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系统虚拟化
发布:tzhybg 浏览:706次

系(xi)统(tong)虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟化是指(zhi)在(zai)(zai)一(yi)台(tai)物理(li)计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)统(tong)上(shang)(shang)虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟出一(yi)台(tai)或多台(tai)虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)统(tong)。虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)统(tong)( 简称虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟机(ji)(ji)(ji)(ji)) 是指(zhi)使用虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟化技术(shu)运(yun)(yun)行在(zai)(zai)一(yi)个(ge)隔离环境中的(de)(de)具有(you)完整(zheng)硬(ying)件功能的(de)(de)逻辑计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)统(tong),包(bao)括操作系(xi)统(tong)和(he)(he)应用程序。一(yi)台(tai)虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟机(ji)(ji)(ji)(ji)中可以安装(zhuang)多个(ge)不同的(de)(de)操作系(xi)统(tong),并且这些操作系(xi)统(tong)之间相互(hu)独立虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟机(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)物理(li)计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)统(tong)可以有(you)不同的(de)(de)指(zhi)令(ling)集(ji)架构,这样(yang)会(hui)(hui)使得虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟机(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)的(de)(de)每一(yi)条指(zhi)令(ling)都要在(zai)(zai)物理(li)计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)模拟执行。显而(er)易见,会(hui)(hui)导致性能低下。所以,J9九游会AG 一(yi)般使虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟机(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)指(zhi)令(ling)集(ji)架构与物理(li)计(ji)(ji)算机(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)统(tong)相同。这样(yang)大(da)部分(fen)指(zhi)令(ling)都会(hui)(hui)在(zai)(zai)处理(li)器(qi)上(shang)(shang)直接运(yun)(yun)行,只有(you)那些需(xu)要虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟化的(de)(de)指(zhi)令(ling)才(cai)会(hui)(hui)在(zai)(zai)虚(xu)(xu)(xu)(xu)拟机(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)运(yun)(yun)行。

虚拟化技术的发展

1959年,计(ji)算机(ji)科学(xue)家Christopher Strachey发表了一篇(pian)名为《大(da)型高速(su)计(ji)算机(ji)中的(de)时间共(gong)享》(Time Sharing in Large Fast Computers)的(de)学(xue)术报告,他在(zai)文中首次提出了虚拟化的(de)基本概念,被认(ren)为是(shi)虚拟化技术的(de)最(zui)早论述。

上(shang)世纪(ji)六、七十年代,虚拟(ni)化进(jin)入(ru)了萌芽发展状(zhuang)态。IBM发明操作系统(tong)虚拟(ni)机(ji)(ji)(ji)技术,允(yun)许用(yong)户(hu)在一台(tai)主(zhu)机(ji)(ji)(ji)上(shang)运(yun)行(xing)多个操作系统(tong),让用(yong)户(hu)尽可(ke)能(neng)的(de)充分利用(yong)和共享昂(ang)贵(gui)的(de)大(da)型机(ji)(ji)(ji)资源(yuan)。同时,加州大(da)学(xue)圣(sheng)地亚哥分校的(de)仿真处理器P-code机(ji)(ji)(ji),使P-code程序具(ju)有高度可(ke)移植性(xing),能(neng)够运(yun)行(xing)在任何具(ju)有P-code功能(neng)的(de)虚拟(ni)机(ji)(ji)(ji)上(shang)。

上世纪七(qi)、八(ba)十年代,虚(xu)拟(ni)化技术(shu)进入低谷期(qi)。随(sui)着(zhe)大规(gui)模集成电路的出现和个人(ren)电脑(nao)的普(pu)及,计(ji)算机(ji)硬件(jian)变得越(yue)来越(yue)便宜。当初为共享昂贵硬件(jian)而设计(ji)的虚(xu)拟(ni)化技术(shu)已无人(ren)问津(jin)了,而只是在高档服务器(如IBM小型机(ji))中继续存在。

在进入上世纪(ji)九十年代(dai)末期(qi)以后,虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua)技术迎(ying)来了复兴。首先,由VMware基于二进制转换的(de)(de)全(quan)虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua),到Denali和(he)Xen的(de)(de)修改客(ke)户端操(cao)作系(xi)统的(de)(de)半虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua),再到Intel和(he)AMD的(de)(de)硬件(jian)虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua)(Intel的(de)(de)VT-D技术以及AMD的(de)(de)SVM技术)。至此至今,虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua)技术进入了一个全(quan)面(mian)发展时期(qi),包括(kuo)有服务器虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua)、存(cun)储(chu)虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua)和(he)网络虚(xu)拟(ni)(ni)化(hua)等。

虚拟化的特点

Fidelity(保真性):应用系统程序在(zai)虚拟机上执行(xing),除(chu)了时(shi)间因(yin)素外(wai)(会比物(wu)理硬件(jian)上执行(xing)慢一(yi)点),将表现为(wei)与在(zai)物(wu)理硬件(jian)上相同的执行(xing)行(xing)为(wei)。

Performance(高性能):在虚拟环境中应用程序(xu)绝大多数(shu)指令在虚拟机(ji)管理(li)器不受干预的情况下(xia),直接在物理(li)硬件上(shang)执行。

Safety(安全性):物理硬件由(you)虚拟(ni)机管理器全权管理,被虚拟(ni)出来的执行(xing)环(huan)境(jing)的程序(包括操作系统)不能(neng)直(zhi)接访问物理硬件。

虚拟化的优势

虚拟化的(de)主(zhu)要(yao)功能是对(dui)各种松散的(de)资源进行集中的(de)监控、管(guan)理、和维护。它具有(you)以下优势(shi):

•简(jian)化IT操作,提(ti)高管理效率:在企业范围内实现标准化,统(tong)一对应用程序进行部(bu)署、维(wei)护、和升级,IT人(ren)员不再进行密(mi)集(ji)型的(de)人(ren)工操作。在软件开发(fa)与测试方面,IT人(ren)员可(ke)即时(shi)虚拟出服务器、存储、运(yun)行环境(jing),还可(ke)以更轻松地扩大(da)测试范围并提(ti)高软件质量。

•整(zheng)合服(fu)(fu)(fu)务(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)(qi),使(shi)(shi)服(fu)(fu)(fu)务(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)(qi)利用(yong)率(lv)最大化:虚拟化技术(shu)可使(shi)(shi)企(qi)业级的(de)(de)服(fu)(fu)(fu)务(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)(qi)运行多个(ge)虚拟机,从而有效控制了服(fu)(fu)(fu)务(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)(qi)数量的(de)(de)膨(peng)胀,大大提高了服(fu)(fu)(fu)务(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)(qi)利用(yong)率(lv)。另(ling)外,通过对未充分利用(yong)的(de)(de)服(fu)(fu)(fu)务(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)整(zheng)合,企(qi)业不再需要为(wei)新项目另(ling)外购置硬件,因此,减少了资金投入(ru),降低了供电(dian)、制冷和场地方面的(de)(de)运营成本。

•安全集中(zhong)(zhong)的数据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)管(guan)理:虚拟化技术为集中(zhong)(zhong)监控、管(guan)理提供(gong)了支持。服务(wu)器(qi)、应用(yong)程(cheng)序、和各种敏感数据都(dou)将(jiang)存放在数据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)。企(qi)业(ye)不再因员工丢失(shi)笔记本或(huo)受到(dao)黑客攻击而(er)担心(xin)(xin)数据的流失(shi)。

•允许旧(jiu)版系(xi)统与新(xin)环境共存(cun):虚(xu)(xu)拟化(hua)技术还可在(zai)高版本(ben)的(de)硬件上(shang)虚(xu)(xu)拟出旧(jiu)版应用程序所需的(de)运行(xing)环境,有(you)助于延长旧(jiu)版软件的(de)生命周(zhou)期,增加(jia)了其使用价值,避免了高额的(de)移植成本(ben)。

•提高(gao)业(ye)务系统连续性:由于所有的(de)(de)应用(yong)都在(zai)服务器上运行,不再依(yi)赖用(yong)户的(de)(de)PC机(ji),PC机(ji)的(de)(de)故障(zhang)不会(hui)影响(xiang)业(ye)务系统的(de)(de)稳定运行。对于用(yong)户而言,一旦桌面PC故障(zhang),只需(xu)要换一台正常(chang)工作(zuo)的(de)(de)PC,所有应用(yong)又可以正常(chang)进行了。

系统虚拟化软件

Citrix XenServer

Citrix XenServerTM作(zuo)为一(yi)种(zhong)开放的(de)(de)(de)、功能强大的(de)(de)(de)服务器虚拟(ni)化解决方(fang)案,可(ke)将静态(tai)的(de)(de)(de)、复杂的(de)(de)(de)数据中(zhong)心环境(jing)转变(bian)成(cheng)更(geng)为动态(tai)的(de)(de)(de)、更(geng)易(yi)于管理的(de)(de)(de)交付中(zhong)心,从而大大降低数据中(zhong)心成(cheng)本。XenServer是市场上唯一(yi)一(yi)款免费的(de)(de)(de)、经云(yun)验证的(de)(de)(de)企(qi)业级虚拟(ni)化基础架构解决方(fang)案,可(ke)实现实时迁移和(he)集中(zhong)管理多节(jie)点等重要功能。

Windows Server 2008 Hyper-V

Hyper-V采(cai)用微(wei)内(nei)核的架(jia)构(gou),兼顾了安(an)全性(xing)(xing)和(he)性(xing)(xing)能的要(yao)求。Hyper-V底层的Hypervisor运行(xing)在(zai)最高(gao)的特权级(ji)别(bie)下,微(wei)软将其称为(wei)ring -1(而Intel则将其称为(wei)root mode),而虚拟(ni)机的OS内(nei)核和(he)驱动运行(xing)在(zai)ring 0,应用程序(xu)运行(xing)在(zai)ring 3下,这种(zhong)架(jia)构(gou)就不需要(yao)采(cai)用复杂的BT(二进制特权指令翻译(yi))技术,可以进一(yi)步(bu)提高(gao)安(an)全性(xing)(xing)。

和信VEMS

和信虚(xu)拟终(zhong)端(duan)(duan)管理系统部(bu)署简(jian)单,支持(chi)各种(zhong)网(wang)络环(huan)(huan)境,兼容原有终(zhong)端(duan)(duan)工(gong)作站(zhan),可(ke)针对不同的(de)工(gong)作部(bu)门、工(gong)种(zhong)类(lei)型、工(gong)作需(xu)要指定(ding)专用(yong)的(de)虚(xu)拟操作系统。在(zai)驱(qu)动层全面实现对ARP病毒、流(liu)量(liang)异常、USB等外设接(jie)(jie)口的(de)控制,采用(yong)最新的(de)恶(e)(e)意网(wang)站(zhan)动态防护技术,无需(xu)对客户(hu)端(duan)(duan)升级即可(ke)避(bi)免恶(e)(e)意网(wang)站(zhan)的(de)侵害。支持(chi)域环(huan)(huan)境,终(zhong)端(duan)(duan)可(ke)直(zhi)接(jie)(jie)登(deng)录到(dao)指定(ding)的(de)域中,根据用(yong)户(hu)的(de)需(xu)要,将(jiang)个人数据加(jia)密存储在(zai)服(fu)务器上(shang),可(ke)以在(zai)任意终(zhong)端(duan)(duan)上(shang)随时(shi)调用(yong)。

VMware ESX Server

VMware ESXServer 为适(shi)用(yong)于(yu)任(ren)何(he)系统环境的(de)企业(ye)级(ji)(ji)的(de)虚拟计算机(ji)软件。大型机(ji)级(ji)(ji)别的(de)架构(gou)提供了空(kong)前的(de)性能和操(cao)作控制(zhi)。它能提供完全动态的(de)资源可测量控制(zhi),适(shi)合各种要求严(yan)格的(de)应用(yong)程序的(de)需(xu)要,同时可以实现服务器部署整(zheng)合,为企业(ye)未来成长所需(xu)扩展空(kong)间。

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