详解Citrix思杰XenServer虚拟化

博主注：网上看到的一篇不错的博文。转载给大家。因文章写得早，其中一些技术已更新，目前XenServer最新版本是6.0。 所以我用红色做了标记。自己动手体验XenServer之后的感觉是VMware的虚拟化技术仍然领先，但差距也越来越少。不过XenServer性价比更高。XenServer价格由服务器数量定，没有处理器限制。在云计算大趋势下，多路多核的高密度服务器将成为主流，Citrix许可模式与云计算趋势更吻合。

另XenServer 6.0 最新功能列表见附件。

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Xen管理程序(hypervisor)是一款出色的开源程序，由XenSource带头，与Xen社区协作开发，IBM是最活跃的贡献者。最初它是剑桥大学计算机实验室的一个x86虚拟化研究项目，但Xen很快就超出了研究范畴，并成立了一个独立的公司XenSource，由其进行协调开发，在创立了开源项目的同时还发布了Xen商业版本。

Citrix系统公司在2007年10月22日收购了XenSource，现在XenSource每年的收入超过了1千万美元，Xen的发展速度实在是太快了，Citrix每年发布两个新版本，现在最新的版本是XenServer 5.6。

网址:http://www.citrix.com/English/ps2/products/product.asp?contentID=683148

虽然Xen现在是属于XenSource的，由于它本身是开源软件，因此存在相当多的分支版本，有些是由其它厂商发布的，最常见的版本有：

1、Xen(由XenSource发布的开源版本)

2、由以下公司发布的商业版本：

Citrix系统公司发布的Citrix XenServer

Virtual Iron/Oracle发布的Oracle VM

Sun公司发布的Sun xVM

Xen强大的功能征服了许多Linux厂商，许多Linux发行版默认采用的hypervisor就是Xen，但有些厂商(最著名的就是Red Hat)最近转移到了KVM hypervisor，KVM也是一个非常优秀的开源hypervisor。

自从2006年XenSource与微软建立了密切关系后，它们联合推动虚拟化行业标准，本次合作扩大了微软和Xen客户机的互操作性。

在编写本文时，XenServer 5.5是使用得最多的版本，预计2010年将会发布V6。

技术特性

Xen是一个开源的裸机或本地hypervisor，由XenSource基于GPL2协议发布，在它的早期版本中，Xen hypervisor引入了半虚拟化的概念(针对x86平台)，这个功能最初出现在上世纪70年代IBM的System/360-67上，半虚拟化需修改客户机操作系统，要让它知道hypervisor在它的底层。

自Xen Server 3.0发布后，硬件厂商开始在硬件级支持虚拟化，如英特尔的VTx和AMD的AMD-V，这些技术主要是集成到现代x86/x64处理器中了，但是在指令集方面有很大的差异，因此靠Xen实现了对硬件的抽象，这样就不用修改主机了，硬件虚拟化技术简化了宿主主机的部署，如果没有这种技术，要修改操作系统 (如Windows)内核支持半虚拟化可能是个大问题。

微软Hyper-V和Xen Server的架构设计非常类似，最大的不同是，在Xen中，Dom0(运行虚拟机监视器和管理I/O的特权域)是一个经过优化的Linux内核，而微软使用的是Windows Server 2008作为其父分区(Parent Partition)(与Xen中的Dom0类似)，正是由于有这些相似点，Citrix Essentials包才可以在Hyper-V和Citrix Xen Server之间实现虚拟机迁移。

Citrix Xen Server 5.5

按照每年发布2次的节奏，Citrix在2009年6月发布了Xen Server v5.5，本次发布带来了大量的优化和改进，最值得注意的是管理和存储架构的更新，Citrix收购XenSource后，通过加快发布速度赢得了不少市场认可，同时Citrix也将来自开源社区的最新技术研究成果加入到上游Xen内核中(未来版本)，这是一个快速占领市场的有效做法。

Citrix Xen Server提供了一个极具竞争力的虚拟化解决方案，Xen Server 5.5最显著的一个疏忽是过量分配内存资源的能力（XenServer 5.6开始已具备），内存过量分配(内存膨胀)可以使整合度更高，特别是虚拟桌面方面，如果没有过量分配内存资源的能力，Citrix XenServer就不能达到其它类似产品的整合率，如VMware的vSphere，Red Hat的KVM，Citrix将会在下一个版本中增加内存过量分配功能。并入到目前开源Xen hypervisor的Xen内核3.4具有下列新特性(希望所有新特性都能在下一个版本中见到)：

设备穿透增强（目前passthrough HCL兼容列表越来越长，特别是新增multi-GPU passthrough，3D图形设计也可以在虚拟桌面内实现了），特别是对客户端设备的支持(更多支持包含在XCI项目中);

RAS功能：CPU和内存脱机;（想说CPU 和内存热添加？不过我只见过敢热插拔硬盘的。）

电源管理：增强的频率/电力控制，支持深度睡眠，调度程序和计时器经过优化，峰值时消耗的电力更少; （已具备）

支持Hyper-V启发接口。

另外，VM故障容错功能允许在两台物理主机上运行一个虚拟机实例，其中一个处于隐藏状态，两者步调保持一致，如果主主机发生故障，辅助主机上的虚拟机实例就开始接管，虚拟机完全不用停机，因此对最终用户是没有任何影响的，这个技术首先是在VMware的vSphere中引入的。（还没有，不过目前VMware也仅在一个vCPU的情况下，能稳定使用Fault Tolerence功能）

许可

Citrix XenServer许可计划简单有吸引力，核心hypervisor和管理控制台都是免费的，可以从Citrix网站下载，如果需要更高级的功能，可以购买一两个“Essentials”包，这些扩展包大大增强了XenServer的功能。

“Essentials”包是按每服务器进行授权的，而不是按处理器或处理器核心，因此在向上扩展方面有很大的吸引力，如IBM的eX4和即将发布的eX5系统。

Citrix XenServer版本

Citrix已经发布了三个不同版本的XenServer，核心组件都是免费的，附加功能包括两个Essentials包，组织可以调整它们的许可，随时增加想要的包。

Citrix Xen产品堆栈

Xen hypervisor

Xen hypervisor是XenServer的核心，它运行在最低特权层，它位于操作系统下方，直接与硬件打交道，因此算是硬件抽象层，它负责为运行在物理主机上的各个虚拟机调度CPU和内存分区，hypervisor不仅抽象了虚拟机硬件，还控制着虚拟机的执行，因为虚拟机之间要共享相同的处理环境。

在hypervisor上面运行一个或多个客户机操作系统，在安装时就创建了第一个客户机VM，也就是著名的Dom0，这个VM有特权管理访问hypervisor，并且可以直接访问物理硬件，它的主要作用是保护hypervisor的管理接口。

最近的变化大大地改进了Xen hypervisor，包括本地运行半虚拟化Windows Server 2008作为一个XenServer客户机的能力，正如本章前面所提到的，Hyper-V和XenServer的架构类似，微软和Citrix之间的合作让一个开启Xen的Linux客户机运行在Hyper-V上成为可能，需要用到本地Xen hypercall访问虚拟功能，微软提供的软件组件调用hypercall适配器将XenServer hypercall转换成Hyper-V hypercall，因此Linux客户机可以运行在全内核半虚拟化支持下，在Citrix Essentials的Hyper-V版本中支持XenMotion，可以在XenServer和Hyper-V之间实现实时迁移。

Citrix XenServer v5.5使用的是Xen 3.3内核，它为Xen Hypervisor带来了许多增强：

Hypervisor中的电源管理(P&C状态);

硬件辅助分页增强：2MB页面支持，具有更好的TLB局域性;

CPUID功能级：允许跨不同CPU类型的系统安全域迁移;

PVSCSI驱动，直接访问半虚拟化客户机;

完整的x86实址方式仿真英特尔VT上的HVM客户机：支持更多的传统客户机操作系统。

当Citrix发布下一个XenServer版本时，希望采用新的3.4版Xen内核。

正如前面提到的，更多增强已经在Xen内核的未来版本中存在的。

在计划的Xen 4.0内核中包括以下特性：

RDMA实时迁移支持;

Linux 2.6.30或更高版本的Dom0内核;

Marvell 6480硬盘Dom0支持;

为PV客户机穿透USB控制器/设备;

故障容错 – Remus和Kemari项目;

DomUs级的监控，限制和网络通信控制;

国际化/Unicode支持;

（XenServer 现已自带Open vSwitch， 支持ACL，提供简易防火墙机制）

象真实交换机那样配置虚拟桥(如控制VLAN，端口状态); 每NIC接口VLAN标记;

虚拟以太网交换机;

通过UEFI(pUEFI)和虚拟UEFI支持物理Xen启动/安装;

限制VM的I/O;

动态内存管理; （已具备）

PCI CGA穿透;

完整的AMD IOMMU支持;

在线调整DomU磁盘的大小;

交叉编译Xen和模块化构建。

Citrix XenServer 5.5需求

Citrix XenServer 5.5对宿主主机要求最低1.5GHZ的64位x86 CPU，最低1GB内存，最低16GB磁盘空间，但对于开源版本，超出这些限制的配置可能也是可以支持的。

Citrix XenServer 5.5支持当前核心x86操作系统，但它绝大部分是Windows市场，如果需要支持半虚拟化Linux客户机操作系统，必须安装Linux支持包，它支持Linux运行在dom0，如果不安装这个包，所有操作系统都必须运行在硬件辅助模式下，在安装时，安装程序会提示你是否要安装可选的Linux包。

如果在这一步你选择不安装Linux包，也可以在以后需要时安装，只需要运行Linux Pack安装CD中的install.sh即可。

Citrix XenServer支持大部分的Linux操作系统和几乎所有的Windows系统，其实很多未列出的操作系统也可以作为客户机运行。

XenCenter

XenCenter是为Citrix XenServer设计的多服务器管理控制台，它可以管理所有XenServer资源池、宿主主机和虚拟机，并集成了存储管理功能，与其它虚拟管理服务器不一样，XenCenter是一个轻量级的Windows应用程序，它可以运行在任何桌面，所有被管理服务器的配置和性能数据被复制到一个资源池中，消除了潜在的单点故障，如果管理资源池的服务器出了故障，其它服务器可以立即接管，免费版本的XenServer需要手工操作，而购买了Essentials 包的XenServer则是自动的，XenCenter可以以图表格式显示性能信息，非常简单直观。

Citrix XenServer的最低系统要求如下：

基于x86的系统;

Windows 2000，Windows XP，Windows Server 2003，Windows Server 2008或Windows Vista;

.Net Framework 2.0或更高版本;

CPU速度：最低750MHz，推荐1GHz或更快的处理器;

内存：最低512MB;

磁盘空间：最低100MB;

网卡。

使用XenMotion可以在资源池成员之间实时在线迁移虚拟机，因此IT维护人员可以在不中断用户访问虚拟机的情况下更新和管理服务器，也就没有所谓的计划内停机时间了，虚拟机存储在共享存储上，可以随时迁移，最令人羡慕的是这个功能是免费的。