虚拟化与云计算

虚拟化的定义：“虚拟化是以某种用户和应用程序都可以很容易从中收益的方式来表示计算机资源的过程，而不是根据这些资源的实现、地理位置或者物理包装的方式来表示它们。换句话说，他为数据、计算能力、存储资源以及其他资源提供了一个逻辑视图，而不是物理视图”。

虚拟化的用途：

l Security

n Isolation(jail)

n Redundancy(high-availibility)

n Tracing Users(honeypot)

l Teaching

n Isolation

n Easy to restore

n Hardware Simulation(CPU,devices,network)

l Programming

n Tracing Programs(debug)

n Keep System Safe for Return

n Testing portability(multi-OSes on one computer)

虚拟化的目标：

l 降低成本。一个系统能够支持多个OS 上的应用，提高服务器利用率，降低硬件成本。

l 可用性。减少系统宕机事件，提高数据安全性，快速灾难恢复。

l 性能。提高服务器、存储设备及桌面应用相应时间。

l 安全性。降低安全风险，一个客座OS 出问题不影响其他可做OS 上的应用。

l 互操作性。32 位和64 位Linux/Windows 等应用可以同台运行。

l 可管理性。统一服务器管理，更加灵活的内部设施，按需分配计算力。

l 可伸缩性。提高商业响应速度和敏捷性。

虚拟化优劣对比

优势	劣势
Flexible resource management	Costs
Flexible application management	New tools to learn and manage
Optimized server deployment	New management methodologies
Easier DR deployment and management	VM and management limits
Reduced downtime(VM migration,HA)	Performance tuning complexity
More applications manageably per   sys-admin	Problem debugging complexity
Easier automation of application admin   tasks	Increased performance pressure on storage   and networking
Some application scale better via   multiple VMs than on native hardware	Changes to backup infrastructure needed
New benefits not available without virtualization	New requirements on security monitoring   and management

以上所说的都是单机虚拟化，但严格来说，单机虚拟化并不符合云计算的定义，只在所谓私有云系统中的单机运行，不能算是真正的云计算技术，只有结合基于网络的分布式多及虚拟化技术，才能算是真正的云计算技术。

Hypervisor技术

Hypervisor 被分为如下两大类型

l 第一类是本地或逻辑Hypervisor ，直接运行在主机硬件上，对底层的硬件和上层的客座OS 执行控制和管理。

l 第二类Hypervisor 运行在主机的OS 上，其上层运行客座OS 。

实现 Hypervisor 功能的虚拟化技术有很多种，主要分为下面几类。

l 全虚拟化（Full Virtualization）：全虚拟化是指虚拟机模拟了完整的底层硬件，包括处理器、物理内存、时钟、外设等，使得为原始硬件设计的操作系统或其他系统软件完全不做任何修改就可以在虚拟机中运行。如：VMware Workstation、Sun Virtual Box、Mircrosoft Virtual PC。

l 准虚拟化（Para Virtualization）和部分虚拟化（Partial Virtualization）:这是一种需要修改Guest OS部分访问代码的技术，在准虚拟化虚拟机中，部分硬件接口由VMM以软件Hypercall的形式提供给客座OS。如：Denali、Xen。

l 硬件辅助虚拟化(Hardware-Assisted Virtualization)：硬件辅助虚拟化是指借助硬件的支持来实现高效的全虚拟化。Intel-VT是目前x86体系结构中使用的硬件辅助虚拟化技术。