VMware公司：领先的云计算解决方案提供商

虚拟化技术是伴随着计算机的出现而产生和发展的，虚拟化意味着对计算机资源的抽象。在云计算概念提出后，虚拟化技术可以用来对数据中心的各种资源进行虚拟化和管理，在物理服务器上虚拟出多个操作系统和应用程序，以便更好地利用计算资源。因此虚拟化技术已经成为构建云计算环境的一项关键技术。作为X86体系结构虚拟化技术的代表，VMware公司基于已有的虚拟化技术优势，面向云计算推出了一系列解决方案和新的技术，尤其是其推出的面向服务器的虚拟机产品vSphere，号称云计算的首款操作系统。

VMware公司云计算战略：VMware公司基于已有的虚拟化技术和优势，提供了云基础架构及管理、云应用平台和终端用户计算等多个层次上的解决方案，主要支持企业级组织机构利用服务器虚拟化技术，实现从目前的数据中心向云计算环境转变。这里根据VMware云计算解决方案的三层架构简要介绍VMware面向云计算的产品和技术，如图1-6所示。

图1-5 构成Force.com的主要模块

图1-6 VMware云计算三层架构

VMware公司云战略三层架构如下：

1）云基础架构及管理层（IaaS）：云基础架构及管理层由数据中心与云基础架构、安全产品、基础架构和运营管理三大部分组成。数据中心和基础架构是VMware公司云计算解决方案的基石。在这一层VMware公司的主要思路是通过虚拟化技术将数据中心转变为云计算基础架构，然后通过VMware虚拟化提供自助部署和调配的功能，企业可以创建私有云，将IT基础架构作为服务来交付使用。面向IaaS层的主要产品包括VMware vSphere系列和VMware Server系列，后者为免费版本，性能不如vSphere。

2）云应用平台层（PaaS）：在PaaS层，VM-ware公司通过收购SpringSource来构建基于云的应用开发平台，用于满足用户在云计算模式与环境下开发相应的应用。SpringSource框架能通过动态、一致的基础架构满足各种企业和Web应用的需要，以及简化新应用程序开发的开发者工具和功能。因此，VMware公司的云应用平台以SpringSource应用和VMware vSphere为基础，采用高级消息队列协议（AMQP），具有无缝扩展的弹性数据管理技术和跨物理/虚拟环境可见性的性能监控和应用管理机制，并能实现私有云和公有云之间的迁移。

3）终端用户计算解决方案：桌面虚拟化产品。

在SaaS层，VMware公司的定位还不是特别明确，主要是基于桌面和应用程序虚拟化，提供了VMware ThinApp、VMware Workstation、VMware Fusion、Zimbra、VMware Player、VMware移动虚拟平台（MVP）及VMware ACE等产品。

VMware的云计算解决方案的重点在于对数据中心等基础架构的虚拟化，因此在IaaS层上VMware的工作较多，所以这里重点介绍VMware vSphere结构、vCloud Service Director和VMware View。

1）VMware vSphere架构。VMware公司在原来的VMware Infrastructure 3（以下简称VI3）基础上推出的VMware vSphere被称为业界首款云计算操作系统。VMware vSphere主要包括两个部分：一是虚拟化管理器VMM部分，即VMware ESX 4；二是用于整合和管理VMM的VMware vCenter。其架构如图1-7所示。

图1-7 VMware vSphere架构

虚拟化从结构上可以分为寄居架构和裸金属（Bare Metal）架构：寄居架构指的是在操作系统的层面上进行虚拟机实现，VMware公司开发的VMware Workstation系列就属于寄居架构；裸金属架构是在计算机硬件上直接进行虚拟化，是架构在计算机硬件和操作系统之间的虚拟化。通过裸金属架构的虚拟化，计算机硬件直接被切割成若干个虚拟机，然后在这些虚拟机上再进行各自的系统和应用程序的安装。这样一来，虚拟机的底层是虚拟出来的CPU、内存等计算机硬件资源，而不是操作系统，虚拟机之间完全独立。

vSphere的底层就是VMware公司推出的虚拟机ESX Server。通过ESX虚拟化数据中心服务器，将数据中心转换为云计算基础架构，满足IT组织利用内部和外部资源、低成本地提供云服务的能力。ESX Serve属于裸金属架构的虚拟机。ESX Serve直接安装在服务器硬件上，在硬件和操作系统之间插入了一个稳固的虚拟化层。ESX Serve讲一个物理服务器划分为多个安全、可移植的虚拟机，这些虚拟机在同一个物理机服务器上运行。每个虚拟机都呈现为一个完成的系统（具有处理器、内存、网络、存储器和BIOS），因此Windows、Linux、So-laris和NetWare操作系统和软件应用程序都可以在虚拟机中运行，无需进行任何修改。

ESX Serve是向IT环境提供虚拟化的分布式服务的基础。ESX Server最新的版本是VM-ware ESX 4，和之前的VMware ESX 3.5/3相比，在功能和特点上有很多更新和扩展，其中最大的区别在于VMware ESX 4只支持64bit运行模式，只能安装在支持64位计算的X86物理服务器上。除了ESX Server，VMware公司还推出了精简版的ESXi Server，ESXi Server与ESX Server的最大区别在于ESXi Server去除了Service Console。

VMware ESX 4主要功能体现在如下三个方面：

① 基础架构服务：即虚拟化管理器（VMM）功能，是整个产品的基础。通过在物理机上的虚拟层可以抽象处理器、内存和I/O等资源来运行多个虚拟机。虚拟机能支持高达8个虚拟CPU和256GB内存；还支持热添加功能，可以热添加虚拟CPU、内存和网络设备，满足应用程序无缝扩展的功能。

② 增强型的基础架构服务：在基础架构服务外，VMware ESX 4还提供了能增强网络和存储I/O性能的VMDirectPath、能减少存储空间使用的VSorage Thin Provisioning和Linked Clone等增强的功能。

③ 应用程序服务：VMware ESX 4提供了vCenter Agent，用于向vCenter上传本机的管理和性能信息，根据vCenter的指示协助vMotion。

云管理平台vCenter：vCenter作为管理节点控制和整合属于其域的vSphere主机，既可以安装在物理机的操作系统上，也可以安装在虚拟机的操作系统上（官方推荐）。从实现方式上看，它是基于Java技术的，后台连接自带的微软公司SQL Server Express，也可以使用Oracle数据库，并可以使用其“链接模式”集成多个vCenter支持大量用户的访问。在通信方面，它通过vSphere主机内部自带vCenter Server Agent与ESX Server进行联系，并提供API供外部程序和vCenter客户端调用。在扩展方面，它支持很多第三方的插件。

vCenter包括以下六项基本功能：

① 资源和虚拟机的清单管理。该功能可以列出和管理vCenter管理域内所有的资源（如存储、网络、CPU和内存等）和虚拟机。

② 任务调度。支持定时任务或者及时任务（如vMotion），满足各个任务之间不出现抢占资源或者冲突的要求。(www.xing528.com)

③ 日志管理。用于记录任务和事件的日志。

④ 警告和事件管理。使用户可以及时获知系统出现的新情况。

⑤ 虚拟机部署。通过部署向导，上传vApp和虚拟磁盘等，部署虚拟机。

⑥ 主机和虚拟机的设置。用户可以修改一些主机和虚拟机的主要配置，而且还能对那些非常底层的特性进行设置，比如是否开启硬件辅助虚拟化。

vCenter还有以下七个方面的高级功能：

① 动态迁移vSphere提供了vMotion和Storage vMotion技术，分别满足虚拟机和虚拟磁盘的热迁移。

② 资源优化。VMware公司的分布式资源调度（Distributed Resource Scheduler，DRS）技术，通过将虚拟机从资源紧张的主机迁移到资源剩余的主机等方式来实现资源优化，使得每个虚拟机都能找到合适的位置。

③ 安全方面。VMware公司推出两大虚拟机安全技术：一是推出VMware API，对虚拟机进行安全扫描检测病毒和恶意软件；二是推出VMware Shield Zones，主要起到防火墙的作用，可监视、记录和组织vSphere主机内部或集群中主机之间和虚拟机之前的流量。

④ 容错。VMware Fault Tolerance是VMware提供的虚拟机容灾技术。

⑤ 高可用性。VMware High Availability技术通过心跳机制来检测虚拟机的运行状态，并通过在其他主机上重启无响应的虚拟机的方式来保障系统的可用性。

⑥ 备份。VMware采用了加固备份技术（VMware Consolidated Backup，VMCB），在没有安装Agent时对多个虚拟机进行集中备份。

⑦ 应用部署。VMware vApp基于开放式虚拟化格式（Open Virtualization Format，OVF）协议，将应用程序转化为自描述和自管理型实体，以方便部署和降低管理开支。

2）底层架构服务vCloud Service Director。vSphere的主要目的是将底层物理资源进行虚拟和管理，但仅安装了vSphere的数据中心并不能称之为云平台。VMware公司通过vCloud Service Director，在vSphere架构上利用一系列虚拟技术，提供连接企业虚拟环境与私有云的接口和自动化管理工具，通过运行vCloud Express与外部服务商无缝地连接，向外提供云IaaS服务。vCloud Service Director使IT部门能够通过基于Web的门户向用户开放虚拟数据中心，并定义和开放能部署在虚拟数据中心的IT服务目录。

vCloud Service Director早期被称为Redwood项目，目前该产品的资料VMware公司向外公布得不多。vCloud Service Director的架构如图1-8所示，它具有数据库与管理资源池的服务总线通信的功能。另外，利用基于VMware vCloud Service Director提供云服务的VMware公司服务提供商体系，可以将数据中心容量扩展到安全、兼容的公共云中，并像管理企业的私有云一样方便地管理。利用基于策略的用户控制技术和VMware vShield安全技术，保持多租户环境的安全性和可控性。以虚拟数据中心的形式向内部组织高效地提供资源，提高整合率并简化管理，降低成本。以渐进方式实现云计算，利用现有投资和开放标准，以保证云之间的互操作性和应用程序的可移植性。

3）虚拟桌面产品VMware View。VMware View是VMware公司的桌面虚拟化产品，通过VMware View能够在一台普通的物理服务器上虚拟出很多台虚拟桌面（Virtual Desktop）供远端用户使用。

VMware View的主要部件包括：

① View Connection Server：View连接服务器，View客户端通过它连接View代理，将接收的远程桌面用户请求重定向到相应的虚拟桌面、物理桌面或终端服务器。

图1-8 vCloud Service Director的架构

② View Manager Security Server：View安全连接服务器，是可选组件。

③ View Administrator Interface：View管理接口程序，用于配置View Connection Server、部署和管理虚拟桌面、控制用户身份验证。

④ View代理：View代理程序，安装在虚拟桌面依托的虚拟机、物理机或终端服务器上，安装后提供服务，可由View Manager Server管理。该代理具备多种功能，如打印、远程USB运行和单点登录。因为在VMware vSphere Server提供的虚拟机不包括声卡、USB接口支持等，必须安装该软件，才可以将VMware vSphere Server提供的虚拟机连接到View Client计算机的相应设备上并显示、应用在客户端。

⑤ View Client：View客户端程序，安装在需要使用“虚拟桌面”的计算机上通过它可以与View Connection Server通信，从而允许用户连接到虚拟桌面。

⑥ View Client with Offline Desktop：也是View客户端程序，但该软件支持View脱机桌面，可以让用户“下载”vSphere Server中的虚拟机到“本地”运行。

⑦ View Composer：安装在vCenter Server上的软件服务，可以通过View Manager使用“克隆链接”的虚拟机，这是View 4提供的新功能，在以前的View 3版本中，每个虚拟机桌面智能使用一个独立的虚拟机，而添加该组件后，可以让虚拟桌面使用“克隆链接”的虚拟机，这不仅提高了部署虚拟桌面的速度，也减少了vSphere的空间占用。