詳細講解五大虛擬化主流技術

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詳細講解五大虛擬化主流技術

虛擬化，曾經(jīng)是一個技術人員最不喜歡的詞，因為對于一個搞工程科學的人來說，實在、量化、數(shù)據(jù)邏輯才是工作進行的根本。

但是現(xiàn)在，最前沿的IT技術工程師們狂熱的愛上了這個詞，因為它代表著一系列先進的技術和產(chǎn)品，掀起信息科學界又一輪技術的高潮。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。

通俗的定義來說，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，所有的資源都透明地運行在各種各樣的物理平臺上，資源的管理都將按邏輯方式進行，完全實現(xiàn)資源的自動化分配，而虛擬化技術就是實現(xiàn)它的理想工具。用一比喻來說，虛擬化技術的絕妙之處在于，終端用戶在信息化應用中，感覺不到物理設備的差異、物理距離的遠近以及物理數(shù)量的多少，按照自己正常習慣操作，進行需要的信息資源調(diào)用和交互。

隨著虛擬化技術的竄紅，打著它的旗號的“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)在各種虛擬化技術還沒能涇渭分明，但畢竟大浪淘沙，隨著時間的發(fā)展，五種主流的虛擬化技術逐步展露，它們就像如來佛祖那座著名的“五指山”一樣，在天邊等待人們“到此一游”。

這五種虛擬化技術分別是：CPU虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化、服務器虛擬化、存儲虛擬化和應用虛擬化。讓我們逐步揭開它們的面紗，看看它們各自的美麗。

CPU虛擬化

虛擬化在計算機方面通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。簡單說來，CPU 的虛擬化技術就是單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。

純軟件虛擬化解決方案存在很多限制。"客戶"操作系統(tǒng)很多情況下是通過 VMM(Virtual Machine Monitor，虛擬機監(jiān)視器)來與硬件進行通信，由VMM來決定其對系統(tǒng)上所有虛擬機的訪問。(注意，大多數(shù)處理器和內(nèi)存訪問獨立于VMM，只在發(fā)生特定事件時才會涉及VMM，如頁面錯誤。)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、顯卡和網(wǎng)卡等)的接口，模擬硬件環(huán)境。這種轉(zhuǎn)換必然會增加系統(tǒng)的復雜性。

CPU的虛擬化技術是一種硬件方案，支持虛擬技術的CPU帶有特別優(yōu)化過的指令集來控制虛擬過程，通過這些指令集，VMM會很容易提高性能，相比軟件的虛擬實現(xiàn)方式會很大程度上提高性能。虛擬化技術可提供基于芯片的功能，借助兼容VMM 軟件能夠改進純軟件解決方案。由于虛擬化硬件可提供全新的架構(gòu)，支持操作系統(tǒng)直接在上面運行，從而無需進行二進制轉(zhuǎn)換，減少了相關的性能開銷，極大簡化了 VMM設計，進而使VMM能夠按通用標準進行編寫，性能更加強大。另外，在純軟件VMM中，目前缺少對64位客戶操作系統(tǒng)的支持，而隨著64位處理器的不斷普及，這一嚴重缺點也日益突出。而CPU的虛擬化技術除支持廣泛的傳統(tǒng)操作系統(tǒng)之外，還支持64位客戶操作系統(tǒng)。

虛擬化技術是一套解決方案。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，在配合VMM的軟件情況下，也會比完全不支持虛擬化技術的系統(tǒng)有更好的性能。

兩大CPU巨頭英特爾和AMD都想方設法在虛擬化領域中占得先機，但是AMD的虛擬化技術在時間上要比英特爾落后幾個月。英特爾自2005年末開始便在其處理器產(chǎn)品線中推廣應用英特爾Virtualization Technology(Intel VT)虛擬化技術。目前，英特爾已經(jīng)發(fā)布了具有Intel VT虛擬化技術的一系列處理器產(chǎn)品，包括桌面平臺的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，以及服務器/ 工作站平臺上的Xeon LV系列、Xeon 5000系列、Xeon 5100系列、Xeon MP 7000系列以及Itanium 2 9000系列;同時絕大多數(shù)的Intel下一代主流處理器，包括Merom核心移動處理器，Conroe核心桌面處理器，Woodcrest核心服務器處理器，以及基于Montecito核心的Itanium 2高端服務器處理器都將支持Intel VT虛擬化技術。

而AMD方面也已經(jīng)發(fā)布了支持AMD Virtualization Technology(AMD VT)虛擬化技術的一系列處理器產(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。