新手扫盲:四种常见虚拟化技术优劣势对比

云计算 虚拟化
从60年代Unix诞生起,虚拟化技术和分区技术就开始了发展,并且经历了从“硬件分区”->“虚拟机”->“准虚拟机”->“虚拟操作系统”的发展历程。这几种技术各自有什么优劣势呢?

虚拟化技术(Virtualization)和分区(Partition)技术是紧密结合在一起,从60年代Unix诞生起,虚拟化技术和分区技术就开始了发展,并且经历了从“硬件分区”->“虚拟机”->“准虚拟机”->“虚拟操作系统”的发展历程。最早的分区技术诞生自人们想提升大型主机利用率需求。比如在金融、科学等领域,大型Unix服务器通常价值数千万乃至上亿元,但是实际使用中多个部门却不能很好的共享其计算能力,常导致需要计算的部门无法获得计算能力,而不需要大量计算能力的部门占有了过多的资源。这个时候分区技术出现了,它可以将一台大型服务器分割成若干分区,分别提供给生产部门、测试部门、研发部门以及其他部门。

几种常见的虚拟化技术代表产品如下:

 

硬件分区技术

硬件分区技术是将硬件资源被划分成数个分区,每个分区享有独立的CPU、内存,并安装独立的操作系统。在一台服务器上,存在有多个系统实例,同时启动了多个操作系统。这种分区方法的主要缺点是缺乏很好的灵活性,不能对资源做出有效调配。随着技术的进步,现在对于资源划分的颗粒已经远远提升,例如在IBM AIX系统上,对CPU资源的划分颗粒可以达到0.1个CPU。这种分区方式,在目前的金融领域,比如在银行信息中心得到了广泛采用。

#p#

虚拟机技术

在虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)中,不再对底层的硬件资源进行划分,而是部署一个统一的Host系统。在Host系统上,加装了Virtual Machine Monitor,虚拟层作为应用级别的软件而存在,不涉及操作系统内核。虚拟层会给每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备,包含CPU、内存、主板、显卡、网卡等硬件资源,在其上安装所谓的Guest操作系统。最终用户的应用程序,运行在Guest操作系统中。如下图所示。

 

这种虚拟机运行的方式有一定的优点,比如能在一个节点上安装多个不同类型的操作系统;但缺点也非常明显,虚拟硬件设备要消耗资源,大量代码需要被翻译执行,造成了性能的损耗,使其更合适用于实验室等特殊环境。其代表产品有EMC旗下的VMware系列、微软旗下的Virtual PC/Server系列等。

#p#

准虚拟机技术

为了改善虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)的性能,一种新的准虚拟化技术(Para-Virtualizion)技术诞生了。这种虚拟技术以Xen为代表,其特点是修改操作系统的内核,加入一个Xen Hypervisor层。它允许安装在同一硬件设备上的多个系统可以同时启动,由Xen Hypervisor来进行资源调配。
 

 

在这种虚拟环境下,依然需要模拟硬件设备,安装Guest操作系统,并且还需要修改操作系统的内核。Xen相对于传统的Virtual Machine Monitor,性能稍有提高,但并不十分显著。为了进一步提高性能,Intel和AMD分别开发了VT和Pacifica虚拟技术,将虚拟指令加入到了CPU中。使用了CPU支持的硬件虚拟技术,将不再需要修改操作系统内核,而是由CPU指令集进行相应的转换操作。

#p#

操作系统虚拟化技术

***的虚拟化技术已经发展到了操作系统虚拟化,以SWsoft的Virtuozzo/OpenVZ和Sun基于Solaris平台的Container技术为代表,其中Virtuozzo是商业解决方案,而OpenVZ是以Virtuozzo为基础的开源项目。他们的特点是一个单一的节点运行着唯一的操作系统实例。通过在这个系统上加装虚拟化平台,可以将系统划分成多个独立隔离的容器,每个容器是一个虚拟的操作系统,被称为虚拟环境(即VE,Virtual Environment),也被称为虚拟专用服务器(即VPS,Virtual Private Server)。如下图所示:

 

在操作系统虚拟化技术中,每个节点上只有唯一的系统内核,不虚拟任何硬件设备。此外,多个虚拟环境以模板的方式共享一个文件系统,性能得以大幅度提升。在生产环境中,一台服务器可根据环境需要,运行一个VE/VPS,或者运行上百个VE/VPS。所以,操作系统虚拟化技术是面向生产环境、商业运行环境的技术。

表:常见虚拟化技术对比
 

 

从最早的硬件分区到现阶段的虚拟机和虚拟操作系统,虚拟化技术已经发展了好几代,不同的技术路线也带来了不同的优劣势。选择什么样的技术和产品,用户还是应该结合自身的预算和应用实践来决策。

【编辑推荐】

  1. 虚拟机备份与恢复的难题
  2. 虚拟机备份问题:缓冲区、恢复和裸机
  3. 虚拟机管理的五大问题

 

责任编辑:王勇 来源: IT专家网
相关推荐

2018-12-14 15:24:01

虚拟化基础架构

2010-03-23 14:32:11

混合虚拟化

2015-08-17 14:48:38

LiFiLiFi网络优劣势解析

2011-09-22 09:55:40

投影仪评测

2022-08-10 07:05:35

vscodePyCharm开发工具

2023-06-27 13:51:07

FPGA数据中心程序

2011-06-16 11:46:25

投影机技巧

2023-03-06 16:29:56

2015-05-26 09:15:14

开源PaaS 云平台Cloud Found

2011-10-09 09:35:11

虚拟化hypervisor

2017-11-17 11:00:44

数据中心方法优劣

2010-05-21 16:36:09

GoogleCode

2022-08-10 14:03:01

MySQL数据库存储

2013-07-10 16:36:02

集中式VDI分布式VDI

2011-08-03 14:49:57

框架

2017-11-24 12:18:35

IaaS云服务云平台

2013-10-15 10:45:26

VDIBYOD

2010-08-19 11:16:30

虚拟化

2018-04-28 14:10:30

虚拟化误解技术

2016-08-31 14:15:28

R语言Excel数据分析
点赞
收藏

51CTO技术栈公众号