虚拟化新风暴

“虚拟现实”曾经是好莱坞大导演们百演不厌的话题，无论是风靡一时的“机械公敌”还是耐人寻味的“黑客帝国”。其实，IT领域的虚拟已经存在40多年，经过早期的技术沉淀和升级变迁，今天的虚拟化已
7 h9 r+ y- i1 H虚拟现实VRP官方论坛经褪下了神秘的面纱，走进了寻常的x86计算机世界。当虚拟走进现实之时，那将是一场新风暴的来临之际。 8月15日，虚拟化厂商VMware通过IPO方式公开上市，初始股价格定位在了29美元，在第一个交易日中，VMware股价攀升到了51.97美元，涨幅高达79％，并推动其市值达到了190亿美元。 其实，早在一个月以前，英特尔和思科就分别宣布注资VMware公司，英特尔出资2.185亿美元收购VMware公司发行在外的全部普通股的2.5%，并且将获得VMware董事会的一个席位，思科收购VMware公司1.5亿美元A级普通股票，也拥有了VMware上市普通股总数大约1.6%的股份。 短短一个月的时间，传统的网络设备制造商和芯片厂商纷纷投资虚拟化公司VMware，VMware更是通过其良好的业绩，使得投资者相信虚拟化技术是一个将在未来几年产生巨大利润的计算趋势，虚拟化在x86的世界里成为一种新的浪潮。 无论是专业的虚拟化解决方案提供商还是传统的服务器厂商都在大力倡导虚拟化，虚拟化将引领IT数据中心从“成本中心”向“效率中心”转变。 从蛰伏到腾飞 虚拟化技术源于大型机，大型机上的虚拟分区技术最早可以追溯到上世纪六、七十年代。 早在上世纪60年代，IBM公司就发明了一种操作系统虚拟机技术，允许在一台主机上运行多个操作系统，让用户尽可能充分利用昂贵的大型机资源。随着技术的发展和市场竞争的需要，大型机上的技术开始向小型机或Unix服务器上移植，IBM、HP和Sun后来都将虚拟化技术引入各自的高端RISC服务器系统中。 随着x86处理器性能的提升和应用普及，人们开始考虑将这一技术导入用户面更广泛的x86平台。 早在1998年，通过运行在Windows NT上的Vmware来启动Windows 95让人们叹为观止，许多发烧友和工程测试人员也开始在PC和工作站领域运用这种虚拟方案。 VMware总裁Diane Greene表示:“其实虚拟化技术已经存在30余年，最开始由IBM发明，但是VMware把它引入到了一个通用的体系应用标准，通过将虚拟化技术应用于x86平台，使得更多的用户开始尝试虚拟化技术，目前虚拟化已经成为计算机相关部门当中发展最快的部门。虚拟基础架构可以使x86服务器的利用率从现在的5～15%提高到60～80%，并且在数十秒的时间内完成新应用程序的资源调配，而不需要几天时间。” 当人们认识到服务器资源的利用率低下以及服务器整合的必要性时，虚拟化开始吸引更多厂商的关注。尤其64位、多核x86处理器的出现，让单台x86服务器的性能越来越强大。 Intel和AMD相继宣布将推出内建虚拟技术的处理器，以实现硬件辅助虚拟化，从而改善原来仅通过软件实现虚拟化所带来的性能和稳定性方面的不足。 在过去的一年时间里，虚拟化技术正在横扫所有的IT领域，包括CPU、服务器、存储、操作系统、管理软件等。在IDC发布的报告显示，2005年，全球虚拟化计算机数量为90万台，而到2010年有望超过140万台，虚拟化技术正在进入爆炸式发展时代。 Vmware大中华区技术总监张振伦表示，虚拟化发展迅速主要有两点因素，首先，近几年来，PC服务器在国内的应用急剧增加，国内拥有几千或上万台服务器的IDC（互联网数据中心）开始涌现。数据中心在达到这种规模之后，原来的架构、管理都面临极大的挑战。所以今天的大多数用户在服务器达到几十台、上百台以上的规模后，都会考虑如何进行有效的管理，虚拟化可以有效地解决PC服务器数量的急剧膨胀问题。 另一个挑战是硬件发展速度越来越快，如双核、四核CPU的推动，服务器内存扩展能力越来越大。而虚拟化可以帮助用户大大的提高服务器资源的利用率，降低TCO成本。” 而作为SWsoft（中国）的CEO，张自力经历了我国虚拟化“从无到有，从小到大”的整个历程，对于虚拟化领域的日新月异，尤其是中国虚拟化领域的变化，张自力有着自己的见解。 “在我们看来，2007年比2006年有很大的变化，2006年虚拟化也是非常的火热，但主要是概念的推广，产品的介绍和用户的测试，从2006年下半年开始，在生产环境中的应用和实施的情况就多起来了。”2006年行业用户主要是停留在咨询阶段，而2007年很多厂商已经开始实施虚拟化了，而且咨询的用户数量和用户群体也在不断扩大。 可以预见，2007年将是虚拟化技术在中国步入应用之年，而2008年可能开始迈向大规模的虚拟化应用。对于虚拟化在我国的发展前景，张自力给出了自己的预测。 虚拟化的战国时代 虚拟化领域有着众多的分支，包括虚拟机、存储虚拟化、内存虚拟化、操作系统虚拟化、网络虚拟化、数据中心等。每个虚拟化都有其所对应的方案和技术，在工业应用的各方面都存在着虚拟化的应用，虚拟化产品多种多样。 在众多虚拟化技术的快速发展下，涌现出一批技术领先的虚拟化厂商，它们犹如战国时代的各国，相互合作、相互竞争，引领虚拟化技术不断的向前发展。 作为PC服务器虚拟化始作俑者和全球领导者，Vmware积极推动着虚拟化技术的发展，在不断的创新中将虚拟化技术应用推向全球各行业。 从1999年开始，VMware开发了世界第一个IA-32 虚拟机（主机体系结构），如今，VMware已经拥有一系列的虚拟化产品，包括服务器、台式机、工作站以及播放器等产品。 Diane Greene表示:“我们有完整的产品线，目前主要工作是提高虚拟化的性能。比如我们进行了相关的CPU方面的虚拟化，未来我们希望把内存也进行虚拟。除此之外我们还有一个分布化的虚拟化，以便更好的提高集群管理和移动性、安全性。我们还有管理和自动化解决方案的产品，包括相关的台式机的一些架构的解决方面、虚拟桌面、解决方案、融灾方案、软件的生命周期的管理等，在这方面我们希望通过虚拟化提高软件开发的周期。” 在虚拟化领域，开源的角色也非常重要，开源界耳熟能详的就有两个著名的开源虚拟化项目Xen和KVM， Xen是一个基于开源（Open Source）软件的混合模型虚拟机，最早由英国剑桥大学计算机实验室的Ian Pratt, Keir Fraser等人领导的Xen开发小组完成。 最初的Xen基于32位X86体系结构而设计开发，支持多个运行Xen操作系统虚拟机的服务器应用。今天的Xen已经可以支持32位X86架构（包括32位PAE即Physical Address Extensions），64位X86架构，安腾(Itanium)和Power PC架构。同时支持SMP，虚拟机保存恢复，虚拟机动态迁移（Live Migration），设备驱动域（drive domain）等功能和支持Linux、Windows XP以及最新的Vista等。 2006年，权威研究机构Gartner发布了一份服务器技术发展的研究报告，其中有一个不同寻常的预测:到2010年，共享的操作系统虚拟化将成为主流虚拟化技术。 在此之前，虚拟化和虚拟机是同义词，而操作系统虚拟化并不被认为是虚拟化，Gartner的研究报告首次打破了这一定义，SWsoft是操作系统虚拟化的积极倡导者，这份报告无疑是一次重大的胜利。 张自力表示:“虚拟化不同领域的厂商有着不同的产品推广和技术路线，不同的技术路线可能互相配合，也可能各自为营，所以不同的虚拟化厂商都有其各自的优势，而对用户层面而言，这些虚拟化产品很可能被同时应用，它们是可以并存的，而不是相互排斥的。” 用户最主要是区分虚拟化产品的技术路线和产品优势，选择适合自己的虚拟化解决方案。同时，众多的厂商参与虚拟化也面临着互操作的问题，标准化最大的目标就是保证互操作性，在虚拟化领域存在众多的厂商、众多的产品，并进行竞争，只有保证了互操作性才能真正满足客户的需求。 除了上述专业虚拟化厂商以外，作为主流IT厂商的微软、IBM、HP、Sun也纷纷涉足虚拟化。 早在2003年，微软通过收购虚拟服务器软件公司Connectix进军虚拟化领域，2004年，宣布将Connectix Virtual PC系统免费下载，进一步推动了虚拟机的普及，传递了虚拟化的概念。 目前，微软的精力主要集中在Virtual PC的卵生兄弟Virtual Server上，由于数据中心服务器的平均使用率低于30%，有效整合现有服务器角色成为了降低成本，提高效率的关键，Virtual Server的推出有效地解决了这些问题，弥补了Virtual PC在网络方面的不足，并且一举占领了企业服务器角色虚拟化的市场较大份额。 IBM一直是虚拟化技术倡导者。早在1970年，IBM在大型主机方面已经开始应用虚拟技术。2001年，IBM将虚拟技术引入到小型机产品上。2002年，增加了动态逻辑分区功能，用户不必停机就可以动态调整分区中的资源。2003年，IBM增加了按需应变的功能。2004年，IBM实现了微分区功能，在当年推出的Power5服务器中做到了0.1个CPU一个分区。2005年，IBM又推出了虚拟化管理平台，简化了对分区划分功能的操作。 Sun对于虚拟化的理解是计算资源可以通过一种逻辑的方式来实现，用户并不需要真正知道逻辑和物理的计算能力究竟是怎样对应的，但能安全、有效地使用计算资源。Sun现在已经推出了全套的虚拟化解决方案，使得企业用户可以在正确的时间和地点应用正确的技术。Sun虚拟化主要可归结为三种实现方式:同操作系统下不同应用、不同操作系统间不同应用、大型机和小型机的虚拟化技术。 HP将其虚拟化历程分为了三个阶段，目前HP正在进入第三个阶段，即IT环境的虚拟化，HP提出的下一代数据中心，就是强调数据中心整体的虚拟化解决方案，它包含的内容不仅仅是服务器，还有存储、网络等。 在服务器虚拟化领域，Sun、HP、IBM将虚拟化解决方案集成在服务器中，通过虚拟化解决方案提升服务器性能，各自的虚拟化技术也分别应用与自身的服务器之上。SWsoft一直专注操作系统虚拟化，操作系统虚拟化管理性很强，虚拟机运行需要安装独立的Guest OS，而操作系统虚拟化直接就存在虚拟环境。 虚拟化领域竞争最激烈的就是虚拟机领域，VMware是这个市场的先行者，占据着这个市场较大的份额，虽然微软与Xen等竞争者，分别推出与VMware Server和VMware Workstation相似功能的产品，但短时间仍无法达到VirtualCenter这样成熟的管理工具的水平。 微软自收购Connectix后推出的Virtual PC和Virtual Server一直步履维艰，2006年将Virtual Server变成免费产品，同时在Windows Vista Enterprise的授权政策中，允许一个使用者在一台计算机上安装多达四台的虚拟服务器，这些举措为微软赢得了不少用户。 Xen在某些方面像个新进者，然而这个软件也已经演进了快四年，同时，其开放源代码的特性也得到广大业界的支持，Intel与AMD也纷纷投身Xen的研发计划中，Intel在中国专门建立了开源研究中心进行Xen项目的研发，Red Hat和Sun的OpenSolaris操作系统也表示支持Xen项目，将其整合到操作系统中。 Xen的开放式特性是其亮点，微软拥有雄厚的资金支持和技术领先的研发队伍，而VMware更想凭借其领先的技术和品牌巩固自己的市场地位，暗流涌动的虚拟化市场正在酝酿一场鏖战。