李溥岳

（大慶油田信息技術(shù)公司北京分公司，北京 100043）

計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)，從本質(zhì)上看是對(duì)計(jì)算機(jī)物理系統(tǒng)中的各種資源，利用軟件的方法形成對(duì)于硬件技術(shù)以及相關(guān)特征的模擬，從而實(shí)現(xiàn)邏輯上多個(gè)并行系統(tǒng)的產(chǎn)生，并且彼此之間保持相對(duì)的獨(dú)立，分別執(zhí)行各自任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于工作效率提升的技術(shù)手段。該項(xiàng)技術(shù)于20世紀(jì)60年代提出，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展日趨成熟。近年來(lái)，虛擬化技術(shù)已經(jīng)廣泛深入到多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域之中發(fā)揮作用，通過(guò)多層面的虛擬實(shí)現(xiàn)，切實(shí)為IT資源利用的優(yōu)化做出了突出貢獻(xiàn)，并且對(duì)于IT系統(tǒng)的運(yùn)維成本和管理成本控制構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 虛擬技術(shù)的相關(guān)分析

隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前虛擬技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，已經(jīng)不僅僅是面向于某一個(gè)計(jì)算機(jī)部件實(shí)現(xiàn)虛擬化，而更多地是對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)功能系統(tǒng)的行為展開(kāi)模擬，并且通過(guò)這種軟件層面的工作方式，實(shí)現(xiàn)在邏輯層面由一臺(tái)計(jì)算機(jī)到多臺(tái)計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)化。

就目前虛擬技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r看，常見(jiàn)的幾種虛擬技術(shù)為平臺(tái)虛擬化、桌面虛擬化以及應(yīng)用虛擬化三種。其中平臺(tái)虛擬化（Platform Virtualization）即常見(jiàn)的硬件虛擬化，是一種全面的虛擬化技術(shù)，將包括CPU、內(nèi)存以及I/O組件在內(nèi)的整個(gè)功能系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)虛擬化。從本質(zhì)上看，此種虛擬化技術(shù)在硬件和操作系統(tǒng)中間插入一個(gè)管理程序?qū)?，用以?shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)的支持，即操作系統(tǒng)面向管理程序展開(kāi)基于虛擬機(jī)的工作。

而桌面虛擬化（Desktop Virtualization）則是面向于用戶的，支持用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)，并且形成具有用戶個(gè)性化的桌面環(huán)境。此種虛擬化技術(shù)進(jìn)一步分為四種模式，即主機(jī)模式（Hosted）、集中管理模式（Centralized）、同步模式（Remote Synchronization）以及客戶機(jī)模式（Client Hosted）。不同的工作模式需要不同的環(huán)境支撐，并且在應(yīng)用方面顯示出不同特征。其中主機(jī)模式和集中管理模式均以網(wǎng)絡(luò)作為依據(jù)展開(kāi)，由遠(yuǎn)程服務(wù)器生成面向用戶的虛擬數(shù)據(jù)中心。但是集中管理模式更加注重鏡像的生成，面向一個(gè)或者多個(gè)用戶提供鏡像副本，并且提供必要的服務(wù)以及支持操作。同步模式是服務(wù)器面向客戶端提供鏡像并且以對(duì)應(yīng)策略加以同步，此種工作方式對(duì)于不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而言十分適用。而客戶機(jī)模式則支持客戶端保留本地獨(dú)立的桌面虛擬機(jī)，服務(wù)器只提供對(duì)主鏡像的存儲(chǔ)和管理，因此是一種對(duì)網(wǎng)絡(luò)更少依賴(lài)的體系。

最后，應(yīng)用虛擬化是面向于一定功能應(yīng)用的虛擬化技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)運(yùn)算以及存儲(chǔ)資源沒(méi)有直接聯(lián)系。從實(shí)現(xiàn)的角度看，應(yīng)用虛擬化將應(yīng)用程序進(jìn)行重新封裝，當(dāng)運(yùn)行的時(shí)候，將所有的文件和注冊(cè)表操作重定向到一個(gè)特定的文件，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序?qū)Φ讓佑布脑L問(wèn)和控制要求。具體而言，其實(shí)現(xiàn)方式有兩種，即應(yīng)用程序流（Application Streaming）以及桌面虛擬化方式，前者是依據(jù)應(yīng)用程序工作特征將其封裝在一臺(tái)應(yīng)用程序流服務(wù)器中，執(zhí)行的時(shí)候再推送到客戶端；后者則是安裝的虛擬機(jī)中，通過(guò)連接虛擬機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的虛擬。

2 VMware vSphere的應(yīng)用特征分析

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，虛擬化技術(shù)越來(lái)越成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)，諸多大型公司紛紛推出給予云環(huán)境的虛擬解決方案，其中VMware公司的vSphere即為其中的典范之一。

首先從構(gòu)成結(jié)構(gòu)上看，VMware vSphere體系由ESXi主機(jī)群、IO以太網(wǎng)、存儲(chǔ)設(shè)備群以及管理中心Center Sevrer共同組成物理層面的支撐環(huán)境。而從VMware vSphere系統(tǒng)的邏輯層面，則可以劃分為虛擬化層、管理層以及接口層三個(gè)主要功能層面，分別展開(kāi)對(duì)應(yīng)的工作。

其中虛擬化層用以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)以及應(yīng)用程序服務(wù)兩個(gè)方面職能，并且基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)面向硬件相關(guān)資源的虛擬、聚合以及重新分配等使用優(yōu)化職能，進(jìn)一步具體包括計(jì)算、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)三個(gè)方面的主要服務(wù)特征，實(shí)現(xiàn)整個(gè)虛擬環(huán)境中的云資源分配。而應(yīng)用程序服務(wù)則主要用來(lái)確保應(yīng)用程序本身能夠得到妥善的安置和運(yùn)行，重點(diǎn)從其可用性、安全性等方面著手展開(kāi)。具體包括虛擬服務(wù)器動(dòng)態(tài)遷移VMotion、系統(tǒng)資源動(dòng)態(tài)分配（DRS，VMware Distributed Resource Scheduler）、為應(yīng)用程序提供高可用性（HA，High Availability）、為重要應(yīng)用提供不間斷連續(xù)可用（FT，F(xiàn)ault Tolerance）等。而管理層則主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)IT環(huán)境的配置以及管理控制，并且整個(gè)管理工作核心圍繞虛擬化工作本身以及虛擬化產(chǎn)品和相關(guān)資源展開(kāi)。最后的接口層，其存在價(jià)值主要是為用戶提供訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心的接口，包括命令行界面以及SDK自動(dòng)管理用戶機(jī)等相關(guān)功能模塊。

VMware vSphere虛擬系統(tǒng)從性能角度看，一貫表現(xiàn)良好，通常來(lái)說(shuō)會(huì)從CPU、RAM、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等幾個(gè)方面展開(kāi)對(duì)于VMware vSphere的綜合評(píng)價(jià)。

在CPU的使用方面，虛擬技術(shù)的引入必然會(huì)在一定程度上增加CPU的開(kāi)銷(xiāo)，形成資源占用，并且在應(yīng)用相對(duì)密集的情況下，這種對(duì)于CPU的占用會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能的降低和運(yùn)算能力的削弱。與此同時(shí)，虛擬機(jī)本身也會(huì)對(duì)CPU的使用進(jìn)行均衡的考慮，因此可以形成對(duì)于多核多處理器的充分利用，使其能夠承擔(dān)起大密度工作量的要求，因此從一個(gè)側(cè)面來(lái)說(shuō)，虛擬技術(shù)對(duì)于CPU的影響，主要是考察在任務(wù)密集的環(huán)境下是否會(huì)造成過(guò)于龐大的資源開(kāi)銷(xiāo)。而在RAM領(lǐng)域中，雖然虛擬層需要占用對(duì)應(yīng)的內(nèi)存才能展開(kāi)運(yùn)行，但是虛擬化本身并不會(huì)造成內(nèi)存資源的賈少，同時(shí)還會(huì)提供更為完善的內(nèi)存管理體制，因此對(duì)于內(nèi)存的影響，從總體上來(lái)說(shuō)甚至略有提升。

而對(duì)于存儲(chǔ)方面，虛擬機(jī)需要實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的運(yùn)行和支持，因此必然會(huì)占用存儲(chǔ)空間，尤其是當(dāng)多個(gè)虛擬機(jī)在同一臺(tái)物理服務(wù)器上的時(shí)候，其間必須能夠支持對(duì)于文件訪問(wèn)和存取的聯(lián)合處理。但是這種對(duì)于存儲(chǔ)空間的需求，在當(dāng)前存儲(chǔ)成本日益優(yōu)化的環(huán)境下并不嚴(yán)重。最后，在網(wǎng)絡(luò)方面，在大多數(shù)情況之下，網(wǎng)絡(luò)吞吐虛擬化的工作量與網(wǎng)絡(luò)吞吐量本身的體力負(fù)荷保持一致，同時(shí)VMware vSphere還可以提供一個(gè)更為完善的安全平臺(tái)，用以實(shí)現(xiàn)安全隔離，因此從網(wǎng)絡(luò)性能角度看，尤其是從安全角度看，實(shí)現(xiàn)了良好提升。

3 結(jié)論

就當(dāng)前虛擬技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境看，其需求呈現(xiàn)出逐步提升的總體趨勢(shì)，加之相關(guān)技術(shù)不斷成熟與完善，因此其未來(lái)的發(fā)展和整體生命力必然呈現(xiàn)出良好狀態(tài)。實(shí)際環(huán)境中，應(yīng)當(dāng)積極發(fā)現(xiàn)體系中的需求，合理引入虛擬技術(shù)，切實(shí)衡量其工作價(jià)值，推動(dòng)發(fā)展獲取更多經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

[1]王春海，劉曉輝.虛擬機(jī)實(shí)用寶典[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

[2]VMWARE公司白皮書(shū).Wmware Infrastructure體系結(jié)構(gòu)概述[S].北京：VMWARE公司，2008.