4种服务器虚拟化技术-组网工程与技术

1.服务器虚拟化的基本概念

虚拟化技术（Virtual Technology），是指将一台物理的计算机软件环境分割为多个独立分区，每个分区均可以按照需求模拟出一台完整计算机的技术。模拟出来的计算机称为虚拟机（Virtual Machine，VM）。虚拟化技术的实质是通过中间层次实现计算机资源的管理和再分配，实现资源利用的最大化，虚拟化分区带来的最大好处是使同一物理平台能够同时运行多个同类或不同类型的操作系统，以分别作为不同业务和应用的支撑平台。

服务器虚拟化技术将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，或者让几台服务器变成一台服务器来用，不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让服务器硬件资源对业务的变化更具适应力。简言之，服务器虚拟化就是将一台或几台服务器当做N台服务器来使用或把N台服务器当做一台服务器来使用，如图4-17所示。

图4-17 服务器虚拟化

2.服务器虚拟化的实现技术

实现虚拟化的技术主要有纯软件的虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术两种。前者是当前主流的虚拟化技术，具有成熟的应用，硬件辅助虚拟化技术是今后的发展方向。

（1）软件虚拟化技术

传统的计算机层次结构分为3层，即硬件层（Hardware Layer）、主机操作系统层（Host OS Layer）和应用层（Application Layer）。在这种结构中，主机操作系统统一控制、管理和分配整个计算机的硬件和软件资源，这种结构的缺点主要是未能充分发挥CPU的性能，利用率较低；还有一台计算机无法满足同时运行多平台的应用需求，如果对于一种不同的应用程序采用一台独立的物理服务器，解决方案是增加服务器的数量，这无疑将增加投资成本。

服务器虚拟化技术采用纯软件的方法，就是在硬件层之上仍然安装被称为主机操作系统的系统，在其上部署虚拟机软件（Virtual Machine Software，VMS），根据实际应用需求，VMS可以将物理计算机虚拟出多个分区，每一个分区称为一个虚拟机（Virtual Machine，VM）。虚拟机具有完整的计算机应用环境，包括硬件层（由VMS提供）、驱动接口层（由VMS提供）、操作系统（Guest OS Layer）及应用层（Applications），都是建立在计算机的应用环境上，属于用户级软件。这样用户可以随心所欲地安装应用程序。实现这种虚拟化技术关键在虚拟机软件的可靠性。

对于一台独立的物理服务器，在这台服务器上安装操作系统，在操作系统安装相应的应用程序，这种传统架构是一台独立的物理服务器作为一种应用程序服务器使用。服务器虚拟化之后，一台独立物理服务器的资料被虚拟化为若干个独立的主机，这些主机可以单独安装其他的操作系统，在操作系统之上又可以分别安装各种不同的应用程序。其基本原理如图4-18所示。(www.xing528.com)

图4-18 传统架构与虚拟化架构的比较

基于软件虚拟化技术实现的虚拟机软件主要有VMware的Workstation、Microsoft的Hy_- per-V、Parallels等，这些软件在近年来得到了迅速的推广和应用。

（2）硬件虚拟化技术

硬件辅助虚拟化技术源于Intel公司公布的Vanderpool技术，即VT技术，该技术对于服务器系统，包括处理器VT技术和IO虚拟分配技术进行了规范。Intel和AMD公司在最近几年发布的CPU产品中都集成了VT技术，为进一步推动和发展虚拟化计算环境提供了硬件支持。

3.VMware虚拟化软件简介

VMware是一款强大的虚拟机软件。VMware Infrastructure是一组完整的基础架构虚拟套件，此款集成产品可提供全面的综合虚拟化、管理、资源优化、应用程序可用性和操作自动化功能。VMware Infrastructure虚拟化并汇总多个系统间的基础物理硬件资源，同时为虚拟环境中的数据中心提供大量虚拟资源。此外，VMware Infrastructure还提供一组分布式服务，通过该服务，可以实现策略驱动的精细资源分配、高可用性和对整个虚拟数据中心的整合备份。

VMware Infrastructure 3是VMware虚拟机的核心软件，作为虚拟数据中心操作系统，可以将离散的硬件资源统一起来以创建共享动态平台，同时实现应用程序的内置可用性、安全性和可扩展性。为了满足不同组织的需求和预算，VMware Infrastructure 3将其丰富的功能打包在3个版本中，即基础版、标准版和企业版。每个版本都包含一个虚拟机管理程序以及一套管理功能。客户可以选择部署VMware ESX或VMware ESXi。VMware ESXServer是一个在物理服务器上运行的、健壮的、经过生产验证的虚拟化层，它将处理器、内存、存储器和网络资源抽象为多个虚拟机。图4-19展示了一个基于Intel硬件虚拟化技术与VMware软件虚拟化平台结合应用案例。

图4-19 虚拟化应用实例图