初識虛拟化

一、虛拟化的産生背景

在2000年之前，伺服器單機性能比較差。在這種情況下一台伺服器僅能運作一個業務，對于一些需要更多資源的服務需要通過叢集等技術來實作。

随着伺服器單機性能(CPU核數、記憶體容量)的提升，如果按照傳統的業務部署模式，一台伺服器運作一個業務。在這種情況下極大的浪費了資源，比如在一個配有4核CPU，16G記憶體的伺服器上可以運作5個甚至更多的目錄樹服務。

如果在一台性能較高的伺服器上運作多個業務，勢必會因為業務之間的幹擾，存在因一個業務故障而影響其他業務的可能。在這種情況下通過虛拟化技術便可解決這種不足。請看下文的介紹

二、對虛拟化的認識

虛拟化是指使用虛拟化技術在一台實體計算機上運作多個邏輯的計算機，這些邏輯的計算機之間彼此隔離，互相獨立，運作不同的作業系統和不同業務。不同的虛拟計算機共享實體主機的硬體資源。

通過虛拟化可以整合計算機的硬體資源，進行統一配置設定和排程，提升計算機硬體資源的使用率，充分發揮計算機的整機性能。

其中虛拟化技術中關鍵的部分是VMM(虛拟機螢幕)，VMM是在計算機硬體和客戶機作業系統之間增加的一個虛拟化層。例如KVM虛拟化使用的Hypervisor和VMware vSphere所使用的Esxi等。

三、虛拟化的分類

虛拟化技術通過VMM的實作完成對CPU的虛拟化、記憶體的虛拟化、I/O的虛拟化等。根據對VMM的不同實作有完全虛拟化、準(半)虛拟化等。

完全虛拟化：由VMM為所有的客戶機作業系統提供完整的硬體模拟，客戶機作業系統的指令通過VMM捕獲翻譯後運作在計算機硬體上。代表産品：VMware vSphere，KVM

半(準)虛拟化：在VMM的上層增加一個API，客戶機作業系統直接調用API(主動)來和VMM進行通信，簡化了VMM的負擔。這種技術需要對客戶機作業系統的核心進行修改，是以客戶機作業系統不支援windows(核心不知道)。代表産品：Xen

硬體輔助虛拟化：硬體廠商通過對CPU的開發，增加CPU的新特性，來簡化VMM的工作。

補充：在完全虛拟化的基礎上，通過開發一些特定的軟體增加半虛拟化技術，進而改善計算機硬體的相容能力，提高資料的吞吐量。這類軟體有VMware 的VMware Tools，KVM的Virtio。

四、典型的虛拟化産品比較

VMWare vSphere：完全虛拟化的代表，屬于VMware。市場占有率最高。相比較于KVM，他的虛拟化平台控制機(vCenter和VCSA)可以和普通的虛拟機共同運作在計算節點

(Esxi)上。

KVM：kernel-based Virtual Machine，即基于(Linux)核心的虛拟機，屬于RedHat。KVM的VMM使用的是Hypervisor，運作在RHEV-H(KVM虛拟化的計算節點)上；其虛拟化平台管理控制機是RHEV-M。KVM屬于紅帽公司的企業級虛拟化産品(RHEV)，管理的主機數在500台左右，不适合超大規模的部署。

Xen：半虛拟化技術的典型代表，屬于Citrix(思傑公司)。

Hyper-V：微軟的虛拟化産品

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