新手掃盲：四種常見虛擬化技術優劣勢對比
虛擬化技術(Virtualization)和分區(Partition)技術是緊密結合在一起，從60年代Unix誕生起，虛擬化技術和分區技術就開始了發展，并且經歷了從“硬件分區”->“虛擬機”->“準虛擬機”->“虛擬操作系統”的發展歷程。最早的分區技術誕生自人們想提升大型主機利用率需求。比如在金融、科學等領域，大型Unix服務器通常價值數千萬乃至上億元，但是實際使用中多個部門卻不能很好的共享其計算能力，常導致需要計算的部門無法獲得計算能力，而不需要大量計算能力的部門占有了過多的資源。這個時候分區技術出現了，它可以將一臺大型服務器分割成若干分區，分別提供給生產部門、測試部門、研發部門以及其他部門。
幾種常見的虛擬化技術代表產品如下：
硬件分區技術
硬件分區技術是將硬件資源被劃分成數個分區，每個分區享有獨立的CPU、內存，并安裝獨立的操作系統。在一臺服務器上，存在有多個系統實例，同時啟動了多個操作系統。這種分區方法的主要缺點是缺乏很好的靈活性，不能對資源做出有效調配。隨著技術的進步，現在對于資源劃分的顆粒已經遠遠提升，例如在IBM AIX系統上，對CPU資源的劃分顆粒可以達到0.1個CPU。這種分區方式，在目前的金融領域，比如在銀行信息中心得到了廣泛采用。
#p#
虛擬機技術
在虛擬機技術(Virtual Machine Monitor)中，不再對底層的硬件資源進行劃分，而是部署一個統一的Host系統。在Host系統上，加裝了Virtual Machine Monitor，虛擬層作為應用級別的軟件而存在，不涉及操作系統內核。虛擬層會給每個虛擬機模擬一套獨立的硬件設備，包含CPU、內存、主板、顯卡、網卡等硬件資源，在其上安裝所謂的Guest操作系統。最終用戶的應用程序，運行在Guest操作系統中。如下圖所示。
這種虛擬機運行的方式有一定的優點，比如能在一個節點上安裝多個不同類型的操作系統;但缺點也非常明顯，虛擬硬件設備要消耗資源，大量代碼需要被翻譯執行，造成了性能的損耗，使其更合適用于實驗室等特殊環境。其代表產品有EMC旗下的VMware系列、微軟旗下的Virtual PC/Server系列等。
#p#
準虛擬機技術
為了改善虛擬機技術(Virtual Machine Monitor)的性能，一種新的準虛擬化技術(Para-Virtualizion)技術誕生了。這種虛擬技術以Xen為代表，其特點是修改操作系統的內核，加入一個Xen Hypervisor層。它允許安裝在同一硬件設備上的多個系統可以同時啟動，由Xen Hypervisor來進行資源調配。
在這種虛擬環境下，依然需要模擬硬件設備，安裝Guest操作系統，并且還需要修改操作系統的內核。Xen相對于傳統的Virtual Machine Monitor，性能稍有提高，但并不十分顯著。為了進一步提高性能，Intel和AMD分別開發了VT和Pacifica虛擬技術，將虛擬指令加入到了CPU中。使用了CPU支持的硬件虛擬技術，將不再需要修改操作系統內核，而是由CPU指令集進行相應的轉換操作。
#p#
操作系統虛擬化技術
***的虛擬化技術已經發展到了操作系統虛擬化，以SWsoft的Virtuozzo/OpenVZ和Sun基于Solaris平臺的Container技術為代表，其中Virtuozzo是商業解決方案，而OpenVZ是以Virtuozzo為基礎的開源項目。他們的特點是一個單一的節點運行著唯一的操作系統實例。通過在這個系統上加裝虛擬化平臺，可以將系統劃分成多個獨立隔離的容器，每個容器是一個虛擬的操作系統，被稱為虛擬環境(即VE，Virtual Environment)，也被稱為虛擬專用服務器(即VPS，Virtual Private Server)。如下圖所示：
在操作系統虛擬化技術中，每個節點上只有唯一的系統內核，不虛擬任何硬件設備。此外，多個虛擬環境以模板的方式共享一個文件系統，性能得以大幅度提升。在生產環境中，一臺服務器可根據環境需要，運行一個VE/VPS，或者運行上百個VE/VPS。所以，操作系統虛擬化技術是面向生產環境、商業運行環境的技術。
表：常見虛擬化技術對比
從最早的硬件分區到現階段的虛擬機和虛擬操作系統，虛擬化技術已經發展了好幾代，不同的技術路線也帶來了不同的優劣勢。選擇什么樣的技術和產品，用戶還是應該結合自身的預算和應用實踐來決策。
【編輯推薦】
