虚拟化技术 应用新格局

编者按:因为虚拟化技术能大大提高IT资源的利用率，所以企业竞相选用。于是，众多IT厂商纷纷推出各具特色的技术方案，从核心技术上来讲，这个领域已经出现了两大派别：一派是全面的硬件仿真系统，另一派是基于主机的虚拟化技术。本组文章分别介绍了虚拟化技术应用新格局以及不同派别中的六大虚拟化技术特色。

虚拟化技术方面有什么动静？因为虚拟化技术能大大提高IT资源的利用率，所以，从AMD、英特尔、微软、Novell到Red Hat，如今各大操作系统和硬件平台开发商都在参与虚拟化市场。事实上，在一个物理工作站或者服务器上运行多个虚拟系统的状况已经趋于过时了。

早在1998年，在Windows NT上的VMware下引导Windows 95曾博得众人的交口称赞。其实在那个时候，类似技术就已经有了悠久历史――大型机上的虚拟分区技术就可以追溯到上世纪70年代。这些年来，商业Unix开发商把虚拟化功能不断添加到企业产品上。那么，为什么业界到现在才如此热衷向主流市场销售虚拟化产品呢？

如果仔细研究一下近几年来市场出现的变化，就会找到答案: 早期，使用虚拟化基础设施的成本极高，应用也相对有限。然而后来在x86平台上出现了成本合理、性能可靠的虚拟化技术，这意味着大部分用户现在可以头一回使用虚拟机技术了。也正是如此，市场上涌现出了众多成本低廉、高性能、高可用性服务器硬件。

更为重要的是，随着这些客户开始把虚拟机部署到生产环境里面，对更有效地利用虚拟化环境的新型管理工具的需求也随之与日俱增，在这种情况下，这个领域的竞争也在日渐升温。由于底层技术已经成熟、稳定，厂商们纷纷向市场推出新的工具，利用虚拟化技术解决目前IT管理人员面临的诸多挑战。这股动向在2006年表现得尤为明显。

强大的经济效益

从很大程度上来说，促使客户对虚拟化技术产生兴趣的正是利润。客户渴望降低成本，而虚拟化技术正是能帮助企业有效利用各种IT资源，在这种强烈需求的欲望下，虚拟化技术甚至吸引了众多中型企业的目光。

SymQuest高级网络架构师Matt Prigge说: “在几年前进行Windows 2000/2003升级之后，许多小公司开始再次进入了服务器的更换周期。因而，通常每次购买一两台服务器的公司面临着每次购买六七台服务器的可能性。这为虚拟化技术实施到原本规模太小、结果没有考虑这项技术架构的公司提供了大好机会。使用两台高度冗余的服务器即可获得虚拟化技术的许多优点，而成本又不会高于重新部署传统安装环境，这相当吸引人。”

不过对于比较大的企业来说，虚拟化技术可能具有更大的吸引力。在大型数据中心通常会看到让人惊讶的一幕: 几十台或者几百台服务器放在机柜中，指示灯不停地闪烁、空调系统呼呼作响、冷却风扇嗡嗡作响――但背后的一个事实却是，大多数这些服务器里面的CPU处于闲置状态。Sun公司估计，大多数生产服务器的利用率只有15%。剩余的大部分潜能完全给浪费了，同时浪费的还有维护物理硬件运转所必要的电源和暖通空调资源。

CPU发展日新月异，而操作系统和应用方面发展却相对缓慢，结果购买新服务器运行旧的应用系统根本没有意义。考虑到如今大多是超强功能的芯片，连最节俭的IT主管也要被迫购买超过实际需要的计算能力。多年来在旧服务器上顺畅运行的应用系统未必需要大容量的内存以及最新、最好的CPU，但如果企业需要可靠、得到支持的新硬件，就没有太多的选择余地。

然而，许多公司没有购买新的基础硬件，而是选择了向上扩展（scale up）。结合了虚拟化平台的一台中档服务器往往可以取代六七台低端服务器。而且节省的费用不仅仅是最初的采购费，从总体拥有成本来考虑，如果算上服务器使用过程中的电源、维护及冷却成本，节省的要远远高于最初的采购费。

虚拟数据中心还可以大大降低管理费用。对运行中的服务器拍取快照（snapshot）是一项非常好的功能，它相当于一份保险单，最大程度地减小了系统补丁失败、病毒感染和升级带来的影响。另外，虚拟化平台上的资源管理极其简单，可实现CPU时间、内存和网络带宽的动态分配。

虚拟化技术两大流派

如今，许多厂商已经开始积极行动，通过众多方法来满足企业对IT资源的需求。他们通过选用不同类别的虚拟化技术来满足自己。“虚拟化”一词本身并不是单单指某一种方案，从核心技术上来讲，这个领域已经出现了两个不同的派别。

一派是全面的硬件仿真系统，以VMware和微软的虚拟服务器为代表。这种方案模仿物理服务器的本地硬件平台，用于每个虚拟服务器，包括完全可以配置的BIOS。这种方法让每个虚拟服务器作为单一进程在主机平台上运行。在磁盘上，每个虚拟服务器完全与其他虚拟服务器独立，各自拥有完整的一套操作系统和所有必要的应用软件。

另一派可以分为基于主机的虚拟化技术，SWsoft的Virtuozzo和Sun的Solaris容器（Sun Containers）是其中的代表。根据这种设计，主机操作系统的一个实例支持多个虚拟操作系统实例，同一个主机操作系统的内核在进程级别处理虚拟服务器的I/O和调度需求。所有虚拟化平台都采用了hypervisor，这个软件层在基本操作系统软件之上、在虚拟机之下。hypervisor负责把每个虚拟机的资源请求集中到基本操作系统，并负责处理所有的I/O交互。每种虚拟化平台的hypervisor形式各有不同，但效果通常都是相同的。

除了软件外，AMD和英特尔提供的最新一代芯片在设计时都考虑到了硬件虚拟化功能。英特尔的虚拟化技术（VT）和AMD的安全虚拟机（SVM）CPU扩展把虚拟硬件仿真方面的部分繁重任务从软件转移到了硬件，并且把某些内存管理功能转移到了如今用软件处理的CPU微代码里面。这些努力使得x86平台的CPU更适合处理虚拟服务器带来的特有工作负载。

此外，其他厂商也忙于为虚拟化技术添砖加瓦，包括虚拟服务器管理、合并和迁移工具。比如，惠普和IBM Tivoli提供的工具可以集成到整套管理产品当中。就连戴尔也利用面向OpenManager的VMware工具进入到了虚拟化领域。

比较小的独立软件开发商（ISV）同样看到了机会。PlateSpin和Leostream都销售能够与VMware和微软的虚拟化解决方案相集成的服务器合并和迁移工具。

企业在行动

从整体上来看，这些新技术正以惊人的速度发展。服务器虚拟化市场格局与一年前相比几乎全然不同。无论从哪个方面来衡量: 包括性能、稳定性、SAN集成和64位支持，一批新的虚拟化平台正在阔步前进。

然而，另一方面却是，虚拟化基础设施的建设还存在着难题。让许多管理员感到担心的一个问题就是，“把太多鸡蛋放在一个篮子里面”。一台服务器上出现重大的硬件故障只会影响这台服务器上的服务， 但要是该服务器在运行10台虚拟服务器时，面临的风险就大得多。

另外，许多采用虚拟化技术的顾客逐渐认识到: 要改用虚拟数据中心，最大的困难在于迁移。安装大型服务器、在上面构建五六个虚拟服务器很简单。从表面上看，从物理环境迁移到虚拟环境与物理服务器迁移到物理服务器没什么不同。然而，这可能是个费时又费钱的过程，而且会面临不少问题。

不过这些问题并非解决不了。实际上，企业用户会在今年看到旨在解决这些问题的更多虚拟化技术解决方案出现在市面上。无论你从哪个方面来考虑，在将来的数据中心，闪烁的指示灯要少得多、机柜上的服务器也少得多等等，虚拟化技术都能帮忙解决。然而这并不是意味着要管理的服务器也少了，其实，要管理的服务器可能反而会增多，因为孤立的应用系统将成为惯例，而不是例外。既然在独立服务器上提供服务非常简单，不用担心资源利用率、依赖关系以及硬件请求及安装，于是虚拟化技术也就成了理所当然的选择。

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