VMware虚拟化技术革命

 

 

1. 了解什么是虚拟化

虚拟化以及因之而起的云计算毫无疑问是计算机网络技术发展的一大方向，据我了解，即使在烟台，很多企业里也都已经应用了虚拟化技术。
凡事皆有因果，虚拟化技术的起因很简单，当初主要是为了解决服务器硬件资源使用率过低的问题。有些服务器比如DNS服务器、DHCP服务器等，CPU使用率通常都在5%以下，这对于那些花大价钱购买来的服务器，无疑是很大的浪费。如果能够将这些服务器合并到一起，那就可以有效地提高服务器硬件的使用率。但是如果只是简单的将所有的服务都安装在同一个操作系统中也是一个非常不明智的选择，比如将Web服务器和SQL安装在同一个操作系统中，此时操作系统、Web、SQL任何一方蓝屏都将导致整个系统崩溃。对于大部分的企业服务，都强调一个操作系统中只安装一个服务。因此，服务器合并必须要基于虚拟化技术，让每一台虚拟机运行一个单独的服务。
采用虚拟化技术最明显的优点就是可以减少IT成本以及电费等运营支出；另外也使服务器的管理维护变得更为简单， 甚至一个管理员就可以管理上千台服务器；此外在高可用性、冗余、负载均衡等方面，虚拟化技术也都提供了无与伦比的优势。
毕业于麻省理工学院以及加州大学伯克利分校（这是IT技术界的2个圣地）的Diane Greene女士把握住了这其中的商机，她于1998年与其他一些伙伴联合创建了VMware公司，并开发出了世界上第一款虚拟化产品。至今，VMware已发展成为全球第三大软件公司，其产品也在虚拟化领域占据了绝对的优势地位。

2. 虚拟化的两种架构

虚拟化主要指的是操作系统平台的虚拟化，即让一台物理计算机能并发运行多个OS（操作系统），并且要让每个OS都觉得自身好像拥有独立的机器，而不是跟别的OS分享。
提供这种虚拟化功能的机制就被称为VMM（Virtual Machine Monitor），它更常用的名称是Hypervisor。Hypervisor是虚拟机厂家的最高机密，也是不同虚拟机产品之间的主要差别。
从是否存在宿主操作系统的角度，Hypervisor分为两种不同的架构：原生架构和寄居架构。

2.1寄居架构
寄居架构的Hypervisor被看成一个应用软件或是服务，必须在已经安装好的操作系统上才能运行，最典型的产品就是我们所熟知的VMware公司的VMware Workstation以及微软的Virtual PC。
寄居架构的好处是硬件的兼容性，只要宿主操作系统能使用的硬件，虚拟机中的操作系统都能使用到。另外它对物理硬件的要求也很低，基本上所有的PC都可以运行VMware Workstation或Virtual PC。
然而寄居架构的缺点更加明显，首先最致命的是当宿主操作系统出现任何问题时，虚拟机中的操作系统都将无法使用。比如我们在Win7中安装的VMware Workstation，如果Win7蓝屏了，那VMware Workstation当然也就无法使用了。另外，寄居架构的虚拟机性能和物理主机相去甚远，因此无法用于高负荷的生产环境。所以这种寄居架构的虚拟化产品只能适用于个人用户，对于企业用户是远远无法满足需求的。

2.2 原生架构（裸金属架构）
原生架构又称为裸金属架构，它将Hypervisor直接安装在硬件上，将所有的硬件资源接管。由于Hypervisor层极小，而且不管理太复杂的事项，仅负责和上层的虚拟机操作系统沟通及资源协调，因而蓝屏的概率很低。而且在其上的任何一个虚拟操作系统蓝屏了，都不会影响其它的客户端。另外，原生架构的虚拟机性能与物理主机基本相当，这是寄居架构的虚拟机所远远无法比拟的。
目前，原生架构的典型产品是VMware的VMware vSphere和微软的Hyper-V。

原生架构的虚拟机产品也有缺点，这就是为了保持稳定性及微内核，它不可能将所有硬件产品的驱动程序都放入，因此最大的问题就是硬件兼容性。但是大部分的原生架构产品都支持主流服务器及存储设备，但一般PC所使用的硬件，则很多都无法在原生架构的虚拟机下运行。
在这方面，vSphere和Hyper-V有着很大的区别。
VMware vSphere采用的是胖管理层，也就是把底层物理硬件的驱动程序都整合到Hypervisor管理层中，所以管理层显得比较胖。很显然，这种架构的性能比较好，但是对于底层物理硬件的要求比较高，兼容性和安全性的挑战比较高。
Hyper-V采用的则是瘦管理层，Hypervisor管理层仅用于管理CPU和内存，而不包含底层物理硬件的驱动程序（Hyper-V本来就集成于Windows系统中，可以通过系统直接管理支配硬件设备），所以管理层显得比较瘦。由于不包含硬件驱动，所以代码量比较小，Hyper-V仅有300多K，因此安全性和兼容性要更好一些，但是效率和胖管理层相比有所不如。