服务器虚拟化技术的核心(知识讲堂:什么是英特尔VT虚拟化技术)

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知识讲堂:什么是英特尔VT虚拟化技术
这就要求一台物理服务器可以创建和管理多个虚拟系统。而虚拟化技术的核心在于VMM(virtual machine monitor虚拟机监控),它是成功完成多个虚拟化相关任务的关键。VMM同时管理多个不同的操作系统实例,而且掌管这些实例间的切换进程,从而可以保证每个虚拟机都可以访问到底层的处理器、内存和本地磁盘等硬件资源。它通过竞争机制在不同的实例之间分配计算资源,同时要保证不同虚拟机之间的相对独立性。
而在2005年之前,虚拟化平台的性能问题主要集中于处理器中缺少对应的内部指令集,因而无法保证处理器的虚拟化任务可以高效完成。这些虚拟化任务的分配是在软件层面实现的,因此会在虚拟机体验、资源控制和效率等方面表现得非常差。简单地讲就是:虚拟机无法很好地工作,而服务器的性能受到影响。而AMD和Intel都在致力于新的处理器升级开发以满足新增加的虚拟化方面的需求。这些升级降低(甚至是消除)了子操作系统之间的资源争夺和限制,从而极大地改善了虚拟机实例的安全性和性能。
Intel VT,最初的研发代号为“Vanderpool”,最早出现在Intel基于“Nehalem”架构的CPU系统的开发计划中。而现在的这项技术已经扩展到了Intel多个产品系列中,包括Pentium 4、the Celeron、Core i5、Core i7、Core Solo、 Core 2 Duo、Core 2 Extreme、Core 2 Quad、Xeon以及其它的一些处理器。而很重要的一点是,我们需要了解并不是所有最新发布的Intel处理器(并非以上系列中的每一个型号),都可以支持VT-x:这被认为是一项针对高端PC机及服务器的新技术。关于可以支持VT-x的Intel处理器列表可以参考Intel网站中相关内容。
Intel开发了一系列不同的指令集用于提供硬件层的虚拟化技术。VT-x是公认最好的指令集,向Intel多个型号的处理器中增加了迁移、优先级和内存管理能力。相比而言,VT-d指令集改善了Intel芯片对虚拟化的支持能力,允许芯片组可以完成向特定虚拟机中分配某些特定的I/O设备资源。VT-c引入了对某些I/O设备,如网络交换机的虚拟化支持。
内存的控制和管理在基于硬件的虚拟化过程中扮演了举足轻重的作用。Intel VT-x指令集消除了基于软件的资源分配方式时需要VMM干预所带来的影响。而且在Extended Page Tables中加入了内存管理功能,而这个功能是不同的虚拟机之间完成处理器资源控制权转移时所必须的。
Intel VT的FlexPriority功能可以协助管理处理器之间的冲突。由于来自某些设备和其它一些应用程序的干扰经常会影响到处理器的性能,Intel加入了一个任务优先级仲裁寄存器用于判断任务的优先级高低。只有那些优先级高于现有运行任务的中断才能获得立即执行。而低优先级的任务则被安放到堆栈中,当获得负载程序许可后才会被执行。Intel VT FlexMigration功能允许在虚拟化平台中,可以快速、方便地在多个支持Intel VT-x指令集的物理服务器之间迁移虚拟机。其中很关键的一点我们需要注意,这项扩展的迁移功能无法适用于AMD处理器平台的。在不同处理器厂商平台之间的迁移,可能会导致严重的性能问题,甚至是系统故障的发生。
虚拟技术的核心是什么
虚拟技术的重点是可管理和互操作
虚拟化已经成为IT产业里点击率最高的词汇,从芯片厂商到存储服务厂商,从网络厂商到操作系统和应用软件厂商,几乎无人不提虚拟化,去年微软公司鲍尔默高调宣布微软公司的“动态IT”战略之后,虚拟化作为其战略的关键核心技术被业界格外关注。上周,微软企业机构营销总监 ZaneAdam飞抵北京,《中国电子报》记者就业界关注的虚拟化的趋势及微软的虚拟化技术与虚拟化战略等问题采访了ZaneAdam。
记者:应该说虚拟化技术并不是一项新技术,为什么这两年却格外地热起来?虚拟化技术究竟能够解决什么问题?
ZaneAdam:虚拟化技术确实并不是一项新技术,上个世纪60年代IBM公司在大型计算机上就应用虚拟机技术,微软公司在NT操作系统里就包括一个虚拟DOS机,Connectix公司在1997年推出了虚拟个人电脑(这家公司已经被微软公司收购)。
根据有关数据显示,目前用户用于IT的投资中只有20%是用于创新和与业务有关方面,其余的80%都是用于管理和维护,计算资源的浪费和IT的复杂化都对简化IT、更好利用计算资源提出了更迫切的需求。而虚拟技术是一种调配计算资源的方法,也可以说是让IT自动化的一种技术,它能够简化IT,充分利用计算资源。举个例子就是服务器采用了虚拟化技术之后,我们就可以充分释放原有的服务器的计算资源,减少新服务器的采购。因为虚拟技术有这样的功效,所以虚拟化技术在这几年格外热了起来。尽管虚拟化技术已经出现多年,但是业内的分析师估计,目前已经采用了虚拟化技术的服务器也不到10%,所以推动虚拟化技术来充分释放计算资源,就有了很大的空间。
记者:如果按照您所言,虚拟化技术其实就是优化计算资源的技术,而市场上几乎所有的IT厂商都推出了相应的虚拟化技术,作为用户应该如何来选择?如何来判断一个虚拟化技术的好与坏?目前业界在虚拟化技术竞争的焦点又是什么?
ZaneAdam:整个业界对虚拟化技术竞争的焦点可能有两个,一个是可管理性,另外一个就是互操作性,基本上目前业界对虚拟化技术的推动都集中在这两个层面。
什么是好的虚拟化技术,对于用户而言,重要的不是虚拟化技术本身怎么样,而是虚拟化技术作为整个集成解决方案的一部分,是不是能够满足他的需要,是否能够帮助他实现各种业务的驱动。所以一个虚拟化技术好不好,就看他是否真的能够让IT实现自动化,是否能够让IT释放更大的业务价值,是否能够让IT降低成本,简化IT。
记者:微软的虚拟化技术在微软的“动态IT”策略里扮演一个什么样的角色?与其他公司的虚拟化化技术有什么区别?
ZaneAdam:应该说虚拟化技术是“动态IT”的基石,微软认为虚拟化技术不仅能够提高企业的IT系统效率,还能够使其具备自动适应业务环境变化的自我意识。比如说在数据中心,虚拟化技术不仅支持服务器整合,还能够根据计算请求量的变化自动增加和减少工作负荷以便精确地匹配实时运算要求,这提供了更好的业务连续性以及更有效的资源利用。比如在桌面,应用程序虚拟化技术就降低了管理成本,当操作系统、应用程序、数据和用户偏好都被虚拟化后,用户就能够在任何地点使用任何机器操作其所需的运算资源,这为员工带来了极大的灵活性,也使IT部门拥有更高的效率和灵活性。微软现在从数据中心到桌面提供全线的虚拟化技术产品与工具和服务,目标就是为微软“动态IT”服务的。
微软虚拟化技术上的最大特色是提供端到端的解决方案,微软的虚拟化技术相对于其他企业的虚拟化技术,比较大的特点就是有跨平台的可管理性和互操作性,就是说用户既可以采用Windows操作系统的服务器也可以用Linux操作系统的服务器,微软的虚拟化技术在这些服务器上都可以使用。
记者:微软的虚拟化技术未来将以什么样的模式进行整合与销售?
ZaneAdam:微软未来的产品都将逐步整合进虚拟化技术,从服务器到桌面端等等,比如新的WindowsServer2008操作系统中,服务器虚拟化技术Hyper-V就已经被嵌入进去,但是微软也为其他类型的用户提供更多的选择,比如说用户也可以把Hyper-V作为一种独立的产品来进行购买,它的售价是28美元。
虚拟化服务器和服务器虚拟化的区别
服务器虚拟化是一项技术,是将系统虚拟化应用于服务器上,可以将一个服务器虚拟成多个服务器使用。服务器虚拟化技术的核心为把服务器CPU、内存、设备与I/O虚拟化分配给每个客户使用。
虚拟化服务器是产品的名称,比如VPS、云服务器。
结论:通过服务器虚拟化技术,生成了虚拟化服务器(云服务器、VPS)给用户使用。
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