三大主流x86虛擬機技術詳解
虛擬計算機技術是近兩年來比較火爆的技術之一，已經受到了越來越多的企業和媒體的關注，時間跨進了2006年，虛擬機的熱潮更是兇猛撲來。然而，從早期的概念的虛擬機出現，到現代x86虛擬機的流行，虛擬機技術已經有幾十年的歷史了。
早在上個世紀七十年代，IBM研究中心就在試驗室里實現了其主機的鏡像，算是最原始的虛擬機了。40多年來，虛擬機一直在大型機和小型機中運行，無聲無息。直到有一天，vmware將x86虛擬機帶到了人們的面前。當我們在Linux中打開一個獨立的虛擬機系統，看到了熟悉的Windows的藍天和白云時，人們才真正意識到虛擬技術已經發展到這樣的一個階段，而且是這樣的誘人。
目前，主流的x86虛擬機技術主要有這樣幾類：
1、虛擬硬件模式
虛擬硬件模式是最傳統的虛擬計算機模式。最早的虛擬硬件模式當然是源自IBM大型機的邏輯分區技術。這種技術的主要特點是，每一個虛擬機都是一臺真正機器的完整拷貝，一個功能強大的主機可以被分割成許多虛擬機。目前，這一虛擬模式被業界廣泛借鑒，包括HP vPAR、VMware ESX Server和Xen在內的虛擬技術都是這樣的工作原理。
虛擬硬件模型將計算機、存儲和網絡硬件間建立了一個抽象的虛擬化平臺，使得所有的硬件被統一到一個虛擬化層中。這樣，在這個平臺的頂部創建的虛擬機具有同樣的硬件結構，提供了更好的可遷移性。在這種模型中，每個用戶都可以在他們的虛擬機上運行程序、存儲數據，甚至虛擬機崩潰也不會影響系統本身和其他的系統用戶。所以，虛擬機模型不僅允許資源共享，而且實現了系統資源的保護。
目前，此類虛擬機的典型產品有Vmware 的Workstation、GSX Server、ESX Server和Microsoft的Virtual PC、Virtual Server以及Parallels Workstation等。
以上的幾種虛擬機軟件都具有同樣的特點：虛擬了Intel x86平臺，可以同時運行多個操作系統和應用程序。通過使用虛擬化層，提供了硬件級的虛擬，即虛擬機為運行于虛擬機的操作系統映像提供了一整套虛擬的Intel x86兼容硬件。這套虛擬硬件虛擬了真正服務器所擁有的全部設備：主板芯片、CPU、內存、SCSI和IDE磁盤設備、各種接口、顯示和其他輸入輸出設備。并且，每個虛擬機都可以被獨立的封裝到一個文件中，可以實現虛擬機的靈活遷移。
虛擬硬件虛擬技術有兩個顯著特點。第一，無論哪款產品，都可以直接用系統處理器執行CPU指令，根本涉及不到虛擬層。第二，實現真正的分區隔離，每個分區只能占用一定的系統資源，包括磁盤I/O和網絡帶寬，并提高了系統的整體安全性。
另外，高端的虛擬服務器產品可以直接在硬件上運行虛擬機，而不需要宿主操作系統。并且，通過相關的管理軟件，可以對每個虛擬機消耗的物理資源（網絡帶寬、磁盤I/O訪問等）進行精確的控制。
對于VMware來說，該公司提供了從工作站版本到服務器版本，從遷移工具到管理工具的一系列產品，形成了一整套的解決方案。作為這個行業的領頭羊，Vmware仍然具有比較大的技術優勢。但是，該公司一個比較大的問題是價格問題。雖然，Vmware公司已經推出了多個免費版本的產品，但是Vmware核心的企業級產品ESX Server不是免費的，而且價格不腓。然而，對于真正虛需要使用該產品的用戶們來說，價格也許并不成問題。
作為虛擬機技術領域的“第二號人物”，微軟這幾年的腳步有些慢。在推出了Virtual PC 2004之后，雖然推出了服務器級產品Virtual Server 2005。但Virtual Server 2005并沒有什么過人的優勢，功能上能與VMware GSX Server進行競爭，但迫于市場的壓力，Virtual Server 2005已經免費了。在這個虛擬化火爆的年代，相信微軟也不會放過虛擬機這塊肥肉的，讓我們拭目以待吧。
Parallels是虛擬機技術領域的后起之秀，目前只有工作站級產品，但是其推出的MAC OS版本的產品已經在網上炒的沸沸揚揚。Parallels Workstation具有和Vmware Workstation類似的界面和功能，雖然在技術上和Vmware Workstation相比并不占優勢，但其最大的誘人之處在于極其低廉的價格。
2、虛擬操作系統模式
虛擬操作系統模型是基于虛擬機運行的主機操作系統創建了一個虛擬層，用來虛擬機主機的操作系統。在這個虛擬層之上，可以創建多個相互隔離的虛擬專用服務器（Virtual Private Server, VPS）。這些VPS可以最大化的效率共享硬件、軟件許可證以及管理資源。對其用戶和應用程序來講，每一個VPS平臺的運行和管理都與一臺獨立主機完全相同，因為每一個VPS均可獨立進行重啟并擁有自己的root訪問權限、用戶、IP地址、內存、過程、文件、應用程序、系統函數庫以及配置文件。對于運行著多個應用程序和擁有實際數據的產品服務器來說，虛擬操作系統的虛擬機可以降低成本消耗和提高系統效率。
虛擬操作系統模式虛擬化解決方案同樣能夠滿足一系列的需求：安全隔離、計算機資源的靈活性和控制、硬件抽象操作及最終高效、強大的管理功能。每一個VPS 中的應用服務都是安全隔離的，且不受同一物理服務器上的其他VPS的影響。通過專用的文件系統，使得文件瀏覽對所有 VPS 用戶來說就如常規服務器一樣，但卻無法被該服務器上的其他 VPS 用戶看到。能夠實時分配、監控、計算并控制資源級別，完成對CPU、內存、網絡輸入/輸出、磁盤空間以及其他網絡資源的靈活管理。經過抽象的VPS具有相同的虛擬硬件結構，并可以在任意連網的服務器之間透明遷移，而不產生任何宕機時間。
操作系統虛擬化技術解決了在單個物理服務器上部署多個生產應用服務和存儲服務器時所面臨的挑戰。在應用服務部署完成之后，它們被集中于同一種操作系統以便于管理和維護。操作系統虛擬化是針對生產應用和服務器的完美虛擬化解決方案，共享的操作系統提供了更為有效的服務器資源并且大大降低了處理損耗。通過操作系統虛擬化，上百個VPS可以在單個的物理服務器上正常運行。
但同時，這種集中于同一操作系統的特性也注定了該類虛擬機只能在同一臺物理服務器上運行同一種虛擬的操作系統。也許，你將擁有一臺同時運行100個windows或linux虛擬機的高性能服務器，但你不要想在這一服務器上同時運行虛擬的windows和linux系統。
目前，swsoft的virtuozzo是這一領域的成熟產品。
3、Xen
在不斷增加的虛擬化技術列表中，Xen是近來最引人注目的技術之一。Xen 是在劍橋大學作為一個研究項目被開發出來的，它已經在開源社區中得到了極大的推動。Xen 是一款半虛擬化（paravirtualizing）VMM（虛擬機監視器，Virtual Machine Monitor），這表示，為了調用系統管理程序，要有選擇地修改操作系統，然而卻不需要修改操作系統上運行的應用程序。Xen是一種特殊的虛擬硬件虛擬機，具有虛擬硬件虛擬機的大部分特性，其最大的不同點在于，Xen需要修改操作系統內核。
目前，Xen只支持在Linux系統之上實現的Linux虛擬機。不過，其新的版本將支持Intel公司的硬件虛擬技術Intel-VT，這一個關鍵技術將可以用以解決Xen在虛擬化Windows系統方面的困難。
VMware仍然是虛擬技術領域的領袖，在產品的成熟度方面它比XenSource公司還是有著很明顯的優勢。但是很多的業內人士認為，由于開源的原因，Xen的實力將會越來越強。目前，開源領域的巨頭Red Hat公司以及Novell公司都已經開始將該技術整合進入它們于Red Hat Enterprise Linux 5系統以及Novell、SuSE Linux Enterprise Server 10系統。
虛擬化技術是企業IT基礎設施建設和管理上的一個重大進步，虛擬化技術降低了IT基礎結構總成本，并為企業IT用戶提供了更好的服務水平，顯著提高了IT資源靈活性且極大地降低了IT基礎設施的復雜性。
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