标题: [转贴] 2007年常见四种虚拟化技术优劣势对比
蓝色虫
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2007年常见四种虚拟化技术优劣势对比

【IT168专稿】虚拟化技术(Virtualization)和分区(Partition)技术是紧密结合在一起,从60年代Unix诞生起,虚拟化技术和分区技术就开始了发展,并且经历了从“硬件分区”->“虚拟机”->“准虚拟机”->“虚拟操作系统”的发展历程。最早的分区技术诞生自人们想提升大型主机利用率需求。比如在金融、科学等领域,大型Unix服务器通常价值数千万乃至上亿元,但是实际使用中多个部门却不能很好的共享其计算能力,常导致需要计算的部门无法获得计算能力,而不需要大量计算能力的部门占有了过多的资源。这个时候分区技术出现了,它可以将一台大型服务器分割成若干分区,分别提供给生产部门、测试部门、研发部门以及其他部门。

    几种常见的虚拟化技术代表产品如下:

类型

代表产品

硬件分区

IBM/HP等大型机硬件分区技术

虚拟机Virtual Machine Monitor

EMC VMware Mircosoft Virtual PC/Server Parallels

准虚拟机Para-Virtualization

Xen Project

虚拟操作系统OS Virtualization

SWsoft Virtuozzo/OpenVZ Project Sun Solaris Container

HP vSE FreeBSD Jail

Linux Vserver


硬件分区技术

    硬件分区技术如下图所示:硬件资源被划分成数个分区,每个分区享有独立的CPU内存,并安装独立的操作系统。在一台服务器上,存在有多个系统实例,同时启动了多个操作系统。这种分区方法的主要缺点是缺乏很好的灵活性,不能对资源做出有效调配。随着技术的进步,现在对于资源划分的颗粒已经远远提升,例如在IBM AIX系统上,对CPU资源的划分颗粒可以达到0.1个CPU。这种分区方式,在目前的金融领域,比如在银行信息中心得到了广泛采用。


虚拟机技术
    在虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)中,不再对底层的硬件资源进行划分,而是部署一个统一的Host系统。在Host系统上,加装了Virtual Machine Monitor,虚拟层作为应用级别的软件而存在,不涉及操作系统内核。虚拟层会给每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备,包含CPU内存主板显卡网卡等硬件资源,在其上安装所谓的Guest操作系统。最终用户的应用程序,运行在Guest操作系统中。如下图所示。

    这种虚拟机运行的方式有一定的优点,比如能在一个节点上安装多个不同类型的操作系统;但缺点也非常明显,虚拟硬件设备要消耗资源,大量代码需要被翻译执行,造成了性能的损耗,使其更合适用于实验室等特殊环境。其代表产品有EMC旗下的VMware系列、微软旗下的Virtual PC/Server系列等。

准虚拟机技术
    为了改善虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)的性能,一种新的准虚拟化技术(Para-Virtualizion)技术诞生了。这种虚拟技术以Xen为代表,其特点是修改操作系统的内核,加入一个Xen Hypervisor层。它允许安装在同一硬件设备上的多个系统可以同时启动,由Xen Hypervisor来进行资源调配。
   
    在这种虚拟环境下,依然需要模拟硬件设备,安装Guest操作系统,并且还需要修改操作系统的内核。Xen相对于传统的Virtual Machine Monitor,性能稍有提高,但并不十分显著。为了进一步提高性能,Intel和AMD分别开发了VT和Pacifica虚拟技术,将虚拟指令加入到了CPU中。使用了CPU支持的硬件虚拟技术,将不再需要修改操作系统内核,而是由CPU指令集进行相应的转换操作。

操作系统虚拟化技术
    最新的虚拟化技术已经发展到了操作系统虚拟化,以SWsoft的Virtuozzo/OpenVZ和Sun基于Solaris平台的Container技术为代表,其中Virtuozzo是商业解决方案,而OpenVZ是以Virtuozzo为基础的开源项目。他们的特点是一个单一的节点运行着唯一的操作系统实例。通过在这个系统上加装虚拟化平台,可以将系统划分成多个独立隔离的容器,每个容器是一个虚拟的操作系统,被称为虚拟环境(即VE,Virtual Environment),也被称为虚拟专用服务器(即VPS,Virtual Private Server)。如下图所示:

    在操作系统虚拟化技术中,每个节点上只有唯一的系统内核,不虚拟任何硬件设备。此外,多个虚拟环境以模板的方式共享一个文件系统,性能得以大幅度提升。在生产环境中,一台服务器可根据环境需要,运行一个VE/VPS,或者运行上百个VE/VPS。所以,操作系统虚拟化技术是面向生产环境、商业运行环境的技术。
表:常见虚拟化技术对比

(点击看大图)

    从最早的硬件分区到现阶段的虚拟机和虚拟操作系统,虚拟化技术已经发展了好几代,不同的技术路线也带来了不同的优劣势。选择什么样的技术和产品,用户还是应该结合自身的预算和应用实践来决策。(本文作者系SWsoft中国首席工程师)





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webmedia
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发表于 2007-3-19 16:35  资料  个人空间  短消息  加为好友 
好文章,我顶!
不知道现在大家除了用虚拟机学习外,在企业关键业务上有部署的案例么?

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发表于 2007-3-19 20:54  资料  个人空间  主页 短消息  加为好友  添加 老农 为MSN好友 通过MSN和 老农 交谈 QQ
虚拟机的种类很多的,每家有自己的说法,每样就自己适合的场合,也有不适合的场合。





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发表于 2007-3-19 22:31  资料  个人空间  短消息  加为好友 
回复 #2 webmedia 的帖子

我正考虑“转换服务器操作系统平台”的方案

Unix和Linux要让客户使用,就要在1台服务器运行2套以上的操作系统

这样他们也能客观的比较下哪个更好





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发表于 2007-4-17 02:17  资料  个人空间  短消息  加为好友  添加 gaoxuan511 为MSN好友 通过MSN和 gaoxuan511 交谈
好文章顶一下,希望能开一个专题专门讨论一下虚拟化技术!

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蓝色虫
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发表于 2007-7-6 12:09  资料  个人空间  短消息  加为好友 
直击2007全球虚拟化技术大会

直击2007全球虚拟化技术大会



    【IT168 专稿】虽然虚拟化今天在国内的应用还不很广泛(参看IT168调查报告),但这不影响它成为热点——越来越多的人开始关注它、研究它。7月3日,英特尔、AMD、IBM、HP、DELL的代表同时出现在了由Novell举办的2007全球虚拟化技术大会上,这么多重量级厂商同台演讲可是不可多见的一个现象。上下两层的北京长安大戏院也被来自各行各业的用户挤得满满的。



开源XEN虚拟化技术有能成为X86工业标准


    XEN是一种新的开源hypervisor,“站在Linux和X86的交叉点上”,很快有望形成一种行业标准。Gartner在2006年11月的一份报告中指出,“Xen hypervisor在现有虚拟化技术中有最大的可能性成为X86工业标准,并在未来的生态系统中扮演核心的角色。...要跟上形势,企业应考虑在Xen hypervisor技术上进行战略性投资并考虑在2007年开始部署。”


    在此次虚拟化技术大会上,无论是操作系统厂商Novell,系统厂商IBM、HP、DELL,还是芯片厂商英特尔和AMD,都表示或多或少地采用或支持XEN技术。虽然当前Vmware等产品要领先XEN好几年,但二者之间的差距正飞快地缩小。而且XEN及其生态系统已经达到了关键的地位,XEN hypervisor正在被越来越多的人所看好。

Linux与Windows的兼容性影响虚拟化的可用价值

    Novell东亚区总裁张先民博士在“Novell与微软互操作性”的专题介绍中谈到,随着Linux的应用越来越广泛,Linux与Windows共存于用户IT架构中已是既成的事实,这两大操作系统之间的兼容性与互操作性也同样不可回避,因此,Novell与微软在去年10月份达成了合作,以增强双方的兼容性(虚拟化技术、文档格式、多操作系统管理、目录)及知识产权保护。

    当前,在虚拟化技术方面,双方服务器主流操作系统下的半虚拟、全虚拟正逐步得以实现。Novell东亚区技术总监李岩介绍说,Novell和微软在虚拟化上的合作可以概括为“互为虚拟化”——在SUSE Linux Enterprise Server 10上,可以以半虚拟化的方式运行微软下一代操作系统Longhorn,以及以全虚拟化方式运行Windows 2000/2003/XP;而在Longhorn上,可以支持SLES10的半虚拟化,在微软Virtual Server R2上可以实现SLES9、10的全虚拟化。

四核比双核更适用于虚拟化

    今天,计算领域正面临一种关键的矛盾:一方面是IT资源使用率偏低的现状,另一方面是多核、刀片、存储等技术带来的效能的大幅提升。如何在资源过多和资源使用率不足之间取得平衡,虚拟化提供了一种思路,并正逐步得到广泛共识。试想一下,在单核时代,我们的服务器资源利用率不过10%,在多核时代,如果不改变传统的“一个应用占用一台服务器”的模式,我们的资源岂不是浪费得更多?

    英特尔认为,同样是一台双路服务器,采用四核CPU的机型要比双核机型更适用于虚拟化应用,因为对于某个虚拟机而言,能够分配到的CPU内核数增多了,而且四核系统在售价、体积、功耗方面能够与双核保持一致。在“英特尔四核处理器/XEN虚拟化性能演示”中,我们看到,在Oracle Times Ten数据库应用测试中,每分钟处理事务的数量从280万(分配两个核)增加到了480万(分配5个核),提升幅度达70%;在3维动画制作测试中,渲染一帧的平均时间从11秒(分配一个核)降低到了7秒(分配两个核),性能提升40%。因此,如果你要进行虚拟化部署,四核系统应该是个不错的选择。

不同应用类型要使用不同的整合比率

    当前,虚拟化主要用于服务器整合、研发测试、灾难恢复、动态负载平衡几个方面,但根据业务应用的重要性及特点不同,虚拟化所能整合的幅度也是不同的。

    对此,英特尔服务器产品市场经理赵萌给出了建议,对于关键业务如高性能数据库服务,其工作负载较大,可预见性较低,需要占用较多的计算资源,而且故障切换容错能力低,建议采用基于至强7100、7300的多路SMP系统,整合比率为6:1或更低;而对于主流的基础设施,可以采用至强5300,整合比率为8-16:1;对于大规模整合业务,由于受空间、成本限制,应用工作负载很少,且可以预见,则可以在至强7100、7300系统上实现更高比率的整合,20:1或更高。

除了性能,还要关注安全性

    随着英特尔VT和AMD-V等硬件辅助虚拟化技术的实现,当前,英特尔和AMD的主流服务器处理器都加入了支持虚拟化的功能,从而有助于提高虚拟化的性能,减少传统纯软件虚拟化方法难以避免的性能损耗。

但AMD应用工程师柳敬谈到,除了性能,一个以往容易被忽视的问题就是安全性。为了避免一个虚拟机(运行打印服务器)影响到另一台虚拟机(运行数据库服务器),AMD使用了Device Exclusion Vector(DEV)技术,使得Hypervisor可以创建保护域,来根据授权与否决定某个设备能否访关内存页,即某个虚拟机可以完全访问属于自己权限内的内存页,而无法访问其他虚拟机专有的资源。

动态配置和优化IT资源将是虚拟化下一个阶段

     IBM系统科技部System X服务器高端产品经理张振宇谈到,当前,虚拟化的发展还处于初级阶段,比如通过合并IT资源来简化IT架构,以降低成本,通过创建逻辑资源池来提高使用率。

    下一步,虚拟化的重点会转向部署与统一协调上来,即通过自动和快速的部署提高灵活性,通过基于策略的运算来更好地实现IT对业务的配合。实地动态配置和优化IT资源将是虚拟化未来的目的所在,数据中心管理员可以动态增加、删除、移动和配置服务器、分区、存储和网络资源,满足变化的业务和负载的需要,实现数据中心的自动化。

    虽然各厂商对虚拟化的未来前景充满信心,但在企业级X86领域里实现这一功能还不过是这几年的事情,因此,虚拟化领域要解决的问题还很多,如安全性、异构平台间的互操作性、计算存储I/O等各种资源的动态分配等。不过,面对这样一个趋势,无论你现在是否决定部署虚拟化,多了解和掌握一些这方面的知识还是非常必要的。





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发表于 2007-8-13 15:52  资料  个人空间  短消息  加为好友 
IBM的在P上的虚拟技术好像也不多用。。。。

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发表于 2007-12-4 13:17  资料  个人空间  短消息  加为好友 
前一阵试用了一下swsoft的虚拟化软件

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发表于 2008-5-18 12:12  资料  个人空间  短消息  加为好友 
对vmware比较有感情

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SWSOFT的软件在IDC公司用得很多,就是许可证费用太贵

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学习了,涨见识

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各家所长,要看已什么角度去看。最后一种只是在OS系统上划分多个应用的相互隔离和资源分配。

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