云计算:CitrixXenServer成果展示

Citrix公司作为全球知名的虚拟化厂商之一，其产品在桌面虚拟化市场中独树一帜。2007年Citrix收购了XenSource公司，这标志着Citrix公司全面进入虚拟化市场，这次的收购使得它的业务快速拓展到相邻的服务器桌面虚拟化市场。

XenServer是Citrix推出的一款服务器半虚拟化产品。与大多数服务器半虚拟化产品相同的是，XenServer作为一种开放的、功能强大的服务器虚拟化解决方案，可将静态的、复杂的数据中心环境转变成更为动态的、更易于管理的交付中心，从而大大降低数据中心成本；与传统虚拟机类软件不同的是，它无需底层原生操作系统的支持，也就是说XenServer本身就具备了操作系统的功能，是能直接安装在服务器上引导启动并运行的。Citrix XenServer源自开放原始码Xen。

Xen是一个开放源代码虚拟机监视器，由剑桥大学开发。Xen技术被广泛看作业界最快速、最安全的虚拟化软件。它是基于硬件的完全分割，物理上有多少的资源就只能分配多少资源，因此很难超售。Xen可分为Xen-PV（半虚拟化）和Xen-HVM（全虚拟化）。半虚拟化需要特定内核的操作系统，如基于Linux paravirt＿ops（Linux内核的一套编译选项）框架的Linux内核，而Windows操作系统由于其封闭性则不能被Xen的半虚拟化所支持。Xen的半虚拟化有个特别之处就是不要求CPU具备硬件辅助虚拟化，这非常适用于2007年之前的旧服务器虚拟化改造。全虚拟化支持原生的操作系统，特别是针对Windows这类操作系统，Xen的全虚拟化要求CPU具备硬件辅助虚拟化，它修改的Qemu仿真所有硬件，包括BIOS、IDE控制器、VGA显示卡、USB控制器和网卡等。为了提升I／O性能，全虚拟化特别针对磁盘和网卡采用半虚拟化设备来代替仿真设备，这些设备驱动称为PV on HVM。为了使PV on HVM有最佳性能，CPU应具备MMU硬件辅助虚拟化。

图5-8为Xen的虚拟化架构示意图。

Xen的VMM（Xen Hypervisor）位于操作系统和硬件之间，负责为上层运行的操作系统内核提供虚拟化的硬件资源，负责管理和分配这些资源，并确保上层虚拟机（称为域Domain）之间的相互隔离。Xen采用混合模式，因而设定了一个特权域用以辅助Xen管理其他的域，并提供虚拟的资源服务，该特权域称为Domain 0（简称Dom0），而其余的域则称为Domain U（简称DomU）。

因此，Xen就包含三个部分：

图5-8　Xen的虚拟化架构示意图

Xen Hypervisor：直接运行于硬件之上是Xen客户操作系统与硬件资源之间的访问接口。通过将客户操作系统与硬件进行分类，Xen管理系统可以允许客户操作系统安全、独立地运行在相同硬件环境之上。

Dom0：运行在Xen管理程序之上，具有直接访问硬件和管理其他客户操作系统的特权的客户操作系统。它通过本身加载的物理驱动，为其他虚拟机（DomU）提供访问存储和网卡的桥梁。

DomU：运行在Xen管理程序之上的普通客户操作系统或业务操作系统，不能直接访问硬件资源（如内存、硬盘等），但可以独立并行地存在多个。

XenServer则是基于强大开源的Xen Hypervisor的免费平台，通过多服务管理平台，XenCenter可管理虚拟服务器、虚拟机模板、快照共享存储、资源池等功能。XenServer是一种全面的企业级虚拟化平台，用于实现虚拟化数据中心从管理基础架构到优化长期运营，并实现关键流程的自动化到交付IT服务。

XenServer主要包含以下核心功能：

·强大的集中式管理。可以对无数量限制的服务器和虚拟机实现完全多节点管理，包括大量图形报告和警报、简易的物理到虚拟及虚拟到虚拟的转换工具，以及一个无单一故障点的弹性、高度可用的管理基础架构。(www.xing528.com)

·动态迁移及多服务器资源共享。结合强大的XenMotion技术，使虚拟机能够在不中断服务、无停机的情况下实现服务器之间的迁移，还包括在众多物理服务器中自动平衡计算能力、优化虚拟机配置及多资源库管理。

·经过验证的管理程序引擎。采用64位行业标准Xen开放源管理程序——该程序是由超过50家领先技术供应商联合开发的，充分利用下一代服务器、操作系统和微处理器的最新性能、安全性及可扩展性的增强功能。

·快速裸机性能。支持无限数量的服务器及虚拟机，拥有业界领先的整合比率，在最具有挑战性的应用负载上实现接近于物理机的性能，并且在Windows和Linux环境下性能几乎零损耗。

·简单设置及管理。采用熟悉的界面，并带有简单的配置向导、直观的Web 2.0风格搜索，以及能让新管理员易学易用的内置自助功能。

·集成存储管理。支持任何现有存储系统，如主机逻辑卷管理、快照复制及动态多路径功能等内置存储管理功能。

XenServer是在云计算环境中经过验证的企业级虚拟化平台，可提供创建和管理虚拟基础架构所需的所有功能。它深得很多要求苛刻的企业信赖，被用于运行最关键的应用，而且被最大规模的云计算环境和xSP所采用。XenServer体系架构如图5-9所示。

图5-9　XenServer的基本架构

XenServer主要包含以下几个方面。

Xen虚拟机管理程序：此虚拟机管理程序是软件的基础抽象层。此虚拟机管理程序负责底层任务，例如CPU调度，并且负责常驻VM的内存隔离。此虚拟机管理程序从VM的硬件提取。此虚拟机管理程序无法识别网络连接、外部存储设备、视频等。

控制域：也称作“Domain 0”或“Don 0”。控制域是一个安全的特权Linux VM，除了提供XenServer管理功能之外，控制域还运行驱动程序堆栈，提供对物理设备的用户创建虚拟机（VM）访问。

管理toolstack：也称作XAPI，该软件toolstack可以控制VM生命周期操作、主机和VM网络连接、VM存储、用户身份验证，并允许管理XenServer资源池。XAPI提供公开记录的XenAPI管理接口，以供管理VM和资源池的所有工具使用。

VM虚拟机：用于将受欢迎操作系统安装为VM。也就是Xen当中的Domain U。