什么是虛擬化

虛擬化是指計算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運(yùn)行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計算機(jī)的工作效率。

幾種虛擬化軟件介紹

RedHat KVM
虛擬化方式：完全虛擬化

架構(gòu)：寄居架構(gòu)（linux內(nèi)核）;祼金屬架構(gòu)RHEV-H

特點(diǎn)：祼金屬架構(gòu)RHEV-H或在關(guān)鍵的硬盤和網(wǎng)卡上支持半虛擬化VirtIO，達(dá)到最佳性能。

I/O協(xié)議棧：KVM重用了整個Linux I/O協(xié)議棧，所以KVM的用戶就自然就獲得了最新的驅(qū)動和I/O協(xié)議棧的改進(jìn)。

架構(gòu)圖：



VmWare ESX
虛擬化方式：完全虛擬化

架構(gòu)：裸金屬架構(gòu)

I/O協(xié)議棧：VMware選擇性能，但是把I/O協(xié)議棧放到了hypervisor里面。不幸的是，VMware kernel是專有的，那就意味著VMware不得不開發(fā)和維護(hù)整個協(xié)議棧，會導(dǎo)致開發(fā)速度會減慢，你的硬件可能要等一段時間才會得到VMware的支持。

架構(gòu)圖：



Citrix XenServer
虛擬化方式：半虛擬化(linux安裝linux);全虛擬化(linux安裝windows),硬件輔助虛擬化

架構(gòu)：裸金屬架構(gòu)

I/O協(xié)議棧：Xen選擇了可維護(hù)這條道路，它將所有的I/O操作放到了Linux guest里面，也就是所謂的domain-0里面。重用Linux來做I/O, Xen的維護(hù)者就不用重寫整個I/O協(xié)議棧了。但不幸的是，這樣就犧牲了性能：每一個中斷都必需經(jīng)過Xen的調(diào)度，才能切換到domain 0, 并且所有的東西都不得不經(jīng)過一個附加層的映射。

架構(gòu)圖：



Microsoft Hyper-V
虛擬化方式：半虛擬化

架構(gòu)：裸金屬架構(gòu)Hyper-V Server;寄居架構(gòu) Windows 2008

特點(diǎn)：父分區(qū)（宿主機(jī)操作系統(tǒng)）的位置挪到了子分區(qū)（虛擬機(jī)操作系統(tǒng)）的旁邊，宿主機(jī)操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)操作系統(tǒng)是平級的，沒有誰依附誰之上的關(guān)系。

I/O協(xié)議棧：虛擬機(jī)看到的所有設(shè)備不再都是虛擬出來的，有部分的硬件資源是真實的物理設(shè)備。

架構(gòu)圖：



什么是硬件虛擬化

虛擬化：從簡單入手
虛擬化是一個廣義的術(shù)語，是一個為了簡化管理，優(yōu)化資源的解決方案。如同現(xiàn)在空曠、通透的寫字樓，整個 樓層幾乎看不到墻壁，用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間，進(jìn)而節(jié)省成本，發(fā)揮空間最大利用率。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同需求進(jìn)行重 新規(guī)劃以達(dá)到最大利用率的思路，在IT領(lǐng)域就叫做虛擬化技術(shù)。

硬件虛擬化：虛擬化技術(shù)的革命
CPU的虛擬化技術(shù)是一種硬件方案，支持虛擬技術(shù)的CPU帶有經(jīng)特別優(yōu)化過的指令集來控制虛擬過程，通過這些指令集，虛擬機(jī)可以很容易提高性能，相比純軟件的虛擬化技術(shù)會在很大程度上提高性能。

純軟件的虛擬化技術(shù)
在純軟件虛擬化解決方案中，虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)其實是真是操作系統(tǒng)下的一個應(yīng)用程序，因此，虛擬操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序到實際操作系統(tǒng)就要比通常應(yīng)用程序多經(jīng)過一個通信層。

虛擬化技術(shù)分類

平臺虛擬化（Platform Virtualization）
針對計算機(jī)和操作系統(tǒng)的虛擬化。

資源虛擬化（Resource Virtualization）
針對特定的系統(tǒng)資源的虛擬化，比如內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源等。

應(yīng)用程序虛擬化（Application Virtualization）
包括仿真、模擬、解釋技術(shù)等。

我們通常所說的虛擬化主要是指平臺虛擬化技術(shù)，通過使用控制程序（Control Program，也被稱 為 Virtual Machine Monitor 或 Hypervisor），隱藏特定計算平臺的實際物理特性，為用戶提供抽象的、統(tǒng)一的、模擬的 計算環(huán)境（稱為虛擬機(jī)）。虛擬機(jī)中運(yùn)行的操作系統(tǒng)被稱為客戶機(jī)操作系統(tǒng)（Guest OS），運(yùn)行虛擬機(jī)監(jiān)控器的操作系統(tǒng)被稱為主機(jī)操作系統(tǒng) （Host OS），當(dāng)然某些虛擬機(jī)監(jiān)控器可以脫離操作系統(tǒng)直接運(yùn)行在硬件之上（如 VMWARE 的 ESX 產(chǎn)品）。運(yùn)行虛擬機(jī)的真實系統(tǒng)我們稱之為 主機(jī)系統(tǒng)。

虛擬化的未來

可以想象一下，未來的虛擬化發(fā)展將會是多元化的，包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等更多的元素，用戶將無法分辨哪些是虛，哪些是實。虛擬化將改變現(xiàn)在的傳統(tǒng)IT架 構(gòu)，而且將互聯(lián)網(wǎng)中的所有資源全部連在一起，形成一個大的計算中心，而我們卻不用關(guān)心所有這一切，而只需關(guān)心提供給自己的服務(wù)是否正常。雖然虛擬化技術(shù)前 景看好，但是，這一過程還有很長的路要走，因為還沒有哪種技術(shù)是不存在潛在缺陷甚至陷阱的。但是相信，虛擬化技術(shù)將會成為未來的主要發(fā)展方向。