虚拟化是何方神圣?
虚拟化是何方神圣?
近年来，服务器的实际利用率向业界敲响了警钟，越来越多的企业发现耗巨资购置的服务器系统并没有得到充分的使用，这不仅发生在大型RISC服务器身上，中小型英特尔芯片架构的服务器也同样面临这样的问题。
而创新的脚步是永远不会停止的，各大厂商看到的是X86服务器的广泛应用以及人们对高效率IT设施的无止境渴望，试图从X86芯片组中“压榨”更多空间，更低的成本以及更高的效能。思科总裁约翰?钱伯斯说“虚拟技术将决定经济未来”。
于是，基于X86平台的服务器系统的虚拟化在这种情形下应运而生。虚拟化代表着这样一个巨大趋势，就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，打破了物理结构之间的壁垒，使原来闲置的资源得到了充分的利用。在未来，所有的资源都透明的运行的在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而虚拟化技术成为实现这一理想的有力工具。
事实上在早些时候，虚拟化的概念就已经诞生，但是使用虚拟化基础设施的成本极高，应用也相对有限。大型机上的虚拟分区技术就可以追溯到上世纪70年代。而这些年来，商业Unix开发商也不断把虚拟化功能添加到企业产品上。
直到在X86平台上出现了成本合理、性能可靠的虚拟化技术，才使得大部分用户有能力使用虚拟化技术。由此，市场上大量涌现出了成本低廉、高性能、高可用性的基于虚拟化技术的服务器硬件和软件产品。业界才开始热衷向主流市场销售虚拟化产品。
随着客户开始把虚拟机部署到生产环境里面，对更有效的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。
由此，除了服务器硬件厂商，更多的软件厂商也瞄准了这个市场。人们把拯救服务器的重担寄托在“虚拟化”这根救命稻草上。一轮虚拟化竞争热潮随之展开。而虚拟化的内涵也在不断地丰富和向外延展。
对于计算机运算，虚拟化涉及表现计算资源的流程，通过虚拟化的方式能够便于用户和各种应用从中获取价值，而不必受其实施、地理位置或者物理包装的限制。虚拟化是提供了一个数据、计算能力、存储能力和其他资源的逻辑视图而非物理视图。
对于计算机硬件，虚拟化是使用软件来仿真硬件或整个计算机环境。这种软件有时也可以被称为做虚拟机。虚拟机可以存在于一台计算机，它也运行对该计算机而言是正常的、而不是虚拟机一部分的程序。
对于计算机内存，虚拟化是指使用软件，以允许程序能够寻址的内存比实际能使用的要大得多。通常，这是通过来回在存储设备与内存之间交换地址空间的单元而实现的。这样的内存称作虚拟存储器。
对于计算机存储管理，虚拟化是把多个网络存储设备的物理存储整合成从控制台上看像是单个存储设备。
对于服务器，虚拟化指通过分区技术等手段建立一个相对独立的应用环境，并集成高可用性技术来实现各种关键应用。
各大IT厂商角逐虚拟化
从IBM到微软、从AMD到英特尔、从Novell到Red Hat，如今各大IT厂商都在参与虚拟化市场。
先让我们看看这些厂商是多么的重视虚拟化:
IBM:虚拟所有计算资源
Intel:VT横跨多个不同平台
AMD:Pacifica下半年露峥嵘
VMware:开始免费之旅
Virtual Server 2005 R2:摆脱鸡肋的命运
HP:25万个虚拟化方案已交付
Xen:开源虚拟化的旗帜
SWsoft Virtuozzo:特立独行的追赶者
IBM于2001年在p系列690服务器和AIX 5L操作系统平台上首次公布，逻辑分区(LPAR)在逻辑分区的支持下，一个系统内可独立的运行多个分区，每个分区运行独立的操作系统。在这一环境下，逻辑分区的CPU“颗粒”(Granularity)是和物理处理器一样大的，也就是说，每颗物理处理器的计算力不能被切割，只能对处理器进行捆绑，这样，也就不可能划分出比物理处理器数量更多的分区。
2003年，IBM推出了AIX 5L V5.2操作系统，进一步扩展了这一代逻辑分区功能，可实现在联机状态下对逻辑分区中的计算资源进行调度，即所谓动态逻辑分区(DLPAR)，但CPU“颗粒”并没有进一步减小。
IBM发布eServer p5服务器时，最新的微分区技术打破了分区上CPU“颗粒”受物理处理器数量的限制，系统可以创建和运行比物理处理器数量更多的分区，进一步提升了系统的灵活性。
06年，IBM进一步拓展了服务器虚拟技术的范畴，推出了由操作系统、系统技术和系统服务三部分组成的服务器虚拟引擎。在服务器系统服务套间中，包括硬件监督模块VE console虚拟引擎控制台，可以利用两个主要的功能模块Launchpad和Health Center，监控资源的健康状态、进行问题诊断和系统管理;另外还包括硬件管理模块Direction Multiplatform(DCM)整合系统管理。
IBM还推出了应用虚拟工具套件，包括应用监督模块――企业负载管理器(EWLM)，可以在异构环境下自动管理分布式企业级系统，EWLM还可以自动按照应用拓扑调整网络路由。与EWLM相配合的是一个应用管理模块Tivoli Provisioning Manger(TPM)，与EWLM配合可以实现系统部署和配置步骤的自动化，为IT系统的自动部署、资源分配和启用提供解决方案。
IBM System策略发布后，IBM System z9、虚拟引擎2.0和Blade.org协作组织等战略相继推出，虚拟技术、开放标准和加密技术等新的应用将把不同的IT系统连接起来，从而不仅支持企业内部的信息实时共享，而且还有能力支持不同行业间的企业进行无缝协作。IBM eServer系统和全新IBM System z9今后将包括不同的虚拟引擎组建模块，比如动态分区、负载管理功能、虚拟网络和虚拟I/O，通过连接这些组建模块可以创建一个覆盖整个企业的“虚拟网络”。这些组建模块技术可以提高实施速度，并通过进一步集成创建一个企业范围的虚拟环境。IBMeServerx系列和Blade Center系统可以利用VMware软件提供的这些虚拟功能连接到这一更大的网络中。
IBM一直试图把服务器虚拟化产品和存储系统虚拟化产品整合到虚拟化引擎的大伞下。IBM提供虚拟化技术，提供的各种设备，甚至包括了路由，由此可以想像，IBM虚拟设备的空间比竞争对手大很多，而IBM最先进的虚拟技术，互操作性非常强，能够和几百种基础设备进行互操作。由此可见，IBM正在试图为企业指引出一个可管理的、更节约的“虚拟化”未来。
在操作系统领域不可一世的微软不惜自降身价，和一些规模更小的软件厂商在服务器虚拟化软件领域进行竞争。微软Virtual Server 2005计划就是最好的明证，它允许用户对服务器进行分区，使这些服务器能够支持多个操作系统和应用。未来的Virtual Server 2005将可以在Windows、Linux和Mac OS服务器及工作站上运行。 虚拟化应用，大势所趋
目前的X86平台的虚拟化大致划分为两个阵营:
一个阵营以VMware为代表的全面硬件仿真系统，其产品是通过自身模拟硬件提供虚拟机器。模仿物理服务器的本地硬件平台，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;
另一个阵营以SWsoft为代表的基于主机的虚拟化技术，其产品是通过复制软件提供虚拟服务器。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。
作为AMD和英特尔这样的芯片商，他们的新一代芯片在设计时都考虑到了硬件虚拟化功能。
早在2005，英特尔就宣布了其初步完成的Vanderpool技术外部架构规范(EAS)，并称该技术可帮助改进未来虚拟化解决方案。英特尔在2006年把Vanderpool应用于安腾架构平台，同时还计划在台式机处理器和芯片组产品中采用该技术。
而AMD在虚拟化技术方面下手更早。Pacifica技术规范是AMD计划用于其64位产品中的虚拟化技术，该技术将用于基于X86架构的服务器、台式机和笔记本电脑等系列产品。
不论是Vanderpool技术外部架构规范还是Pacifica技术规范，强调的都是基于该技术平台实现在独立分区中高效运行多个操作系统和应用程序，使一个计算机系统象多个“虚拟”系统一样运行。事实上，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的工作负载。
其他厂商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。譬如说，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OpenManage的VMware工具进入到了这个领域。
虚拟化应用，大势所趋
对于服务器硬件提供商来说，虚拟化已经成为不争的事实。根据IDC的报告显示，到2009年，企业在服务器虚拟化方面的花费将达到接近150亿美元，500人以上的企业有近四分之三都将部署虚拟化服务器。
越来越多的公司意识到，服务器优化和合并大有益处，可以发挥硬件投资的全部潜力。虚拟化技术已经成为合并服务器并最大限度地提高服务器计算能力的有效途径，同时还能减少服务器数量。
企业可以用服务器虚拟化工具在一个或两个高容量X86物理服务器中建立服务器虚拟示例，从而减少服务器数量，这样企业就可以高效利用和管理服务器计算容量。根据IDC公司的数据，服务器容量一般都处于未充分利用状态，利用率仅为10%至20%。
根据加拿大市场调查公司Info-Tech最近发布的一份研究报告，如果一个公司有60台分散的物理服务器可以实施虚拟化，那么最终可以只用两台运行10个虚拟服务器的多处理器服务器就够了。而且，每个虚拟服务器的处理能力和存储容量都可以根据需要提高或降低。该报告说，实现虚拟化以后，企业能以5、10甚至20比1的比例减少物理服务器的数量。
对于大型企业，虚拟化技术有着巨大的吸引力。在大型特别是集团型企业当中，大多数服务器里的CPU处于闲置状态，平均利用率只有15%左右。剩余的大部分潜能完全处于浪费状态，同时浪费的还有运转电源和暖通空调资源带来的巨大能耗。
根据摩尔定律勾画出的曲线，CPU的发展日新月异。相对而言，操作系统和应用方面发展则比较缓慢，购买最新的服务器，却运行旧的应用系统，这是个很现实的状况。考虑到如今超强功能的芯片，即使是最节俭的IT主管也被不得不购买超过实际需要的计算功能。在老旧服务器上顺畅运行多年的应用系统，未必需要庞大的内存及最新、最好的CPU。
这种情况下，虚拟化就有了用武之地。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。虚拟数据中心也能大大降低管理费用。
虚拟化面临的挑战与未来
虚拟化技术正以惊人的速度发展着。国内外的大多数分析师都把虚拟化作为真正有潜力的领域，因为虚拟化经历了过去几年的夸大宣传之后现在已经在企业领域显示出了强大的性能。而仍然对X86系统的服务器虚拟化技术心存炒作疑虑的人们应当考虑到:开放源代码正在参与进来，未来的虚拟化技术成本将会越来越低，容易被广泛的用户所接受。无论如何，服务器虚拟化市场格局日新月异，无论从性能、稳定性、SAN集成和64位支持任何一个方面来衡量，一批新的虚拟化平台与技术都在突飞猛进。
从长远看，虚拟化技术是一个大趋势，会给企业的管理层和维护层带来巨大的利益。但是，用户采用虚拟化技术不是迫在眉睫的事情，这需要一个渐进的过程。
在可以想见的未来，企业用户希望看到旨在解决这些问题的更多的虚拟化技术、产品、解决方案面世。无论从哪个方面来考虑，虚拟化技术都应当肩负更多的责任，为企业解决更多的能耗和管理问题。
由于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，虚拟化技术因此也就成了理所当然的选择。
从行业上面来看，一些行业(如电信、金融等)数据量增长很大，对虚拟化有很大的需求。另外，根据目前法规的要求，灾难恢复、灾备对业务连续性的行业也是必须的。政府出台了对数据监管的法规和要求，数据存储量和处理量都迅猛增长。一些行业、企业数据量是每三到五年甚至更短的周期就要增加一个数量级，要花很多资金采购大量异构性非常强的设备，虚拟化技术可以很好地解决异构化的问题，节省CPU资源。
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