LINUX服務器虛擬化部署

虛擬化(Virtualization)技術最早出現在20世紀60年代的IBM大型機系統，在70年代的System 370系列中逐漸流行起來，這些機器通過一種叫虛擬機監控器(Virtual Machine Moni-tor, VMM)的程序在物理硬件之上生成許多可以運行獨立操作系統軟件的虛擬機(Virtual Machine)實例。

虛擬化技術的分類

    這里的服務器虛擬化指的是通過虛擬化軟件來實現計算機和服務器虛擬化，通過使用控制程序(Control Program，也被稱為Virtual Machine Monitor或Hypervisor)隱藏特定計算平臺的實際物理特性，為用戶提供抽象的、統一的、模擬的計算環境(稱為虛擬機)。虛擬機中運行的操作系統被稱為客戶機操作系統(Guest OS)，運行虛擬機監控器的操作系統被稱為主機操作系統(Host OS)，當然某些虛擬機監控器可以脫離操作系統直接運行在硬件之上(如VMWARE的ESX產品)。

     全虛擬化((Full Virtualization)。

    全虛擬化是指虛擬機模擬了完整的底層硬件，包括處理器、物理內存、時鐘、外設等，使得為原始硬件設計的操作系統或其它系統軟件完全不做任何修改就可以在虛擬機中運行。操作系統與真實硬件之間的交互可以看成是通過一個預先規定的硬件接口進行的。全虛擬化VMM以完整模擬硬件的方式提供全部接口(同時還必須模擬特權指令的執行過程)。

     超虛擬化(Paravirtualization)。

    這是一種修改Guest OS部分訪問特權狀態的代碼以便直接與VMM交'_的技術。在超虛擬化虛擬機中，部分硬件接口以軟件的形式提供給客戶機操作系統，這可以通過Hypercall(VMM提供給Guest OS的直接調用，與系統調用類似)的方式來提供。

     部分虛擬化((Partial Virtualization)。

    VMM只模擬部分底層硬件，因此客戶機操作系統不做修改是無法在虛擬機中運行的，其它程序可能也需要進行修改。在歷史上，部分虛擬化是通往全虛擬化道路上的重要里程碑。

     操作系統級虛擬化(Operating System Level Virtualiza-tian)。

    在傳統操作系統中，所有用戶的進程本質上是在同一個操作系統的實例中運行，因此內核或應用程序的缺陷可能影響到其它進程。操作系統級虛擬化是一種在服務器操作系統中使用的輕量級的虛擬化技術，內核通過創建多個虛擬的操作系統實例(內核和庫)來隔離不同的進程，不同實例中的進程完全不了解對方的存在。

Linux虛擬化技術解決方案

     Linux-VServer(操作系統級虛擬化)。

    Linux-VServer是一個操作系統級虛擬化解決方案。Linux-VServer對Linux內核進行虛擬化，這樣多個用戶空間環境又稱為Virtual Private server(VPS)，就可以單獨運行，而不需要互相了解。Linux-VServer通過修改Linux內核實現用戶空間的隔離。

     Xen(超虛擬化)。

    Xen是一個來自于XenSource的操作系統級超虛擬化的免費開源解決方案?；叵胍幌略诔摂M化中，hypervisor和操作系統會共同協作，雖然操作系統需要進行一些更改，但卻可以帶來接近于原始系統的性能。就像Xen需要進行協作(對客戶操作系統進行修改)一樣，只有那些修補過的操作系統才可以通過Xen進行虛擬化。Linux本身就是開源的，所以從Linux角度來看，這是一個很合理的折衷，因為最終可以獲得比完全虛擬化更好的性能。但是從廣泛支持的角度來看(例如對其他非開源操作系統的支持)，這顯然是一個缺點。

    Windows可以在Xen上作為一個客戶操作系統運行，但是它只能在運行Intel Vanderpool或AMD Pacifica的系統上使用。支持Xen的其他操作系統包括NetBSD, FreeBSD和OpenSolaris。

     VMware(完全虛擬化)。

    VMware是完全虛擬化的一個商業解決方案。在客戶操作系統和裸硬件之間有一個hypervisor作為抽象層使用。這個抽象層允許任何操作系統在硬件上運行，而不需要了解任何其他客戶操作系統。VMware也會對可用的I/O硬件進行虛擬化，并將一些高性能的設備驅動程序加入到hy-pervisor中。整個虛擬化后的環境都作為一個文件保存，這意味著整個系統(包括客戶操作系統、VM和虛擬硬件)可以很容易地快速遷移到新宿主機器上進行負載均衡。

     KVM(內核虛擬機)。

    KVM是指基于Linux內核的虛擬機(Kernel-based Virtual Machine)?；趦群说奶摂M機是針對包含虛擬化擴展(Intel VT或AMD-V)的x86硬件上的Linux的完全原生的虛擬化解決方案。對半虛擬化(parauirtualization)的有限支持也可以通過半虛擬網絡驅動程序的形式用于Linux和Windows來賓系統。KVM目前設計為通過可加載的內核模塊連接內核。支持的操作系統版本包括廣泛的操作系統，比如Linux, BSD, Solaris, Windows。

    虛擬化是趨勢所在。它所帶來的諸多好處和利益都讓廠商和用戶為之著迷，但虛擬化也存在不少問題。當然，我們也有理由相信，隨著時間的推移和各方的努力，這些問題都會得到不同程度的解決。也許，在這種不斷解決種種麻煩的過程中，虛擬化正迎來燦爛的明天。