被采訪人：中國科大計算機系安虹

被采訪人簡歷：

虛擬化領域?qū)＜?、國?63項目評審員、多核及重核領域研究專家

虛擬化技術是863重點項目

此前，安虹老師多年來一直在中國科大從事虛擬化技術的研究以及教學工作。

對于虛擬化在中國的應用，她本人有著切身的體會，“從國家的支持力度來看，這幾年對虛擬化技術的投入是非常大的，每年都有與虛擬化技術相關的項目立項?！?/P>

“實際上，國家早在前幾年就看到了虛擬化的需求，因此，從06年開始，每年都有一些專門針對虛擬化的863計劃”她表示，“06年的項目是高端商用服務器系統(tǒng)，重點是研究虛擬機、協(xié)同技術、共享技術、動態(tài)部署技術、目的是為了整合大型物理服務器，組成共享存儲的高性能服務器；07年的項目是一個關鍵技術——計算系統(tǒng)的虛擬化技術，主要研究處理器、存儲在I/O方面對虛擬化技術的支持，此外，07年還有一個重點就是個人虛擬化技術，主要在桌面端，說明在這些方面有需求；而08年的題目非常地廣泛，比如有基本虛擬化技術的跨域共享與協(xié)同服務軟件支撐平臺，目的是要研究基于服務的跨域資源集成共享，面向應用的虛擬組織動態(tài)構(gòu)建，基于跨域工作流的分布協(xié)同、業(yè)務流程的動態(tài)構(gòu)造，分布資源的有效調(diào)度和管理等等”。

她同時談到，“由于863是一個以產(chǎn)業(yè)化為基礎進行科學研究的計劃，有很強的應用背景，而國家這幾年在虛擬化技術上的投入力度如此之大，說明大家還是看見了這個產(chǎn)業(yè)的需求，現(xiàn)在國內(nèi)的很多廠商比如浪潮、聯(lián)想等都在做這些研究?！?/P>

虛擬化技術產(chǎn)生的原因

從目前來看，將應用程序遷移到虛擬機上運行能解決兩種類型的問題：首先是應用程序的不穩(wěn)定，其導致的后果輕則會浪費系統(tǒng)資源，重則會使系統(tǒng)全面癱瘓；其次是應用程序的不安全，有可能導致本地系統(tǒng)特權(quán)的擴大化，并受控于未授權(quán)的用戶。

對于這兩個問題，安虹提出了自己的觀點。

“這是一個安全性和故障隔離的問題”，“每個操作上都有特定管理的硬件資源，也就意味者每一個硬件都有單一的操作系統(tǒng)管理下，硬件與操作系統(tǒng)的綁定，特別是系統(tǒng)對多個用戶共享的時候，在安全性上就有很多問題，而虛擬機技術可以解決這個問題，它可以虛擬磁盤I/O，虛擬存儲器等所有的硬件資源，可以實現(xiàn)讓用戶與硬件隔離開，提供安全性的保障。”

實際上，通過虛擬機可以增強軟件的可移植性，因為在物理層面增加一個軟件，虛擬機的體系結(jié)構(gòu)，可以繞開實際物理機對資源的限制，提供軟件的可移植性。

“虛擬化技術能夠解決軟件的兼容性問題，通過仿真技術提供軟件跨平臺的兼容性，比如通過跨PC指令集轉(zhuǎn)化虛擬平臺，在Power上就可以執(zhí)行X86應用，這是指令集的兼容，還有就是操作系統(tǒng)的兼容，比如在MAC機上運行Windows系統(tǒng)，可以跨平臺的軟件兼容，這是虛擬化技術應用的一個重要原因?！?/P>

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虛擬化對多核處理器的作用

作為虛擬化技術專家，同時作為多核處理器研究專家，安虹老師對于虛擬化在多核處理器上的應用有著自己獨到的見解。

在她看來，虛擬化技術的主要推動力來自于工業(yè)界，雖然現(xiàn)在很熱，但技術實際上早就有了，比如做操作系統(tǒng)的、語言設計、編譯器開發(fā)還有硬件體系結(jié)構(gòu)的，都從各自的角度做過虛擬化技術的開發(fā)。

“中國現(xiàn)在目前正在做多核以及重核的體系研究，很多時候需要用到虛擬化技術，用虛擬化技術能夠完成對多核體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)，比如需要修改指令集體系結(jié)構(gòu)、編程模型、編程語言還有編譯器，包括操作系統(tǒng)，應用環(huán)境等都需要改善”，安虹老師首先對虛擬化技術的產(chǎn)生原因進行了解釋。

在她看來，虛擬化技術在應用中最大的優(yōu)勢在于解決了兼容性的問題，“比如當系統(tǒng)底層的結(jié)構(gòu)改了后，再去修改應用層，這個操作是是非常復雜的，因為系統(tǒng)之間存在兼容性的問題?！?/P>

她同時指出，“通常來說，形成一個成熟的編譯系統(tǒng)與操作系統(tǒng)需要20-30年時間”，而當某個程序員熟悉了某種語言后，也很難改變使用習慣，或者對別的語言不太了解，而在這時，虛擬化技術的作用就將完全發(fā)揮出來。

此外，針對并行程序設計，虛擬化技術也是可以發(fā)揮其作用的。

“以前的多核主要用在HPC上，主要進行并行計算的處理，而現(xiàn)在并行計算需要普及，需要在各個領域應用，有個非常難解決的問題就是并行程序設計，用虛擬機解決并行程序設計難的問題，這是很大的一個問題，硬件的發(fā)展遠遠超過了軟件的發(fā)展，軟件跟不上，硬件是沒需求的?！?/P>

“因為虛擬化能夠解決資源管理的復雜性問題，以前一個芯片上就一個處理器，現(xiàn)在是多核，而現(xiàn)在學術界已經(jīng)提到了需要做上千核，芯片的管理更復雜，還有系統(tǒng)方面，多路的服務器管理，還有在網(wǎng)絡方面，計算機的連接、網(wǎng)絡的連接都是問題。構(gòu)成了一個復雜系統(tǒng)，虛擬機在管理復雜性上也有很大作用?！?/P>

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安全性將是虛擬化技術下一重點

談到虛擬化，安全性問題是不得不提的，比如大家對于虛擬層能否真正的把虛擬機和主機操作系統(tǒng)安全地分隔開來有懷疑。因為作為虛擬層的虛擬機監(jiān)視器要不斷地處理來自虛擬機的I/O請求，是不是會有緩沖溢出以及VMM自身內(nèi)在的一些問題呢？

在安虹老師認為，服務器安全性的需求，也將成為虛擬化技術的下一個發(fā)展重點。

“我覺得服務器虛擬化最重要的是安全領域，尤其是商業(yè)領域里的大型數(shù)據(jù)中心，安全性至關重要，現(xiàn)在網(wǎng)絡攻擊越來越多，水平也越來越高”，“如果有虛擬化技術，可以讓黑客攻擊不到真正的原始機器，只能攻擊虛擬機，因為虛擬化技術使得有安全問題的系統(tǒng)恢復到安全狀態(tài)變得很簡單。當一個普通的用戶只需重啟一下虛擬機，重設為初始狀態(tài)，幾秒鐘之后，一個全新的、干凈的新系統(tǒng)即可恢復完成?！?/P>

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