text: 虚拟化技术概述
  虚拟化技术(Virtualization)是伴随着计算机技术的产生而出现的，从20世纪50年代虚拟化概念的提出到20世纪60年代IBM公司在大型机上实现了虚拟化的商用，从操作系统的虚拟化到Java语言虚拟机，再到目前基于x86体系结构的服务器虚拟化技术的蓬勃发展都为虚拟化这一看似抽象的概念添加了极其丰富的内涵，近年来随着服务器虚拟化技术的普及，出现了全新的IT基础架构部署和管理方式，为IT管理员带来了高效便捷的管理体验，同时虚拟化技术还可以提高IT资源利用率、减少能源消耗虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束，其中资源可以是各种硬件资源，例如:CPU、内存等，也可以是各种软件环境，如操作系统、文件系统、应用程序等虚拟化的主要目标是对包括基础设施、系统和软件等IT资源的表示、访问和管理进行简化并为这些资源提供标准接口来接收输入和提供输出，通过标准接口使得虚拟化可以在IT基础设施发生变化时将对使用者的影响降到最低，最终用户可以重用原有接口，因为用户与虚拟资源进行交互的方式并没有发生改变，即使底层资源的实现方式已经发生改变，用户也不会受到影响，虚拟化技术降低了资源使用者与资源具体实现之间的耦合程度，让使用者不再依赖于资源的某种特定实现，利用这种松耦合关系，系统管理员在对IT资源进行维护与升级时可以降低对使用者的影响在虚拟化技术中被虚拟的实体是各种各样的IT资源，如果按照这些资源的类型进行分类可以梳理出不同类型的虚拟化：应用虚拟化：应用虚拟化通常包括两层含义，一是应用软件的虚拟化，一是桌面的虚拟化CPU虚拟化：CPU的虚拟化技术是一种硬件方案，支持虚拟技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集VMM会很容易提高性能存储虚拟化：虚拟存储设备需要通过大规模的Raid子系统和多个I/O通道连接到服务器上，智能控制器提供LUN访问控制、缓存和其他如数据复制等管理功能网络虚拟化：网络虚拟化整合后的设备组成了一个逻辑单元，在网络中表现为一个网元节点，管理简单化、配置简单化、可跨设备链路聚合，极大简化网络架构并增强了冗余可靠性服务器虚拟化：服务器虚拟化能够通过区分资源的优先次序并随时随地将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源传统的IT基础平台采用分散建设的模式，每个系统从设计阶段开始就考虑独立的主机系统、网络结构、存储系统，组成相对独立的IT子系统。经过多年发展就会形成一个个信息孤岛使得整个系统中数据与资源不能共享，资源利用率低，基础平台的扩展性差，无法满足相应业务扩展需要。传统IT基础平台的典型做法是网络集中管理，信息系统根据业务重要程度对数据进行分块化、数据存储进行分级化处理，传统IT系统基础架构如下图所示：传统IT系统基础架构经过多年发展，普遍面临以下几个突出问题：机房空间和电力供应紧张：随着应用系统不断部署和设备不断增加，数据中心机房容量接近饱和，难以满足未来业务发展需求，同时机房UPS输出负载率已经达到安全输出功率的上限，因电力供应遇到瓶颈使得机房的空调系统往往不能提供冗余保护IT资源部署周期长且难以快速满足业务需求：目前系统紧耦合的部署方式以及IT基础设施建设环节多、周期长，应用系统的新建和发展又不断带来新的资源需求，致使系统软硬件资源的部署涉及多个环节，部署周期长，难以快速满足业务需求硬件资源利用率低下以及资源紧张并存：信息化系统硬件CPU利用率普遍低下，但同时个别系统的忙时资源利用率又居高不下系统峰值效应明显，另外系统异构磁盘阵列种类多，实际使用容量参差不齐，不同磁盘阵列的存储空间不能共享，不仅造成了资源利用极度不均，而且容易形成信息孤岛虚拟基础架构就是以一台或者多台服务器作为物理机资源，借助虚拟化软件在物理机上构建多个虚拟机平台，借助虚拟机用户可以在多个虚拟机和应用程序之间提供单台物理机的资源共享，从而实现资源的高效利用，虚拟基础架构可将服务器、网络和存储器聚合成一个统一的IT资源池，供部署在其上的应用系统按需使用，这种资源优化方式使得整个IT资源系统组建具有更高的灵活性，使资金成本和运营成本得以有效降低，虚拟基础架构如图所示：虚拟基础架构包括以下组件：裸机管理程序：可使每台物理服务器实现全面虚拟化虚拟基础架构服务(如资源管理和整合备份等)：可在虚拟机之间使可用资源达到最优配置若干自动化解决方案：通过提供特殊功能来优化特定IT流程，如资源自动部署或灾难恢复等通过将软件环境与其底层硬件基础架构分离可以将多个服务器、存储基础架构和网络聚合成共享资源池，然后根据需要安全可靠地向应用程序动态提供这些资源，借助这种具有开创意义的方法用户可以使用价格低廉的行业标准服务器或者已经存在的符合行业标准的服务器构建以虚拟架构为基础的数据中心，以实现高水平的利用率、可用性、自动化和灵活性设备资源利用率显著提高：通过硬件资源虚拟化整合可以有效减少服务器数量，提升单台服务器的资源利用率响应"绿色行动计划"，空间占用率和电力消耗大幅下降：随着运行服务器数量减少可以有效降低维护成本，包括耗电量、空调成本支出等，实现节能减排集中化管理，系统易于维护：采用故障自动处理技术，减轻了运维工作的压力，简化了维护人员的操作，通过自动化流程进行处理，极大地提高了运行维护的效率自动化的软硬件资源部署，显著缩短系统交付时间：通过服务器模板进行自动快速部署，部署时间从小时级降到分钟级，可以节省大量的人力成本，同时可以满足新增应用的快速部署需求IT资源管理集中化：依托各硬件虚拟化资源池将所有的IT硬件资源集中在一个统一管理平台界面下显示监控、配置和管理，大大方便了管理和维护工作，提高了运维效率，降低了运维强度与成本资源全局共享，提高系统整体可用性，有效保证数据安全性：通过虚拟化平台实现资源标准化、全局共享，采用高可用性技术，提升了IT服务质量，采用虚拟机HA集群(双机集群)，物理服务器宕机后，虚拟机自动迁移至其他物理机，相比原来的普通服务器宕机后维修再重启应用，缩短数小时甚至数天的时间，以前硬件维护操作需要数天/周的准备和1~3小时的窗口维护，现在实现了零宕机硬件维护和升级标准化软硬件配置和资源部署流程：通过制定系统软件的标准模板可以对不同的系统软件进行归类，制定统一管理的中间件数据库标准模板，通过对标准模板的分发可以实现快速、标准的系统交付，同时也能具备版本统一控制的能力，降低系统运维的压力，配置新应用系统时采用标准化配置模板，提高了IT资源部署速度以快速满足业务需求本篇文章重点介绍了虚拟化技术的概念、虚拟化的一般定义、虚拟化技术发展史、虚拟化技术分类、虚拟基础架构模式以及采用虚拟基础架构的理由和虚拟基础架构效益，通过本章的学习读者可以初步了解虚拟化的基本概念、发展情况以及虚拟化的技术分类和虚拟基础架构