算概念是存储。 到目前为止，不同于我们有时看到的复杂定义 ，维基百科将存储虚拟化定义为：
存储虚拟化是指从物理存储中抽象逻辑存储的过程。
虽然基本级别的RAID提供了此功能，但术语“存储虚拟化”通常包括其他概念，例如数据迁移和缓存。 由于可以提供多种功能，因此很难以固定的方式定义存储虚拟化。 通常，它作为以下功能提供：
- 基于主机的特殊设备驱动程序
- 阵列控制器
- 网络交换机
- 独立网络设备
在这方面，每个供应商都有不同的方法。 存储虚拟化分类的另一种主要方法是带内还是带外。 带内（通常称为对称）虚拟化位于主机和存储设备之间，允许进行缓存。 带外（通常称为非对称）虚拟化利用特殊的基于主机的设备驱动程序，该设备驱动程序首先查找元数据（指示文件所在的位置），然后允许主机直接从存储位置检索文件。 使用这种方法无法在虚拟化级别进行缓存。
存储虚拟化的一般优势包括：
- 迁移 –使用大多数技术，可以轻松地在存储位置之间迁移数据，而不会中断对虚拟分区的实时访问。
- 利用率 –与服务器虚拟化类似，可以平衡存储设备的利用率，以解决利用率过高和不足的问题。
- 管理 –许多主机可以利用可集中管理的一台物理设备上的存储。
一些缺点包括：
- 缺乏标准和互操作性 –存储虚拟化是一个概念，而非标准。 结果，供应商经常不容易互操作。
- 元数据 –由于逻辑位置和物理位置之间存在映射关系，因此存储元数据及其管理成为可靠工作系统的关键。
- 退出 -本地和物理位置之间的映射也使得虚拟化技术的回退从系统一个小于微不足道的过程。
服务/应用程序基础架构虚拟化
企业应用程序提供商也注意到了虚拟化的好处，该公司开始提供允许对诸如Apache之类的常用应用程序进行虚拟化的解决方案，以及允许从头开始使用虚拟化功能轻松开发软件的应用程序结构平台。
应用程序基础架构虚拟化（有时称为应用程序结构）将应用程序与物理OS和硬件解除捆绑。 然后，应用程序开发人员可以写入虚拟化层。 然后，光纤网可以处理诸如部署和扩展之类的功能。 本质上，此过程是将网格计算演变为提供虚拟化级别功能的结构形式。 Appistry和DataSynapse等公司提供的功能包括：
- 虚拟发行
- 虚拟化处理
- 动态资源发现
IBM还通过重新命名和继续增强Websphere XD作为Websphere Virtual Enterprise的方式在应用程序基础结构级别接受了虚拟化概念。 该产品提供服务级别管理，性能监视和容错等功能。 该软件可在各种基于Windows，Unix和Linux的操作系统上运行，并可与流行的应用程序服务器（例如WebSphere，Apache，BEA，JBoss和PHP应用程序服务器）一起使用。 这使管理员可以在虚拟化层级别而不是物理计算机级别部署和移动应用程序服务器。
最后的想法
总而言之，现在应该显而易见的是，虚拟化不仅是基于服务器的概念。 该技术可应用于广泛的计算，包括以下方面的虚拟化：
- 服务器和台式机上的整个计算机
- 应用程序/桌面
- 存储
- 联网
- 应用基础架构
这项技术以多种不同的方式发展，但中心主题围绕现有区域中不断增强的稳定性以及加速尚未接受虚拟化的行业部门的采用。 微软最近通过Hyper-V进入裸机管理程序领域，标志着该技术在行业中已经成熟。
除了这些核心要素之外，虚拟化的未来仍在书写。 中心分隔线是要素或产品。 对于RedHat之类的一些公司以及许多存储供应商而言，虚拟化正在作为一种功能来得到补充，以补充其现有产品。 VMware等其他公司已经将虚拟化作为产品建立了整个业务。 随着空间的发展，InfoQ将继续涵盖所涉及的技术和公司。
翻译自: https://www.infoq.com/articles/virtualization-intro/?topicPageSponsorship=c1246725-b0a7-43a6-9ef9-68102c8d48e1
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