Xen:我为虚拟化而生 为云计算而来

云计算 虚拟化
作为著名的开源虚拟化平台,在虚拟化大潮势不可挡的今天,Xen在全球乃至中国获得了越来越多的关注。

作为著名的开源虚拟化平台,在虚拟化大潮势不可挡的今天,Xen在全球乃至中国获得了越来越多的关注。而Xen开源社区每年一届的技术峰会Xen Summit,在今年也来到了中国上海。而Xen.org主席兼Xen项目***架构师,同时也是思杰公司(Citrix)前沿产品部副总裁的Ian Pratt先生也因此***来到中国,在前往上海之前,和与会的记者作了简要的沟通,也有机会让我们更距离的了解Xen,了解Xen乃至Citrix未来的虚拟化发展战略。

Xen.org主席兼Xen项目***架构师,同时也是思杰公司(Citrix)前沿产品部副总裁的Ian Pratt先生,可以说是Xen之父,他也是Xen.org开源社区的创始人,还创立了XenSource公司来推广Xen。在此之后,思杰公司看到了Xen的潜力,便收购了XenSource,Ian Pratt也因此进入了思杰公司。可以说Ian Pratt既是科学家、发明家,又是一个创业家,他的这种多种身份,也让其的职业生涯丰富多彩。

Ian Pratt首先介绍了一下Xen平台的发展近况,目前在企业虚拟化市场,Xen已经占据了大约18%的使用份额,不过他强调这是一个非常开源的项目,所以,很难非常准确的确定它究竟在市场上占多大的比例。作为一个普通的消费者或者用户来说,他可以下载一个单版本的Xen,但却可以把这个单版本的装在若干台的机器上使用,所以,要做到精确的计算是很难的。Ian表示,Xen在企业当中所占据的市场份额每季度都在增加,但最让人感到振奋的一个统计数据是现在公共云的设备中,有80%或者说接近90%的设备都在使用Xen的技术。另外,Xen.org组织本身也是一个非常活跃的开发者组织,在这个组织当中,有150多个公司在进行工作。此外,还有25家大学也在不断的为这个组织贡献自己的力量。任何时候都有超过250名的开发者在这个组织中活跃的工作。

Ian表示,Xen技术最初主要是用于为服务器来实现虚拟化,但现在Xen这项技术已经广泛的蔓延到了其他领域,比如桌面机、笔记电脑,以及各种装置,甚至于现在还可以为很多的装置,包括来提供它的虚拟化。所以,Xen的使用从过去比较大的装置逐渐转向小型装置。现在除了X86,IA64,以及超级计算机可以使用Xen的技术实现虚拟化外,很多智能的也开始使用Xen实现虚拟化。

借本届Xen峰会之际,Xen宣布新增加两个重量级厂商为Xen顾问委员会委员,分别是富士通公司和VA LINUX系统公司,均来自日本。目前Xen顾问委员会的委员数量达到了10个。

Ian很自信的认为,无论这个世界上虚拟化方面出现了任何举措,都应该是从Xen这项技术率先开始实施的。所以,Xen被选为基础设施云的供应者。亚马逊CTO便挑选了Xen术作为他们基础设施的云的虚拟化的提供者。除此之外,还有其他的一些云的提供商也是挑选了Xen作为他们虚拟化的技术。Xen一直以来以高性能著称,而这也在能从一些第三方的声音体现出来。

接下来,Ian简要介绍了一下Xen的起源,由此进一步证明Xen的先进性与前瞻性。

1999年,Xen这项工作刚刚开始兴起,最初它只是作为一个大学的项目存在。Ian表示,“这个项目是由我本人和剑桥大学计算机科学实验室的一些学生共同做的。我们当时就意识到要想使得虚拟化的工作越来越好,必须需要得到硬件方面的帮助,而且要不断地改变,改变芯片组,以及改变一些IO的装置,使得他们能够适应虚拟化的需要。”

“所以,在过去的很多年,我们一直都和很多的硬件厂商,包括英特尔和AMD进行着非常良好的合作,同时也和IO厂商保持着密切合作。”Ian说到,“通过与硬件厂商的良好合作,我们就可以确保我们是***个也是***的为这些硬件提供支持的软件。早在为某些新的硬件产生芯片或者制造芯片之前,我们的Xen已经在很多硬件的虚拟器环境和硬件的模拟环境上进行运行,这样我们就可以进一步推动硬件的设计工作,使它变得更加容易。”而除了在硬件上做的相应改动,使它适应于虚拟化的环境之外,Ian还很早就意识到也需要跟的厂商有非常良好的合作。“这样就能不断的改变操作系统,让操作系统也能够随时的意识到它是在一个虚拟化的环境中运行,以此便可极大程度地提高和改善我们的工作性能。”Ian表示,“所以,我们把这项工作也称为操作系统的泛虚拟化。现在几乎所有大型操作系统都已经可以实现泛虚拟化的能力,比如说Linux操作系统,微软Windows操作系统。”

谈到Xen社区的作用时,Ian表示,“Xen社区的成员一直在不断地为Xen的发展贡献自己的能力,并且不断地推动Xen的发展。我们把很多Xen的技术融入到不同的产品中,也为不同的厂商提供这些技术,使他们发展自己的产品。有的时候,Xen技术可以作为操作系统的一部分;有的时候,它可以作为一个独立的虚拟化的产品;也有一些时候,它会被嵌入到一些虚拟的存储装置或者是路由器这类装置中。当然,我上述提到的产品是适应于不同的市场领域,但是他们都是拥有同样的动力来源。”

Xen的触角如今已经不仅仅局面于服务器端的虚拟化,而是希望将更多的设备虚拟化。在2007年,Xen.org组织内部发起了一个关于Xen客户机的倡议。主要就是要为桌面机和开发Xen。在的电脑上来实现Xen的虚拟化,这实际上对于Hypervisor的工具提出了巨大的挑战,Ian表示,“比如在笔记电脑上实现管理,实现3D图形变换,以及实现多。过去这些都是在服务器上来做,而现在要把它放在笔记电脑上,并且我们希望能以一种非常高的效率来实现它的虚拟化,这就带来了挑战。”

但是,笔记电脑其实对于成本非常敏感,所以这就要求要Hypervisor尽可能的小并且***能嵌入到闪存中,把它内置装入笔记本。最初,思杰和英特尔共同发起了这样的倡议,到现在已经有多家公司加入到这个倡议当中。思杰的目标是要用很短的时间就在客户端的装置上实现无所不在的虚拟化,换句话说,无论你买笔记本电脑还是买,出厂的时候在其内部闪存上就已经嵌入了Hypervisor。不仅仅是笔记本电脑能实现虚拟化,Ian预计,“在未来几年当中很多的智能也能实现虚拟化。当然,我们希望这些虚拟化都是基于Xen的虚拟化。”

注:基于Xen的终端虚拟化架构(即Citrix XenClient这一产品的技术架构),注意它是Type-1模式的虚拟管理器,也就是一种裸机的虚拟化,而不像其他厂商的方案那样,需要在一个操作系统上再部署虚拟管理程序,即Type-2模式,相比之下Type-1模式下,虚拟化的效能更高,虚拟机的实际性能损失最小。

Ian强调,在客户端方面,使用各种技术来实现虚拟化与在服务器当中的情况是完全不一样的,没有人会关心CPU当中使用了多少个虚拟的装置。在笔记本电脑还是台式机方面,提及虚拟化装置的使用或者技术的使用时,更多地要关注到它的使用性、可管理性、可支持性,以及可审计性。有了Hypervisor之后,则可以极大程度上的改善上述所提到的特性,同时,虚拟化也有助于构造一个十分值得信赖的计算架构。比如,通过Hypervisor,就可以建立起一个多极的安全体系,可以运行多个虚拟机,这些虚拟机本身在按照标准配置的情况下,应该是可以作为安全的独立的虚拟机存在,或者可以通过政策对整个虚拟机之间的信息流进行控制。

注:这是一个终端虚拟化应用范例,比如笔记本电脑带两个虚拟机,其中一个虚拟机是包含商业环境信息,而另外一个则是包含用户个人环境信息,这两个虚拟机本身可以出于安全性的考虑来独立其设置。或者,还可以有第三个虚拟机,这个虚拟机只为我执行网上银行的业务,它可以有效的屏蔽那些记录黑客软件(如Keyloger),以保护自己的帐户安全,而每个虚拟机都可以定制不同的安全等级以及安全服务,有效的提高了商业安全性。

当然,客户端虚拟化所带来的好处其实需要通过与企业数据中心的管理软件相结合才能真正实现,让商业虚拟机与公司的数据中心相连,通过后端提供应用虚拟化。比如,与企业数据中心的软件进行结合后,可以创建一些系统镜像(Image),然后再发送到上千个笔记本电脑上,然后就可以对这上千个笔记本电脑进行随时更新和管理,跟过去通过一个操作系统所做的各种管理完全一样。简短来讲,先创建一个镜像,再给它配备上应有的政策,然后就可以把它传送给用户。

Ian表示,Xen在开发之初就已经体现出了云计算的模型。并给出了一张当时的构想图(下图)。Ian介绍到,“这张演示稿上显示的是1999年,我还在剑桥大学任教时,做了一个叫做XenoServers的项目。从这个项目开始,我们便对虚拟化产生了兴趣,也就从那时起开始着手创建我们的Xen。”

在当时,XenoServers这个项目本身的目标是要为全球平台开发一个软件,能够让各个组织或者用户以一种非常灵活的方式在这样的软件为基础的平台之上购买他们所需要的计算的资源。而现在这个项目已经被看作是云计算的一个先驱了。Ian表示,“我们在创建Xen的时候,其实就是希望能够通过建立这样一个Hypervisor让我们的用户可以实现他们各个环境安全的分开,让他们可以更安全的使用自己的数据,也可以更安全的获取到自己所需要的计算资源。正是因为本着这样一个目的创建Xen,Xen非常适用于云计算的环境。”

Amazon被看作云计算率先得以实施的客户,它很大程度上率先使用了XenoServers为它带来的云计算使用方面的一些灵感。Xen的云平台项目其实就是使Xen的作用能够进一步的扩大,并且为云的部署创造了一个完全虚拟化的基础设施。今天其实有很多云的厂商都利用了Xen的技术,然后从Xen的核心领域脱离开,根据自己的需求增加自己的软件,以此来建立适应自己需要的云平台。而Ian则希望通过Xen的云平台,对所有软件的成份实现标准化,使它真正意义上能够帮助用户简单且容易的部署一个真正虚拟化的基础设施,以此推动整个行业在这方面的标准化进程。Ian表示,“我们也认为Xen的云平台赋予了我们很强大的能力,使得我们建立起了这样一种真正意义上的虚拟化的云的基础设施层。”

今天我们可以看到,很多云的厂商都在提供虚拟的专用服务器,这些服务器本身对做一些网络托管或者做一些简单的应用是非常有用的。但Ian希望通过Xen的云平台建立起虚拟专用的数据中心,这样可以创造出多个虚拟机,让用户可以用这多个虚拟机配置自己的拓普结构,其中包括网络的拓普结构和存储的拓普结构,这样虚拟化基础设施的建立就可使得用户在这样虚拟专用数据中心的基础之上来发展和使用更加高级的应用。

所以,Xen.org一直致力于创建这样的网络或者存储虚拟化的环境,并且也在不断的促进在各个行业的标准化。在8月份的时候,Xen刚刚宣布了0.1的云平台。从那之后,有很多的公司加入到了Xen平台当中。

Xen的云平台(XCP,Xen Cloud Platform)简介,它为云计算提供了一个完整的开放性平台,有需求者可以根据自己的需要在它的基础上添砖加瓦。

***Ian总结到,“Xen这个社区仍然在继续的壮大,而我们开发的实力也在不断的扩充。而在上海召开的Xen 2009年峰会应该说是一次***规模的Xen峰会,甚至有超过150个人无法容纳到这个会场中。Xen的设计优势是非常适用于云计算的环境,因为它可以保证各个不同的机器之间有非常好的安全性,而且它的架构也提供了***的以及最安全的特征给用户。Xen不仅仅可以适用于云的环境,同时也可以适用于各种客户端的环境。在具有了这样高的安全性同时,我们也在不断的保持自身在整个业界并且在性能方面的领先。”

同时,他还高强,Xen本身的架构是可扩展性的,它可以使Xen的技术从云的环境通过服务器逐渐扩展到客户端,也可以被应用到智能手机上。

在做完相关介绍之后,Ian与思杰公司大中华区总裁曹衡康先生共同接受了记者的采访。
 

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责任编辑:王勇
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