詳細(xì)講解五大虛擬化主流技術(shù)

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詳細(xì)講解五大虛擬化主流技術(shù)

虛擬化，曾經(jīng)是一個(gè)技術(shù)人員最不喜歡的詞，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)搞工程科學(xué)的人來(lái)說(shuō)，實(shí)在、量化、數(shù)據(jù)邏輯才是工作進(jìn)行的根本。

但是現(xiàn)在，最前沿的IT技術(shù)工程師們狂熱的愛(ài)上了這個(gè)詞，因?yàn)樗碇幌盗邢冗M(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，掀起信息科學(xué)界又一輪技術(shù)的高潮。究竟什么是虛擬化?人們往往既清晰又模糊，仿佛看到它就在面前，可是又變幻著這樣或那樣的模樣。

通俗的定義來(lái)說(shuō)，虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘。未來(lái)，所有的資源都透明地運(yùn)行在各種各樣的物理平臺(tái)上，資源的管理都將按邏輯方式進(jìn)行，完全實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)化分配，而虛擬化技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)它的理想工具。用一比喻來(lái)說(shuō)，虛擬化技術(shù)的絕妙之處在于，終端用戶(hù)在信息化應(yīng)用中，感覺(jué)不到物理設(shè)備的差異、物理距離的遠(yuǎn)近以及物理數(shù)量的多少，按照自己正常習(xí)慣操作，進(jìn)行需要的信息資源調(diào)用和交互。

隨著虛擬化技術(shù)的竄紅，打著它的旗號(hào)的“衍生品”層出不窮，各色人等都想將自己的腦袋安裝在虛擬化的屁股上，然后就能跟隨這股熱潮大火一把。然而盡管到現(xiàn)在各種虛擬化技術(shù)還沒(méi)能涇渭分明，但畢竟大浪淘沙，隨著時(shí)間的發(fā)展，五種主流的虛擬化技術(shù)逐步展露，它們就像如來(lái)佛祖那座著名的“五指山”一樣，在天邊等待人們“到此一游”。

這五種虛擬化技術(shù)分別是：CPU虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化和應(yīng)用虛擬化。讓我們逐步揭開(kāi)它們的面紗，看看它們各自的美麗。

CPU虛擬化

虛擬化在計(jì)算機(jī)方面通常是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)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(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，CPU 的虛擬化技術(shù)就是單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)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(jì)算機(jī)的工作效率。

純軟件虛擬化解決方案存在很多限制。"客戶(hù)"操作系統(tǒng)很多情況下是通過(guò) VMM(Virtual Machine Monitor，虛擬機(jī)監(jiān)視器)來(lái)與硬件進(jìn)行通信，由VMM來(lái)決定其對(duì)系統(tǒng)上所有虛擬機(jī)的訪(fǎng)問(wèn)。(注意，大多數(shù)處理器和內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)獨(dú)立于VMM，只在發(fā)生特定事件時(shí)才會(huì)涉及VMM，如頁(yè)面錯(cuò)誤。)在純軟件虛擬化解決方案中，VMM在軟件套件中的位置是傳統(tǒng)意義上操作系統(tǒng)所處的位茫。如處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)、顯卡和網(wǎng)卡等)的接口，模擬硬件環(huán)境。這種轉(zhuǎn)換必然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。

CPU的虛擬化技術(shù)是一種硬件方案，支持虛擬技術(shù)的CPU帶有特別優(yōu)化過(guò)的指令集來(lái)控制虛擬過(guò)程，通過(guò)這些指令集，VMM會(huì)很容易提高性能，相比軟件的虛擬實(shí)現(xiàn)方式會(huì)很大程度上提高性能。虛擬化技術(shù)可提供基于芯片的功能，借助兼容VMM 軟件能夠改進(jìn)純軟件解決方案。由于虛擬化硬件可提供全新的架構(gòu)，支持操作系統(tǒng)直接在上面運(yùn)行，從而無(wú)需進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，減少了相關(guān)的性能開(kāi)銷(xiāo)，極大簡(jiǎn)化了 VMM設(shè)計(jì)，進(jìn)而使VMM能夠按通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編寫(xiě)，性能更加強(qiáng)大。另外，在純軟件VMM中，目前缺少對(duì)64位客戶(hù)操作系統(tǒng)的支持，而隨著64位處理器的不斷普及，這一嚴(yán)重缺點(diǎn)也日益突出。而CPU的虛擬化技術(shù)除支持廣泛的傳統(tǒng)操作系統(tǒng)之外，還支持64位客戶(hù)操作系統(tǒng)。

虛擬化技術(shù)是一套解決方案。完整的情況需要CPU、主板芯片組、BIOS和軟件的支持，例如VMM軟件或者某些操作系統(tǒng)本身。即使只是CPU支持虛擬化技術(shù)，在配合VMM的軟件情況下，也會(huì)比完全不支持虛擬化技術(shù)的系統(tǒng)有更好的性能。

兩大CPU巨頭英特爾和AMD都想方設(shè)法在虛擬化領(lǐng)域中占得先機(jī)，但是AMD的虛擬化技術(shù)在時(shí)間上要比英特爾落后幾個(gè)月。英特爾自2005年末開(kāi)始便在其處理器產(chǎn)品線(xiàn)中推廣應(yīng)用英特爾Virtualization Technology(Intel VT)虛擬化技術(shù)。目前，英特爾已經(jīng)發(fā)布了具有Intel VT虛擬化技術(shù)的一系列處理器產(chǎn)品，包括桌面平臺(tái)的Pentium 4 6X2系列、Pentium D 9X0系列和Pentium EE 9XX系列，還有Core Duo系列和Core Solo系列中的部分產(chǎn)品，以及服務(wù)器/ 工作站平臺(tái)上的Xeon LV系列、Xeon 5000系列、Xeon 5100系列、Xeon MP 7000系列以及Itanium 2 9000系列;同時(shí)絕大多數(shù)的Intel下一代主流處理器，包括Merom核心移動(dòng)處理器，Conroe核心桌面處理器，Woodcrest核心服務(wù)器處理器，以及基于Montecito核心的Itanium 2高端服務(wù)器處理器都將支持Intel VT虛擬化技術(shù)。

而AMD方面也已經(jīng)發(fā)布了支持AMD Virtualization Technology(AMD VT)虛擬化技術(shù)的一系列處理器產(chǎn)品，包括Socket S1接口的Turion 64 X2系列以及Socket AM2接口的Athlon 64 X2系列和Athlon 64 FX系列等等，并且絕大多數(shù)的AMD下一代主流處理器，包括即將發(fā)布的Socket F接口的Opteron都將支持AMD VT虛擬化技術(shù)。