簡介
究竟什么是虛擬化呢？事實上，虛擬化技術(shù)的核心思路就是，通過軟件或固件管理程序（Hypervisor）構(gòu)成虛擬化層并對其進行管理，把物理資源映射為虛擬資源（如圖 3-1 所示）。這些虛擬資源在使用上和物理資源的特性相差很少或沒有差別。如下圖所示，可以被虛擬化的資源包括了服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源（也包括了一些比較專用的設(shè)備）。
圖 3 - 1 虛擬化的概念 虛擬化技術(shù)的根本目的就是通過有效管理虛擬資源和物理資源之間的映射關(guān)系來達到充分共享物理資源的目的，同時為應(yīng)用系統(tǒng)提供較好的服務(wù)水準。
不難想象，有效利用虛擬化技術(shù)所實現(xiàn)的這種從獨占到共享的轉(zhuǎn)變，可以進一步實現(xiàn)整合、簡化 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)、提高 IT 資源的整體利用率，降低管理成本等等。根據(jù)具體的實現(xiàn)，還可以增強 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的可用性，有利于實現(xiàn)在業(yè)務(wù)不中斷的條件下進行系統(tǒng)維護工作。
服務(wù)器虛擬化
服務(wù)器虛擬化就是把服務(wù)器所擁有的物理資源通過虛擬化技術(shù)映射成虛擬資源。而這些虛擬資源從操作系統(tǒng)的使用和應(yīng)用的使用上是相對獨立的。這樣，就可以在同一臺物理計算機上運行多個獨立的操作系統(tǒng)及相互獨立的應(yīng)用。服務(wù)器所擁有的資源（如CPU、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡(luò)資源等）可以被這些應(yīng)用環(huán)境（或獨立的操作系統(tǒng)）共享。配合其他諸如工作負載管理（Workload Management）等技術(shù)，可以讓服務(wù)器在滿足不同類型的工作負載的服務(wù)水平的同時，充分利用服務(wù)器的物理資源。
虛擬化技術(shù)早在上世紀 60 年代就開始隨著 IBM 大型主機推向市場。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前業(yè)界已經(jīng)有多種服務(wù)器虛擬化技術(shù)，例如 IBM 大型主機的邏輯分區(qū)技術(shù)和虛擬機技術(shù)；UNIX 服務(wù)器領(lǐng)域有 IBM PowerVM（動態(tài)邏輯分區(qū)，微分區(qū)）；HP 的 nPAR、vPar 技術(shù)；Sun 的 Dynamic System Domain 分區(qū)技術(shù)；PC 服務(wù)器上有 VMware、Xen 等技術(shù)。這些技術(shù)基本上覆蓋了各個規(guī)模的用戶群，給客戶的服務(wù)器整合方案帶來多種選擇。
從技術(shù)上講，各個廠商的服務(wù)器虛擬化技術(shù)主要可以劃分為下列四種類型：
- 硬件分區(qū)（Hardware Partition）或物理分區(qū)
通過硬件分區(qū)實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化的技術(shù)架構(gòu)如圖 3-2 所示：
硬件分區(qū)技術(shù)是在支持多個物理單元板的服務(wù)器上實現(xiàn)的，分區(qū)資源以單元板為單位進行劃分，一臺物理服務(wù)器可以被劃分成多個物理分區(qū)，代表產(chǎn)品有 HP 的 nPAR、vPAR，和 Sun 的 Dynamic System Domains 等。
- 邏輯分區(qū)
與物理分區(qū)不同，邏輯分區(qū)的資源劃分不依賴于其物理 位置，因此，每個分區(qū)中的 CPU 資源分配粒度為一顆物理 CPU 或以更小的粒度為單位。邏輯分區(qū)技術(shù)的架構(gòu)如圖 3-3所示：
不同廠家基于自身硬件設(shè)備的特點提供了不同類型的邏輯分區(qū)技術(shù)。例如 IBM LPAR技術(shù)、SUN 的 LDom 技術(shù)等。
- 虛擬機
除了基于硬件實現(xiàn)的虛擬化技術(shù)，還出現(xiàn)了基于軟件的虛擬機技術(shù)，該技術(shù)不再對硬件資源進行劃分，而是在硬件上首先部署一套 Host 系統(tǒng)，再在其上運行 Guest 操作系統(tǒng),其架構(gòu)如圖 3-4所示：
其代表產(chǎn)品有 VMware，微軟的 Virtual PC/Server、HP IVM、Xen 等。
- 操作系統(tǒng)層面的虛擬化（Operating system-level virtualization）
操作系統(tǒng)層面的虛擬化不同于前面三種虛擬化技術(shù)，它是通過在同一個操作系統(tǒng)內(nèi)建立相對獨立的分區(qū)來實現(xiàn)的，其結(jié)構(gòu)圖如圖 3-5 所示：
圖 3 - 5 操作系統(tǒng)分區(qū)架構(gòu)圖
上面所列的四種虛擬化技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點，可根據(jù)用戶的具體需要進行選擇：
- 硬件分區(qū)之間的獨立性更強，可靠性相對更高，但其靈活性較差。
- 操作系統(tǒng)級的虛擬化技術(shù)有利于更大限度地使用系統(tǒng)資源，減少需要維護的操作系統(tǒng)個數(shù)。
- 基于 Hypervisor 的邏輯分區(qū)不但可以極大地提高資源使用率，還提供了良好的性能和動態(tài)調(diào)配資源的能力，可以在同一臺主機的不同分區(qū)中安裝異構(gòu)的操作系統(tǒng)。
- 虛擬機技術(shù)雖然可以提高資源的利用率，但由于資源的分配是通過軟件實現(xiàn)，各分區(qū)系統(tǒng)的性能受到的影響相對較大。
存儲虛擬化
存儲虛擬化即是把分散的、不同品牌或不同級別的存儲產(chǎn)品統(tǒng)一到一個或幾個大的存儲池下，用戶看見的不再是孤立的、分散的系統(tǒng)，而是一個統(tǒng)一的整體。用戶管理的也是一個整體存儲，而不是一個一個的具體的系統(tǒng)。如圖 3-6 所示，通過在物理存儲系統(tǒng)和服務(wù)器之間增加一個虛擬層，將使用者（例如服務(wù)器）使用的物理存儲虛擬化成邏輯存儲。使用者只和邏輯存儲打交道，而存儲硬件的增減、調(diào)換、分拆、合并對使用者完全透明。對于存儲的管理者來說，存儲虛擬化的引入，使得存儲管理更加統(tǒng)一，管理效率提高。同時，資源的使用率也大幅提高。
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