X86平臺進軍虛擬化 比拼傳統大型機
兩年前，在VMworld Europe會議上，VMware公司CEO Paul Matitz的一句比喻讓大家開始關注x86服務器在虛擬化世界中的地位：他說VMware將通過虛擬化創造“軟件大型機”。
當時一些人批評Matitz的比喻，他們稱大型機與x86芯片的性能存在巨大差異；即使在今天，VMware官員也聲稱，那句話只是個比喻，并不是實實在在的比較。
但當x86平臺加入虛擬化大軍后，大型機與虛擬化兩者間的差距逐漸縮小：適用于分布式系統的高級自動化與編入工具；CPU芯片性能的提升與虛擬化集成度不斷上升；以及擴展計算的發展趨勢。
傳統大型機：垂直整合硬件以換取高性能
大型機與虛擬化一開始并不是互相排斥的；1965年的虛擬化應用，IBM System/360-67大型機支持虛擬內存硬件，1972年的后繼機System/370都包含了虛擬內存。
大型機依舊以其強勁性能壓倒當前最大型的虛擬化分布式系統集群。例如，IBM最新發布的z196系統微處理器主頻高達5.2GHz，而當今普通處理器主頻一般在2.0至3.4GHz之間。單z/VM 6.1版本每CPU可滿足60臺以上虛擬機使用；一臺滿配置zEnterprise機柜包含四個模塊，每個模塊包含六個擁有四級緩存的四核處理器，并支持最高達786GB的內存；整套系統可以管理3TB以上內存并支持數千以上并發負載，可以在很大程度上達到（或接近）100%利用率。
大型機可以實現如此高的性能，歸因于其是一個垂直集成系統，加上使用專門為其設計的應用軟件，可以通過單個操作系統有效管理資源。每個操作系統理論上可以承載10,000至30,000個用戶，依賴于實際混合負載情況。大型機的優勢使其成為批量處理作業的首選平臺——用來處理那些需要同一系統全天運行的高達100,000次的作業處理。采用裸機虛擬化管理平臺，例如VMware vSphere，每臺虛擬機仍運行在自己的操作系統環境下，通過系統調用管理底層硬件，與大型機相比，負載利用率與整合度相對會低一些。最后大型機可以直接訪問可移動存儲，而對于x86虛擬化來說這依舊是個問題。對于需要存儲海量數據的組織來說，將數據轉移至其他可移動介質上是個基本需求。
Clabby Analytics經理Joe Clabby表示，大型機同樣在性能與應用可用性上存在優勢，彈性與災難恢復能力甚至高于當前最尖端的x86虛擬化軟件。“虛擬化所能提供的是對于資源池的容錯——對于x86系統來說，這樣容錯方法十分有效，但對大型機來說并不如此”他說，“如果你有關鍵業務需要支撐，又希望利用最好的硬件與軟件來確保他們可以正常運作，那么大型機肯定是優于x86服務器的最佳答案。”
用戶還同樣指出大型機的系統維護與安全也擁有很大優勢。Robert Crawford某公司大型機系統程序員表示：“IBM有款稱為SMP/E的產品用于管理部署在其系統上的軟件與補丁程序，所以你可以大喊‘我需要為這個問題制作一個修補程序’，然后該管理軟件會確保所需的先決條件與必要因素都在你準備實施前準備好，對大多數大型機系統來說，你可以在30秒內回滾失敗的修復作業，而你很難在一個分布式系統上完成此操作。”Crawford所說的是IBM的System Modification Program/Expanded工具。
從安全角度來看，Crawford說，病毒或蠕蟲之類可以通過堆棧溢出方式在分布式系統上人容易實現攻擊很難在大型機上生效。
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軟件大型機：向外擴展模式降低成本開銷
軟件大型機，與傳統的大型機相比，存在不同；VMware，x86虛擬化的“先行者”，成立于1998年，在System z虛擬化功能的三十年之后。
根據VMware發布的配置建議，最新版本的軟件vSphere 4.1，可以擴展至32臺x86主機，最大每集群3000臺虛擬機。以此計算的話，虛擬化整合率將大于90：1，這對當今大多數企業來說都過于理論化了；典型的整合率一般為15：1至20：1。
大部分企業都還不是100%虛擬化，甚至那些想實施完全虛擬化的企業，這種現象被稱為“虛擬化失速”（VM stall）。每臺vSphere 4.1上的虛擬機可以支持最大8虛擬CPU，但VMware的容錯（FT）功能無法支持多核系統容錯同步，這個功能缺陷限制了虛擬化在一級數據中心的應用。
僅靠虛擬機無法構成軟件大型機——這句話更準確描述了私有云，將所有資源集中至資源池中并根據需求自動分配。VMware與其主要競爭對手，Microsoft與Citrix都努力朝著該方向前進，或者至少在某些方面接近，但無論是基礎設施整合還是管理工具，仍舊需要持續進行開發，以接近或達到大型機的真實性能。
VMware官方表示Maritz的那句話是比喻。“我們用‘軟件大型機’作為一個術語，”Bogomil Balkansky（VMware產品市場副經理）說，“我們并不打算與傳統大型機做面對面的較量”。
Illuminata公司分析師Jonathan Eunice稱：“VMware與x86虛擬化在一定程度上給HA技術帶來了民主政策，這是早期集群和FT技術所不具備的。”
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X86虛擬化縮短了差距
雖然與大型機依舊存在差距，但相似之處也越來越多。不只是提升高可用性，容量規劃與性能管理，虛擬化產商正不斷開發自動化功能，以實現動態調整資源分配。例如，開發商們正在建設一個平臺，可以讓終端用戶應用程序通過中央資源池獲取資源，并自動保證可持續的負載均衡與監控。在大型機世界中這是管理與分配資源的基本實現方式。
垂直硬件集成也正進入x86虛擬化世界，從微處理器級別的Intel Virtualization Technology（VT）與AMD AMD-V芯片到預集成的數據中心基礎設施產品，如Oracle Exdata與VCE公司Vblock產品。目前為止，大部分應用依舊是某款單獨程序的“開箱即用”模式，例如需要負載數千并發負載的Oracle或SAP數據庫。
Pund-IT的一名分析師Charles King認為，Matitz所提及的“軟件大型機”理論最終通過Vblock實現了，正如“只采用基于x86的服務器硬件，而像大型機那樣集成系統與管理資源……他們確實已經完成了基礎模型，還包括了了負載遷移與動態調整等數據中心所需的功能。”
為什么用戶都傾向利用基于軟件的虛擬化來創建以x86硬件為基礎的私有云？他們為何不考慮采用大型機，卻傾向性能更低的技術方案？IBM可能會這樣問，但用戶們有自己的動機——當然最重要的首先是費用，其次是向外擴展的小型系統架構會比集中建設的超級計算機更靈活。
某公司的高級基礎設施系統經理Chris Rima表示，他正考慮采用Vbloock作為虛擬桌面基礎設施解決方案。“我不是自賣自夸，但我喜歡這種方式，用多個模塊組成系統比單一大型機更實際。而且可以讓你通過ESX基礎設施同時擴展1U或2U服務器，而且不會占用數據中心機房過多空間。”
雖然大型機可以提供極高的性能與可伸縮性，依舊因為前期投入費用過高而令人望而卻步。“單臺大型機的維護開銷很可能達到每年100萬美元，”Rima說，他所在的公司在幾年前就退役了大型機而換用x86虛擬化。“與現在采用的ESX基礎架構相比，維護同樣的計算資源，所需的成本只是之前的10-20%。這就是我們更換架構的原因——它能極大的節約成本。”
還有一些專家堅持，就傳統大型機來說，至少在北美，也與“PC一代”的技術集有所不同。“如果你真的坐下并進行分析，當完成后會發現，x86虛擬化與傳統大型機之間的TCO差異并不大，”Robert Rosen（某美國政府部門的CIO）表示。“但問題在于人們經歷了無數商戰，而且在PC世界中長大，會更傾向于自己所熟悉的事物。”
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