虚拟化技术分类与介绍.doc

今天虚拟化能够用来进行服务器、 存放、 网络、 桌面应用程序整合, 提升系统资源利用率, 提升管理灵活性, 节省服务器空间和电耗成本。虚拟化是云计算基础, 没有虚拟化就没有云计算。
　　虚拟化是一个方法, 本质上讲是指从逻辑角度而不是物理角度来对资源进行配置, 是从单一逻辑角度来看待不一样物理资源方法。虚拟化是一个逻辑角度出发资源配置技术, 是物理实际逻辑抽象。
　　对于用户, 虚拟化技术实现了软件跟硬件分离, 用户不需要考虑后台具体硬件实现, 而只需在虚拟层环境上运行自己系统和软件。而这些系统和软件在运行时, 也似乎跟后台物理平台无关。
　　和传统IT资源分配应用方法相比, 虚拟化有以下优势: 虚拟化技术能够大大提升资源利用率; 提供相互隔离、 安全、 高效应用实施环境; 虚拟化系统能够方便地管理和升级资源。虚拟化技术带来了如此多优势与好处, 下面就介绍现有较成熟各类虚拟化技术。
　　一、 服务器虚拟化
　　服务器虚拟化能够经过区分资源优先次序, 并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们工作负载来简化管理和提升效率, 从而降低为单个工作负载峰值而贮备资源。
　　经过服务器虚拟化技术, 用户能够动态启用虚拟服务器（又叫虚拟机）, 每个服务器实际上能够让操作系统（以及在上面运行任何应用程序）误认为虚拟机就是实际硬件。运行多个虚拟机还能够充足发挥物理服务器计算潜能, 快速应对数据中心不停改变需求。
　　现在常见服务器关键分为Unix服务器和x86服务器, 对Unix服务器而言, IBM、 HP、 Sun各有自己技术标准, 没有统一虚拟化技术; 所以, 现在Unix虚拟化还受具体产品平台制约, 不过Unix服务器虚拟化通常会用到硬件分区技术。而x86服务器虚拟化则标准相对开放, 下面介绍x86服务器虚拟化技术。
　　1、 完全虚拟化
　　使用hypervisor在VM和底层硬件之间建立一个抽象层, hypervisor捕捉CPU指令, 为指令访问硬件控制器和外设充当中介。这种虚拟化技术几乎能让任何一款操作系统不加改动就能够安装在VM上, 而它们不知道自己运行在虚拟化环境下。完全虚拟化关键缺点是, hypervisor会带来处理开销。
　　2、 准虚拟化
　　完全虚拟化是处理器密集型技术, 因为它要求hypervisor管理各个虚拟服务器, 并让它们相互独立。减轻这种负担一个方法就是, 改动用户操作系统, 让它认为自己运行在虚拟环境下, 能够与hypervisor协同工作, 这种方法就叫准虚拟化。准虚拟化技术优点是性能高。经过准虚拟化处理服务器可与hypervisor协同工作, 其响应能力几乎不亚于未经过虚拟化处理服务器。
　　3、 操作系统层虚拟化
　　实现虚拟化还有一个方法, 那就是在操作系统层面增添虚拟服务器功效。就操作系统层虚拟化而言, 没有独立hypervisor层。相反, 主机操作系统本身就负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源, 而且让这些服务器相互独立。一个显著区分是, 假如使用操作系统层虚拟化, 全部虚拟服务器必需运行同一操作系统。
　　即使操作系统层虚拟化灵活性比较差, 但本机速度性能比较高。另外, 因为架构在全部虚拟服务器上使用单一、 标准操作系统, 管理起来比异构环境要轻易。
　　二、 存放虚拟化
　　所谓虚拟存放, 就是把多个存放介质模块（如硬盘、 RAID）经过一定手段集中管理起来, 全部存放模块在一个存放池中得到统一管理, 从主机和工作站角度, 看到就不是多个硬盘, 而是一个分区或者卷, 就好象是一个超大容量硬盘。这种能够将多个、 多个存放设备统一管理起来, 为使用者提供大容量、 高数据传输性能存放系统, 就称之为虚拟存放。
　　虚拟存放设备关键经过大规模RAID子系统和多个I/O通道连接到服务器上, 智能控制器提供LUN访问控制、 缓存和其她如数据复制等管理功效。这种方法优点在于存放设备管理员对设备有完全控制权, 而且经过与服务器系统分开, 能够将存放管理与多个服务器操作系统隔离, 而且能够很轻易地调整硬件参数。
　　从虚拟化存放拓扑结构来讲关键有两种方法: 即对称式(带内管理)与非对称式(带外管理)。对称式虚拟存放技术是指虚拟存放控制设备与存放软件系统、 交换设备集成为一个整体, 内嵌在网络数据传输路径中; 非对称式虚拟存放技术是指虚拟存放控制设备独立于数据传输路径之外。
　　三、 网络虚拟化
　　网络虚拟化从总体来说, 分为纵向分割和横向整合两大类概念。
　　1、 纵向分割
　　早期"网络虚拟化", 是指虚拟专用网络 (VPN)。VPN 对网络连接概念进行了抽象, 许可远程用户访问组织内部网络, 就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化能够帮助保护IT环境, 预防来自Internet 威胁, 同时使用户能够快速安全访问应用程序和数据。
　　随即网络虚拟化技术伴随数据中心业务要求发展为: 多个应用承载在一张物理网络上, 经过网络虚拟化分割(称为纵向分割)功效使得不一样企业机构相互隔离, 但可在同一网络上访问本身应用, 从而实现了将物理网络进行逻辑纵向分割虚拟化为多个网络。
　　假如把一个企业网络分隔成多个不一样子网络――它们使用不一样规则和控制, 用户就能够充足利用基础网络虚拟化功效, 而不是布署多套网络来实现这种隔离机制。
　　网络虚拟化并不是什么新概念, 因为多年来, 虚拟局域网（VLAN）技术作为基础隔离技术已经广泛应用。目前在交换网络上经过VLAN来区分不一样业务网段、 配合防火墙等安全产品划分安全区域, 是数据中心基础设计内容之一。
　　2、 横向整合
　　从另外一个角度来看, 多个网络节点承载上层应用, 基于冗余网络设计带来复杂性, 而将多个网络节点进行整合(称为横向整合), 虚拟化成一台逻辑设备, 提升数据中心网络可用性、 节点性能同时将极大简化网络架构。
　　使用网络虚拟化技术, 用户能够将多台设备连接, “横向整合”起来组成一个“联合设备”, 并将这些设备看作单一设备进行管理和使用。虚拟化整合后设备组成了一个逻辑单元, 在网络中表现为一个网元节点, 管理简单化、 配置简单化、 可跨设备链路聚合, 极大简化网络架构, 同时深入增强冗余可靠性。
　　四、 应用虚拟化
　　应用虚拟化通常包含两层含义, 一是应用软件虚拟化, 一是桌面虚拟化。所谓应用软件虚拟化, 就是将应用软件从操作系统中分离出来, 经过自己压缩后可实施文件夹来运行, 而无须需要任何设备驱动程序或者与用户文件系统相连, 借助于这种技术, 用户能够减小应用软件安全隐患和维护成本, 以及进行合理数据备份与恢复。
　　桌面虚拟化就是专注于桌面应用及其运行环境模拟与分发, 是对现有桌面管理自动化体系完善和补充。当今桌面环境将桌面组件（硬件、 操作系统、 应用程序、 用户配置文件和数据）联络在一起, 给支持和维护带来了很大困难。采取桌面虚拟化技术以后, 将不需要在每个用户桌面上布署和管理多个软件用户端系统, 全部应用用户端系统都将一次性地布署在数据中心一台专用服务器上, 这台服务器就放在应用服务器前面。用户端也将不需要经过网络向每个用户发送实际数据, 只有虚拟用户端界面（屏幕图像更新、 按键、 鼠标移动等）被实际传送并显示在用户电脑上。这个过程对最终用户是一目了然, 最终用户感觉仿佛是实际用户端软件正在她桌面上运行一样。
　　桌面虚拟化带来成本效益也是相当诱人。经过将IT系统管理集中起来, 企业能够同时实现多种不一样效益, 从带宽成本节省到提升IT效率和职员生产力, 以及延长目前系统使用寿命等。
　　在以上虚拟化技术中, 服务器虚拟化技术、 应用虚拟化中桌面虚拟化技术相对成熟, 也是使用得较多技术, 而其她虚拟化技术, 则还需要在实践中深入检验和完善。