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分析:虚拟化的“芯”动力(下)

    【IT168 专稿】“虚拟化的‘芯’动力(上)”里,我们介绍了服务器虚拟化存在的问题,两大芯片厂商Intel和AMD的解决之道。本期我们将介绍当前主流厂商的虚拟化方法,以及它们对传统的挑战。

谁是赢家?

    在三种主要的hypervisor技术中,来自Xen和Microsoft的最新成果都将从芯片辅助的虚拟化之中获得最大的帮助。这些新的处理器级的功能消除了许多VMware曾花费很多年时间、开发很多睿智软件力求解决的障碍。随着硬件虚拟化技术的改进,采取创新的方法来解决这些问题已经变得很容易,随之关注点也由hypervisor本身转移到性能和管理方面的考虑。

    在此,我们将全面分析三种完整的服务器虚拟化最新成果,这些环境能够同时支持Windows Server 2003和Linux,而且我们把关注点放在供应和管理一个跨越多个物理机器的统一的服务器资源池。对于开源的Xen hypervisor,我们选择Virtual Iron为代表来介绍,因为它对Xen虚拟化提供了全面服务方法。

VMware
 
    目前虚拟化领域的市场领导者是VMware的企业级产品ESX Server。该VM model使用装载在每一个物理机器上的“服务控制台”来管理和控制hypervisor的动作,也提供对管理代理的支持。

    VMware使用二进制转化方法来提供一个通用的硬件平台,这就意味着软件放置在物理和虚拟设备之间来管理资源,以及“诱捕和转化”可能导致VM损坏的操作系统错误状况。这种方法解决了传统x86硬件管理的ring转换问题,并支持不加任何改变地使用所有x86兼容的操作系统,但也有很高代价:软件模拟硬件服务在换来灵活性的同时也产生性能下降的弊端;而且这个性能影响也不小,一些市场估计数字将近10%~30%,当然这也是取决于不同的应用以及不同的评估者。
   
    幸运的是,VMware已经从芯片辅助的虚拟化技术中获益,ESX Server 3.0已经有了大量的性能提升,并充分利用了新的处理器特性。

    目前ESX Server在企业级、多操作系统服务器虚拟化市场上占有绝对优势,并且有大量的企业级管理工具包支持,为高可用性环境提供了集中化的管理、现场虚拟服务器迁移、自动化资源安排scheduling、分布式文件服务、整合的备份以及高级保护。VMware虚拟服务也能很好地集成在已经使用了IBM Tivoli、HP OpenView等高端管理系统的数据中心中。

VMware和Xen的比较

Virtual Iron的Xen

    开放源代码的Xen hypervisor 开始的时候只是剑桥大学计算机实验室的一个有趣的项目。Xen的第一版本是以Linux社区为目标,基于para-virtualization技术,需要Linux内核作特殊修改才能够在Xen hypervisor 上运行。

    需要指出的是,这是一个单向的改变,也就是说,修改后的内核就不能再在传统的没有Xen hypervisor的硬件之上运行了。同样也是因为Para-virtualization, 在早期的Xen版本上运行Windows也是不太可能的, 因为不允许Windows被修改。

    在2005年12月,Xen开发团队发布了Xen 3.0,这是其免费软件hypervisor的第一个版本,支持芯片辅助技术,借助于Intel VT-x或AMD-V的帮助,可以运载各种操作系统不需要做任何改变既可运行在其上。
 
    Xen 3.0产生的影响也是巨大的:消除了对para-virtualization的需求,允许Windows在Xen环境中与Linux和Solaris等肩并肩运行。不过Xen中并没有像VMware提供的大量企业级支持工具。

    因为Xen只是一个hypervisor,为了方便深入研究,我们选择一家富有经验的基于Xen技术开展虚拟化的厂商来做介绍。Virtual Iron软件公司从2003年出现,刚开始提供使用其自有VFe hypervisor技术的Linux虚拟化。随着Xen 3.0的发布,Virtual Iron最终放弃了其VFe,完全拥抱开源,将产品开发重点锁定在自认为最重要的方面——虚拟环境的管理。

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