“虚拟化”热炒慢熟

“虚拟化”热炒慢熟


（计算机世界报 2007年12月24日第49期 A20） 2007-12-22 21:55:40




有40多年历史的虚拟化技术突然“蹿红”。VMware异军突起，微软、IBM、Intel、AMD等纷纷追捧虚拟化技术，让人眼花缭乱。究竟是什么力量促使各大厂商成为哄抢“虚拟化蛋糕”的主角？揭下神秘面纱后，虚拟化的真相如何？虚拟化的普及运动真的开始了吗？标准的混乱与用户的日趋理性决定了“虚拟化”只能是热炒慢熟。

忙着在虚拟化中跑马圈地，成为今年IT业的一个潮流。

就在统领x86市场虚拟化技术的VMware公司高调举行“2007中国虚拟化用户大会”不久后的11月27日，拥有40年虚拟化技术经验的IBM一改往日来对虚拟化的“缄默”，盛大地举行了虚拟化科技大会。

除此之外，从国外的软硬件企业微软、intel、AMD、惠普、甲骨文，到国内的服务器厂商—联想、浪潮等，都在宣传自己的虚拟化技术有多可靠。

不仅如此，一些虚拟化厂商和软件厂商还联合起来共同对“敌”。SAP宣布与VMware公司结成联盟，支持包括其ERP在内的企业软件在VMware公司的虚拟化平台上运行，以联合抗衡老对手甲骨文公司; 之前，甲骨文公司与另一虚拟化厂商XenSource合作，发布了虚拟服务器软件Oracle VM，甲骨文还表示，除了自己的Oracle VM外，不再支持其他虚拟化平台应用。而事实并非如此，用户端也不能接受这样的单一平台。

门槛很高、应用有限的虚拟化技术，在众厂商的热炒下，似乎在一瞬间走下了神坛。究竟是什么力量让这些IT厂商们争先恐后地幻想成为虚拟化的主角呢？

虚拟化的“诱惑”

业内人士一致认为，是虚拟化技术的进步和用户需求的逐渐兴起，诱使IT厂商们将虚拟化技术奋力推下神坛。

早在1998年，在Windows NT上运行Vmware虚拟化软件能引导Windows 95的运行，博得了众人的交口称赞。尽管当时类似的技术已经有了悠久的历史—大型机上的虚拟分区技术就可以追溯到上世纪70年代。

“然而早期，使用虚拟化基础设施的成本极高，应用也相对有限。直到x86平台的虚拟化技术的出现。” VMware大中华区技术总监张振伦告诉记者，“从而促使市场上涌现出了众多成本低廉、高性能、高可用性服务器硬件。这意味着大部分用户可以头一回使用虚拟化技术了。”

从很大程度上来说，促使中小企业对虚拟化技术产生兴趣的正是利润。用户渴望降低成本，而虚拟化技术能帮助企业有效地利用各种IT资源。

据SymQuest 的高级网络架构师Matt Prigge介绍，在几年前进行了Windows 2000/2003升级之后，许多公司开始再次进入了服务器的更换周期，这为虚拟化技术提供了大好机会。因为使用两台高度冗余的服务器即可获得虚拟化技术的许多优点，而成本又不会高于重新部署传统安装环境，相当吸引人。

对大企业来说，虚拟化技术所具有的吸引力不只是降低成本。在大型数据中心通常会看到让人惊讶的一幕: 几十台或者几百台服务器放在机柜中，指示灯不停地闪烁、空调系统呼呼做响、冷却风扇嗡嗡地吹—但背后的一个事实却是，这些服务器里面的大多数CPU都处于闲置状态。Sun公司估计，大多数服务器的利用率只有15%，剩余的大部分潜能完全被浪费了，同时浪费的还有维护物理硬件运转所必要的电源和空调资源。

“今天的情况是，CPU发展日新月异，而操作系统和应用方面的发展相对缓慢，从而导致购买新服务器运行旧的应用系统根本没有意义。”一位业内专家如此表示，如果从节俭成本的角度考虑，多数企业甚至没有必要购买超强功能的芯片，因为多年来在旧服务器上顺畅运行的应用系统未必需要大量的内存以及最新、最好的 CPU。

于是，许多公司没有购买新的基础硬件，而是选择了向上扩展系统，也就是采用虚拟化的方式让自己已有的服务器发挥更大的潜质。“结合了虚拟化平台的一台中档服务器往往可以取代六七台低端服务器。而且节省的费用不仅仅是最初的采购费，从总体拥有成本来考虑，如果算上服务器使用过程中的电源、维护及冷却成本，节省的费用要远远高于最初的采购费。”所有推销虚拟化技术的厂商都众口一词。

尽管虚拟化技术一目了然，但是对于有些用户来说，成功的实施案例在很大程度上是用户对虚拟化感兴趣的底线。上海某证券公司的CIO这样告诉记者: “我们公司目前就面临着服务器整合这一难题，虚拟化看似能解决我们的问题，但是如果没有一个值得借鉴的成功案例，我们不敢轻易上马此技术。”

比起该证券公司来，中铝河南铝业有限公司可能更愿意吃第一只螃蟹，他们已经成功地在浪潮服务器平台上实现了所有应用的虚拟整合。“通过虚拟化管理软件，我们对5个应用系统进行了集中管理，为企业适应激烈竞争的市场环境提供了有力的支持。”网络管理中心主任唐宁对虚拟化技术评价很高。

在对众多行业CIO进行调查的过程中记者也发现，与2006年不同，很多企业已经对虚拟化技术颇为了解，有些甚至做了初步尝试，虚拟化技术在与用户应用环境的磨合中不断成熟。更为重要的是，随着用户开始把虚拟机部署到生产环境里面，他们对更有效地利用虚拟化环境的新型管理工具的需求也与日俱增。在这种情况下，这个领域的竞争也在日渐升温。由于底层技术已经成熟、稳定，厂商们纷纷向市场推出新的工具。这一动向在2007年表现得尤为明显。

各显神通 哄抢“虚拟化 ”

“虚拟化技术将大大促进企业实现‘动态IT’。” 微软首席执行官史蒂夫·鲍尔默在近期举办的微软Tech·Ed技术大会上表示，“作为虚拟化领域的代表厂商之一，微软将加大在虚拟化技术方面的投入。”

事实上，微软在过去的一段时间里，从4个方面推进自己的产品序列虚拟化: 服务器环境虚拟化、个人电脑虚拟化、表示层虚拟化和桌面虚拟化。

不仅仅是微软，就连统领虚拟化技术40多年的IBM公司，也终于按捺不住，喊出了“虚拟化确实非做不可！” 据IBM绿色创新工程专家及System z高级顾问David Anderson向记者介绍，早在上个世纪60年代，IBM公司就发明了一种操作系统虚拟化技术。现在，“虚拟一切计算资源”已成为IBM全新系统战略的一部分。根据IBM内部进行的研究显示，通过使用虚拟和系统管理这样的技术，客户最多可将管理成本减少40%，将IT利用率提高25%。

“不过，‘虚拟化’一词并不单单指某种方案。” 一位研究了多年虚拟化技术的专家告诉记者，“笼统地说，从核心技术上来讲，这个领域已经出现了两个不同的派别。”

其中一派是全面的硬件仿真系统，以VMware和微软的虚拟服务器为代表。这种方案模仿物理服务器的本地硬件平台，用于每个虚拟服务器，包括完全可以配置的 BIOS。这种方法让每个虚拟服务器作为单一进程在主机平台上运行。在磁盘上，每个虚拟服务器完全与其他虚拟服务器独立，各自拥有完整的一套操作系统和所有必要的应用软件。

另一派是基于主机的虚拟化技术，SWsoft的Virtuozzo和Sun的 Solaris容器（Sun Containers）是其中的代表。根据这种设计，主机操作系统的一个实例支持多个虚拟操作系统实例，同一个主机操作系统的内核在进程级别处理虚拟服务器的I/O和调度需求。所有虚拟化平台都采用了Hypervisor，这个软件层在基本操作系统软件之上、在虚拟机之下。Hypervisor负责把每个虚拟机的资源请求集中到基本操作系统，并负责处理所有的I/O交互。每种虚拟化平台的Hypervisor形式各有不同，但效果通常都是相同的。

除了软件实现虚拟化的方式外，AMD和英特尔提供的最新一代芯片在设计时也都考虑到了硬件的虚拟化功能。英特尔的虚拟化技术（VT）和AMD的安全虚拟机（SVM）CPU扩展技术，把虚拟仿真方面的部分繁重任务，从软件转移到了硬件，并且把一些内存管理功能转移到了用软件处理的CPU微代码里面。这些努力使得x86平台的CPU更适合处理虚拟服务器带来的特有的工作负载。

其他一些厂商则忙于为虚拟化技术添砖加瓦，包括提供虚拟服务器管理、合并和迁移工具。譬如说，惠普提供的工具可以集成到整套管理产品当中，戴尔则利用面向OpenManage的VMware 工具进入到虚拟化领域。除此之外，国内的服务器厂商也不甘示弱，联想、浪潮等服务器厂商都加快了向虚拟化技术靠拢的步伐。前不久，联想还联合了来自英特尔、微软、日立数据、VMware、XenSource、SWsoft等全球顶尖虚拟化软硬件厂商，共同发布了全新的联想虚拟化策略。

那么，为什么所有的IT厂商都开始为虚拟化“发狂”呢？除了追求技术进步之外，其中的一个重要原因就是: 2007年上半年IDC公司表示，本来预计到2010年时x86服务器的销售量将增长61%，但后来将这一数字下调至39%，这一变化源自于用户对高性能机和虚拟化技术，而减少了对追求服务器的采购量。

能让所有IT厂商为之发狂的虚拟化技术到底有着什么样的魔力，它的真面目又是怎样的呢？

还原虚拟化“真貌”

如果对虚拟化技术进行细分则能把它分为: 服务器、存储、应用程序和桌面虚拟化。

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。上个世纪60年代，IBM公司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，让用户尽可能地充分利用昂贵的大型机资源。而今天，在芯片厂商的努力下，拥有着更广泛的用户的x86服务器也能把虚拟化技术揽入怀中。

“在如今复杂的IT环境下，服务器虚拟化完全有必要。”联想服务器事业部总经理牛红认为，冗余服务器硬件会迅速占满企业数据中心的空间，每次采购新设备不但会减少利润，还会增加电力和冷却成本。而把物理服务器分成虚拟服务器是帮助企业控制IT开支的一个方法。

有了虚拟化技术，用户可以动态启用及停用虚拟服务器（又叫虚拟机），每个服务器实际上可以让操作系统（及在上面运行的任何应用程序）误以为虚拟机就是实际硬件。运行多个虚拟机可以充分发挥物理服务器的计算潜能，还能迅速应对数据中心不断变化的需求。

这正是微软最近一直在提倡的“动态IT”。“虚拟化技术将大大促进企业实现‘动态IT’。”鲍尔默表示。实际上，如今数据中心管理人员面临的虚拟化解决方案种类繁多，有些是专有方案，而有些是开源方案。但能被虚拟化的不仅仅是服务器，存储虚拟化在经历了几年风雨之后，终于也开始发挥巨大的价值。

在虚拟化热潮中，各大存储厂商也不甘落后，尤其是IBM、EMC和日立数据系统（HDS）。

在IBM 虚拟科技大会上，蓝色巨人展望了存储虚拟化市场的发展趋势，并表示在2008年将继续加大存储虚拟化的推广力度。IBM系统存储部大中华区总经理候淼指出，IBM针对客户的异构存储环境可以提供一揽子解决方案，包括服务器还有存储管理等等。其旗舰级SAN卷控制器（SVC）就是把存储变成一个大的虚拟池让客户更便于管理。通过虚拟化的产品，把所有的物理盘变成了虚拟盘，在SVC层面解决了异构问题，而变成了统一平台。

并购VMware在EMC的虚拟化战略中起到了关键作用。EMC的战略是在客户异构的IT基础设施中，部署虚拟化技术，形成一个单一的可用存储与信息处理资源的联合体。EMC总裁兼CEO乔·图斯对这次并购表示: “一直以来，服务器与存储虚拟化一直作为独立的实体存在，EMC希望加速这两个世界的融合。”

Invista 是EMC数据块级存储虚拟化解决方案，它将多个独立的存储阵列联结在一起。存储阵列通过存储网络呈现给主机，就像它们是单个存储设备或阵列一样。在网络中使用映射将该虚拟设备上的 I/O 重新定向到底层的物理阵列; 而Rainfinity是EMC文件级存储虚拟化解决方案，它可以跨文件服务器在线移动文件系统，而且可以重新组织命名空间而无需中断客户端。

“实际上，块级虚拟化可以简化SAN管理，而文件虚拟化可以消除与企业NAS系统有关的复杂性和局限性。”一业内技术专家这样解释。

简单来说，存储虚拟化实际上是在主机和物理存储系统之间建立了抽象层，把各个存储设备的复杂性隐藏起来，让多个异构网络存储设备的物理存储资源集中起来，然后提供一组虚拟存储卷，供主机使用。借助虚拟化还可以帮助用户提高存储利用率、加快配置速度。

大量的服务器和存储往往出现在企业的数据中心，然而，虚拟化技术不仅仅适用于企业的数据中心。从最复杂的工作站应用程序到最简单的动态链接库（DLL），虚拟化技术也能给客户机计算带来深远的影响。

这方面的一个典型例子就是应用程序虚拟化，指的是把运行中的程序与底层桌面隔开来的产品或方案。应用程序虚拟化的优势是，它能够消除在部署桌面系统时，由于配置不得当使得大量资源被消耗的问题。以Windows为例，这样的产品可以把应用程序与操作系统映像隔离开来，方便管理。

普及难题

众多巨头的追捧能否促使虚拟化迅速普及？“没有统一的虚拟化标准平台和开放协议，将成为虚拟化技术广泛普及的瓶颈。” 某大型网站的资深技术工程师告诉记者。

虚拟化市场的迅速发展，使得Vmware这些老大们也一再要求业界形成一个标准的虚拟机组建及管理方式，但标准和互操作性方面的进展却很缓慢。一些用户担心自己被某家厂商的方案所束缚，一旦技术成熟后，自己想改用其他方案，会面临难度大、成本高的问题。

就拿芯片层面的虚拟化来说吧，由于AMD和英特尔服务器在许多数据中心一起运行，有些公司认为，移动虚拟机可以在任何x86硬件之间转移，但事实并非如此。用户想要转移这些虚拟机，必须有类型相似的硬件相匹配。

VMware公司产品和解决方案营销副总裁Raghu Raghuram也承认，VMware虚拟机还无法在基于英特尔的系统和基于AMD的系统之间转移。“但从长远来看，这个问题会得到解决。”

IBM 也存在同样的难题，记者在最近IBM举行的“虚拟化科技大会”上了解到，在该次会议上IBM发布的新虚拟软件拥有“活动分区迁移”和“活动应用迁移”两大特性，即允许在不间断工作的情况下无缝迁移一个应用或是整个操作系统分区，然而十分遗憾的是，“这一功能仅局限在基于IBM Power 6芯片和其最新发布的AIX 6.0操作系统的机器上，或者是拥有AIX 6.0操作系统的Solaris服务器或惠普UNIX服务器上。”

针对这种情况，IBM System p大中华区技术总监李永辉告诉记者: “IBM实现的这种虚拟化活动分区技术需要‘实时的内存’才可以实现，也就是只能在满足上述两个条件后才能实现。”

不仅是他们，在虚拟化技术领域，各厂商都在进行着自己的试验和实践。记者在初步了解虚拟化领域的各种技术时发现: HP-UX虚拟分区技术、Linux/RK技术、IBM的逻辑分区技术、Mac-on-Linux虚拟技术、MAE虚拟技术、微软的Virutal Server虚拟化技术、Solaris上的虚拟技术、Swsoft的virtuaozzo虚拟技术、TCP/IP堆栈的虚拟技术、用户模式Linux的虚拟技术、Virtual PC技术、VMware的虚拟技术、Xen虚拟技术等众多的虚拟化技术，让整个虚拟化领域变得越来越复杂，让用户眼花缭乱。

最初，虚拟化技术因为能够合并物理服务器而大受欢迎—因其可以减小电源需求和热量。但因为部署虚拟机非常容易，所以许多企业可能会发现，尽管自己减少了物理服务器的数量，但要管理的虚拟系统的数量却急剧增加。所以，虚拟机的统一管理技术问题也迫在眉睫。

“理性”生存

“对一台服务器进行虚拟化，其本质就是对服务器资源的合理规划和再利用。如果你的服务器资源利用率经常是100%，这根本谈不上虚拟化。但是如果你把一个1U 服务器租给一个只使用这个服务器资源10%～30%的用户，这对用户其实是不公平，因为资源被浪费了。” 中国石油化工股份有限公司信息系统管理部教授级高工吴正宏说道。

为了说明虚拟化的意义所在，有人拿“租房子”打了一个比方，“如果说你有间大房子，就可以和别人合租，这样也可以减少你的负担，资源也得到了合理的利用; 但如果你只有一间9平方米的小房子，当然就只有自己住了。”

虚拟化发展到现在，对于它的优点人们已经认识得很清楚了，对于它的缺点，用户也越来越明白了。

一个担心来自于安全方面。“技术主管们担心一个篮子里放了太多的鸡蛋。假如一台单一的服务器出故障了，只会影响某个应用。而如果运行着10台虚拟服务器的主机出了故障，造成的损失就很大。” 均瑶集团信息总监吴大为告诉记者。

第二个担心来自于标准的不统一。许多虚拟化用户反映，实施了虚拟化之后，他们发现较为困难的部分是向虚拟数据中心的移植。安装一台大型服务器并在上面建立多个虚拟服务器是容易的，但在移植方面，从物理设备向虚拟层迁移，和物理设备间的移植没有什么不同。简而言之，这是一个费钱、费时、充满困难的过程。然而，这些困难是能够克服的。

在未来，你经过数据中心时会发现只有少量闪烁的指示灯和服务器，但这并非意味着只有更少的服务器需要管理。实际上，服务器的数量在增加，应用也越来越多，只不过它们运行在虚拟的环境中。同时，提供一项服务会变得很简单，用户无需考虑资源利用、可靠性、硬件需求和安装困难等问题。

现在，对于用户来说，惟一真正需要解决的问题就是用好这些资源。要想充分了解各类服务器虚拟架构是相当困难的，因为用户不仅要知道虚拟的策略是什么，还要知道什么才是最适合自己的架构，以及这些架构会在多大程度上将自己与厂商的产品捆绑在一起。因此，不要盲目地虚拟化。

评论

给虚拟化应用提个醒

如果说前几年用户还能被很多IT厂商“忽悠”的话，那么从记者近期的采访来看，用户对虚拟化技术的认知度已经相当广泛，对它的理解也越来越理性。但是，在应用虚拟化技术时，我们还应该注意以下几点。

首先，应该认识到，我们不是在应用虚拟化技术，而是应用在虚拟机上所运行的环境。如果用户真的需要虚拟化，那么就要从应用角度出发，仔细考虑自己的需求，比如查看自己的服务器资源利用率是不是不充分？什么地方需要虚拟化？到底虚拟化到哪个层次才是正确的？考虑周详是企业虚拟化成功的第一步。

其次，虚拟化还是有一定的技术门槛和软件及较高的维护成本的。IDG针对国内“虚拟化推广面临哪些问题”的调查显示，技术难题与资金成本分别以33%和 23%的投票率排在前两位。所以，用户在实施虚拟化技术之前，首先要确认自己所用的产品是否可靠、是否可扩展，还有自己是否拥有一支虚拟化方面的技术队伍做后盾，否则盲目实施了该技术以后自己什么都不懂，到时就只能被产品提供商牵着鼻子走; 另外，一定的软件支持是虚拟化平台必备的，所以实施此项目还要加上一定的软件成本，用户要确保自己在资金上面的能力。

最后，也要考虑其安全性。简单说来，不管你分多少个虚拟机，每个虚拟机都还是建立在一台硬件服务器基础之上的，互相之间再怎么隔离，其实和虚拟主机一样，用的也是同一个CPU、同一个主板、同一个内存，用的还是同一个机器的硬盘，如果其中一个环节出错，很可能就会导致“全盘皆输”。总的来说，使用虚拟机并不比使用物理主机具有更高的安全性和可靠性。

看了对虚拟化存在的问题的几点分析，广大用户也不用担心，因为几乎所有的技术都不是完美的，都有漏洞存在，虚拟化技术也是如此。记者提出这些问题的目的是想让读者们更明白虚拟化的优缺点，以做到“知己知彼，百战百胜”; 而虚拟化提供商们也应该思考如何让虚拟化技术更加成熟。（文/刘丽丽）