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虚拟化导论

产品时间:2021-07-28 00:07

简要描述:

IT 业总是大量的使用潮水词和不停变化的术语来界说自己。有些时候这个行业所使用的最新的命名法是某种特定的技术如 x86 或者某种观点如绿色盘算。随着行业的生长,这些术语也是浮浮沉沉。 最近几年,虚拟化徐徐成为了行业的新宠。这引来了一个问题——究竟什么是虚拟化?对于一般的从业人员来讲,他们的第一反映会是在一个宿主机上运行一个或多个虚拟(客户)操作系统。然而,再往下掘客一点点就会发现这样的界说太局限了。 有大量的服务,硬件,软件可以被“虚拟化”。...

详细介绍
本文摘要:IT 业总是大量的使用潮水词和不停变化的术语来界说自己。有些时候这个行业所使用的最新的命名法是某种特定的技术如 x86 或者某种观点如绿色盘算。随着行业的生长,这些术语也是浮浮沉沉。 最近几年,虚拟化徐徐成为了行业的新宠。这引来了一个问题——究竟什么是虚拟化?对于一般的从业人员来讲,他们的第一反映会是在一个宿主机上运行一个或多个虚拟(客户)操作系统。然而,再往下掘客一点点就会发现这样的界说太局限了。 有大量的服务,硬件,软件可以被“虚拟化”。

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IT 业总是大量的使用潮水词和不停变化的术语来界说自己。有些时候这个行业所使用的最新的命名法是某种特定的技术如 x86 或者某种观点如绿色盘算。随着行业的生长,这些术语也是浮浮沉沉。

最近几年,虚拟化徐徐成为了行业的新宠。这引来了一个问题——究竟什么是虚拟化?对于一般的从业人员来讲,他们的第一反映会是在一个宿主机上运行一个或多个虚拟(客户)操作系统。然而,再往下掘客一点点就会发现这样的界说太局限了。

有大量的服务,硬件,软件可以被“虚拟化”。本文将对种种差别类型的虚拟化技术梳理一遍同时探究其各自的利与弊。

什么是虚拟化?首先,对虚拟化这个术语举行一个抽象层面的界说,这对进一步细致地讨论种种差别类型的虚拟化技术是有利益的。维基百科对其作出了如下界说: “在盘算领域,虚拟化是一个宽泛的术语,指的是对盘算机资源的抽象。虚拟化对其用户,不管是应用法式还是终端用户,隐去了盘算资源的物理特性。这包罗使一个单一的物理资源(好比一个服务器,一个操作系统,一个应用,或是一个存储设备)体现为多个虚拟资源运行;也包罗多个物理资源(好比存储设备或多台服务器)体现为一个单一的虚拟资源...”从通俗的角度来说虚拟化经常意味着:由一个物理资源建立多个虚拟资源。

由一个或多个物理资源建立一个虚拟资源。在诸如网络,存储,硬件等种种各样的场所,这一术语都被频繁地用于表达上述观点。历史配景虚拟化并不是一个新的观点。

在这一领域的早期结果有 Christopher Strachey 的论文“大型高速盘算机的时分系统”(参见另一篇详尽的虚拟化导论)。IBM 对虚拟化的探索始于其CP-40 and M44/44X研究系统。

作为回报,这又促成了其商业产物 CP-67/CMS。虚拟机的观点使用户隔脱离,并为每个用户单独模拟出一套的完整的系统。在八十年月以及九十年月初,业界逐渐从使用单一的大型主机过渡到运行更小更自制的 x86 服务器的组合。

虚拟化也因此显得不是那么的突出了。这一切都因为 1999 年VMware所推出的 VMware workstation 而发生了改变。VMware 随后推出了 ESX Server,它可以运行在裸机上而且不需要宿主操作系统。

虚拟化的类型今天,虚拟化这个术语已被广泛的运用于多种观点,其中包罗:服务端虚拟化客户端 / 桌面 / 应用法式 虚拟化网络虚拟化存储虚拟化服务 / 应用基础结构 虚拟化在以上的多数场所,将一个物理资源抽象成多个虚拟资源,或者将多个物理资源整合成一个虚拟资源的情况都可能发生。服务端虚拟化服务端虚拟化是以已经树立业界职位的 VMware,Microsoft,以及Citrix等公司为代表的虚拟化业界里最活跃的部门。运用服务器虚拟技术,一个物理的机械可以被分成多个虚拟的机械。在这种虚拟化技术的背后,其焦点是 hypervisor(虚拟机监视器)的观点。

Hypervisor 是很小的一层,它可以拦截操作系统对硬件的挪用。Hypervisor 典型的作用是为驻留在其之上的操作系统提供虚拟的 CPU 和内存。这一术语最开始是和 IBM 的 CP-370 一起使用的。Hypervisor 可以被分成两种类型:类型 1──这一类 hypervisor 也被称为原生或祼机。

它们直接运行在硬件上,虚拟的操作系统又运行在它们之上。这一类的例子包罗VMware ESX、Citrix XenServer、Microsoft’s Hyper-V。类型 2──这一类 hypervisor 运行在已有的宿主系统之上,而虚拟的操作系统运行在硬件之上的第三层。

这一类例子包罗VMware Workstation以及SWSoft’s Parallels Desktop。与第一类 hypervisor 相关的观点是泛虚拟化(paravirtualization)。

泛虚拟化是这样一种技术,软件接口以与底层硬件相似但并不完全一致的方式得以出现。操作系统必须移植以运行在泛虚拟的 hypervisor 之上。经修改的操作系统通过泛虚拟的 hypervisor 所支持的“超级挪用(hypercalls)”直接与硬件打交道。

盛行的 Xen 项目就是使用了这一类虚拟技术。从 3.0 版开始 Xen 也开始支持借助硬件的虚拟化技术,如 Intel 的 VT-x 以及 AMD 的 AMD-V。

这些扩展使得 Xen 可以支持原生(未经修改)的操作系统,如微软视窗系统。对于使用服务端虚拟化技术的公司来说,这项技术带给了他们许许多多利益,经常提起的就有:提升硬件使用率——带来的效果是硬件的节约,淘汰了治理的开销, 并节约了能源。宁静——洁净的镜像可用来重建受损的系统。

虚拟机也同样可以提供沙盒和隔离来限制可能的攻击。开发——调试和性能监控的用例能够以可重复的方式利便的搭建起来。

开发者也可以容易的会见平时在他们的桌面系统上不易安装的操作系统。相应地,也会有一些潜在的倒霉因素必须去思量:宁静——如此以来,就有了更多的入口点需要去监测,如 hypervisor 和虚拟网络层。一个损坏的镜像也会随着虚拟技术的运用而流传开去。治理——虽然需要维护的物理机械少了但机械的总和可能是更多了。

维护的活儿对治理员提出了更高的要求,也许是需要一些新的技术或者去熟悉一些之前并不需要的软件。许可 / 成本会计——许多软件许可模式并没有思量到虚拟化。好比在一台机械上运行四份 Windows 的拷贝也许会划分需要四份许可证。

性能——虚拟技术将有效地划分一台物理机械上的资源,好。


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