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未來十大IT技術：虛擬化技術盤點 |
| 發布時間: 2012/9/9 18:44:52 |
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虛擬化這三個字，近兩年頻繁出現在IT網站和雜志上，一些媒體還建立了專欄進行報道。從去年到現在，不斷有“未來十大IT技術”的評選出爐，網上報道最廣泛的當屬Gartner（高德納咨詢公司 - 全球最具權威的IT研究與顧問咨詢公司）發布的“未來十大IT技術趨勢”，將虛擬化技術置于首位。 但網上的相關文章，較為專業，敘述生澀，又經常與其他概念參雜，如云計算，企業信息化，綠色IT，服務器節能等，讓人一惑不解，又添數問，更加云里霧里，看不清虛實。本人一介IT草民，平時喜歡搗鼓VMware、sandboxIE、SVS這些稍微大眾些的虛擬化軟件。在此，就借著自己有限的IT知識，將網上所學和自身琢磨，轉換為通俗的語言，來介紹下虛擬化技術。小白、菜鳥們可以駐足，IT和虛擬化專業人士可以繞過。有不對的地方，請大家指正。 一 虛擬化的概念和分類 顧名思義，虛擬化就是在計算上虛擬出一些實際計算機里真實存在的東西，以達到更方便、簡單、成本低、安全性高的目的。比如，虛擬計算機硬件，可以安裝操作系統；以現有操作系統為藍本，再虛擬出幾個一摸一樣的；虛擬一個操作系統環境，可以安裝應用軟件。這個解釋，是本人很通俗的說法，嚴格精準的定義，至今還未看到。 虛擬化技術，經過數年的發展，已經成為一個龐大的技術家族，其技術形式種類繁多，實現的應用也一大籮筐了。但對其分類，網上的介紹比較含糊，分類屬性不一。如將服務器虛擬化、硬件虛擬化、cpu虛擬化相提并論，但其實它們都屬一個類別，只是按不同屬性分類得出的不同名稱。打個最簡單的類比，就是把人分為：科學家（按職業分）、靈長類（按生物種分）、男人（按性別分）。。。 言歸正傳，現在按照不同屬性，對虛擬化做一個分類： 以實現層次來分：硬件虛擬化，操作系統虛擬化，應用程序虛擬化。 以被應用的領域來劃分：服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化、桌面虛擬化。 還有從以某類里衍生出來的，無法歸類，比如cpu虛擬化，文件虛擬化。 這些不用屬性的類別之間的關系又是交錯聯系的，下面逐一簡單介紹一下。 二 虛擬化分類之硬件虛擬化 硬件虛擬化，應該是中國IT人員最熟悉的技術了，其代表產品VMware，可能每個程序員都有使用。還有更多一些類似本人這樣的IT愛好者，天天在搗鼓。 硬件虛擬化，就是用軟件來虛擬一臺標準電腦的硬件配置，如cpu、內存、硬盤、聲顯卡、光驅等，成為一臺虛擬的裸機，然后就可以在上面安裝操作系統了。  圖1 虛擬的一臺電腦 使用時，先在操作系統里安裝一個硬件虛擬化軟件，用其虛擬出一臺電腦，再安裝系統，做到系統里運行系統，并可虛擬出多臺電腦，安裝多個相同或不同的系統。  圖2 在蘋果操作系統里裝windows XP 其代表產品為VMware，其余幾個知名的有：微軟的Virtual PC，開源免費的VirtualBox。 為虛擬機分配的硬件資源要占用實際硬件的資源，對性能損耗也較大。因為是在系統里安裝虛擬化軟件，再在虛擬的電腦上裝系統，所以就有原系統和虛擬化軟件兩層消耗，為了提高性能，出現了另外一種硬件虛擬化形式：直接在裸機上安裝虛擬化軟件，然后安裝多個系統，并同時運行。跳過原系統這一環節，性能大大提高。這種虛擬化又叫做準虛擬化。VMware推出的相關產品叫VMware ESXi，微軟的該類產品為Hyper-V。主要應用于服務器領域。 三 虛擬化分類之操作系統虛擬化 操作系統虛擬化就是以一個系統為母體，克隆出多個系統。它比硬件虛擬化要靈活方便，因為只需在系統里裝一個虛擬化軟件，就能以原系統為樣本，很快克隆出系統，克隆出的系統與原系統除去一些ID標識外，其余都一樣。 看似與硬件虛擬化一樣，都是虛擬多個操作系統出來，但與硬件虛擬化還是很多不同之處： 1. 操作系統虛擬化是以原系統為樣本，虛擬出一個近乎一摸一樣的系統；硬件虛擬化是虛擬硬件環境，然后真實的安裝系統。它們虛擬的東西不一樣。 2. 操作系統虛擬化，虛擬的系統都只能為同樣的系統；硬件虛擬化，虛擬的系統可以為不同的系統，如linnux、mac、windows家族。 3. 操作系統虛擬化，虛擬的多個系統有較強的聯系，體現在：第一，可以多個虛擬系統同時進行配置，更改了原系統，就改了所有；第二，如果原系統損壞，會殃及所有虛擬系統。硬件虛擬化虛擬的多個系統，是相互獨立，與原系統也無聯系。原系統的損壞不會殃及虛擬的系統。 4. 操作系統虛擬化的性能損耗低，它們都是虛擬的系統，而非硬件虛擬化那樣真實安裝的實體；沒有硬件虛擬化的虛擬硬件層，也大大降低了性能損耗。 其代表產品為SWSoft公司的Virtuozzo。 四 虛擬化分類之應用虛擬化 前兩種虛擬化技術，大多應用于企業、服務器和一些IT專業工作領域。隨著虛擬化技術的發展，逐漸從企業往個人、專業往大眾應用的趨勢發展，便出現了應用程序虛擬化技術，簡稱應用虛擬化。它近年虛擬化的新貴和熱門領域。 前兩種虛擬化的目的是虛擬完整的真實的操作系統，應用虛擬化的目的也是虛擬操作系統，但只是為保證應用程序的正常運行虛擬系統的某些關鍵部分，如注冊表、C盤環境等，所以較為輕量、小巧。 打一個通俗的比喻：系統是一個餐桌，軟件是餐桌上各種菜品，應用虛擬化軟件則是一次性桌布。鋪個桌布的好處是，不會弄臟餐桌；即使桌布臟了，也好打理，比清理餐桌方便的多；桌上菜品，可以通過打包桌布，帶到另一個餐桌上，鋪開了就吃。 應用虛擬化技術的興起最早也是從企業市場而來。一個軟件被打包后，通過局域網很方便的分發到企業的幾千臺電腦上去，不用安裝，直接使用，大大降低了企業的IT成本。 應用到個人領域，可以實現很多非綠色軟件的移動使用，如cad、3dmax、office等；可以讓軟件免去重裝煩惱，不怕系統重裝。很有綠色軟件的優點，但又在應用范圍和體驗上超越綠色軟件。 使用方法大體為：先安裝虛擬化軟件，此時已經搭建了一個虛擬化環境，然后接收來自網絡的應用軟件或安裝應用軟件到虛擬化環境里，最后使用應用軟件。 應用虛擬化領域比較可喜的是，也有國產產品參與其中。下面簡單介紹幾個有代表性的： 1 Microsoft Application Virtualization (App-V) 前身是sofgrid，被微軟收購，主要針對企業內部的軟件分發，方便了企業桌面的統一配置和管理，支持同時使用同一程序的不同版本、在客戶端第一次運行程序時可以實現邊用邊下載等。但是對windows外殼擴展的程序的支持不夠好，并且安裝實施非常復雜，不是專業的管理員是很難部署起來的。 2 VMware ThinApp  圖3 thinapp打包程序界面 前身是thinstall，被vmware收購。它不需要第三方平臺，直接把虛擬引擎（重寫了幾百個windows的api）和軟件打包成單文件，分發簡單，支持同時運行一個軟件的多個版本；但是和系統的結合不夠緊密，比如說文件關聯、類似于winrar等的右鍵菜單、無法封裝環境包（.net框架、java環境）、無法封裝服務。主要用于企業軟件分發。 3 Symantec Software Virtualization Solution (SVS)  圖4 svs的界面 SVS于2006年左右被Symantec收購，它的虛擬引擎和虛擬軟件包是分離的，能做到對應用程序的完美支持，包括支持windows外殼擴展的程序，支持封裝環境包（.net框架、java環境）、支持封裝服務。但是無法同時運行同一個軟件的不同版本。主要用于企業軟件分發。 4 installfree Installfree是后起之秀，其最大特色在于：無需在干凈的環境下打包軟件，也可以做到很好的兼容性。打包軟件，是應用虛擬化技術的一大難題。要實現一個軟件的隨處免安裝使用，就必須把軟件正常安裝后的文件都打成包，但如果系統不干凈，就會造成打包文件的不完整，分發到其他電腦上時無法使用。主要用于企業軟件分發。 5 sandboxIE  圖5 sandboxIE的界面 俗稱沙盤，這個是IT愛好者家喻戶曉的東東了。它主要用于軟件測試和安全使用領域。因為它像個軟件的囚籠，你可以把軟件安裝在沙盤里，并運行在其中，軟件所有行為都不會影響到系統。如果軟件帶毒或被感染病毒，可以一下掃光，就像把一個真實的沙盤里的各種沙造物體打碎，和一下重來。 6 云端軟件平臺（softcloud）  圖6 云端的界面 這是應用虛擬化領域的優秀國產軟件，面市不久，其實現原理與SVS很類似。但其最大特別之處在于，不是應用于企業市場，而是針對個人用戶使用軟件時的諸多問題和煩惱的解決方案。 其最大特色，本人理解集中于兩點：一是，讓軟件使用變得更方便快捷；二是，讓軟件使用不影響系統，保持系統干凈、穩定，真正的綠色。 云端與其他應用虛擬化軟件不同，它自帶了打包好的軟件資源，使用時無需安裝，一點就用，不寫注冊表、不寫系統；無用軟件可以一鍵刪除，快速干凈不殘留。而且最省事的一點莫過于重裝系統后，所有軟件不用重裝。因為在云端使用的軟件都在云端的緩存目錄里，重裝系統后只要安裝云端，再次指定這個目錄，所有軟件就可以立即恢復使用，并且無需重配置，就跟重裝前的一摸一樣。 它還有四個一鍵操作，非常方便：一鍵使用、一鍵刪除、一鍵重置到完好狀態、一鍵備份服務器，是使用軟件的全能幫手。 完全可以系統里只裝殺軟、云端，其余軟件都在云端里，非常好的體驗。 五 其他幾種虛擬化技術簡介 1 服務器虛擬化 服務器虛擬化的應用實現，依靠的是硬件虛擬化和操作系統虛擬化。服務器虛擬化就是將一臺服務器變為多臺服務器使用，提高服務器的使用率。 以前，一臺服務器主機裝一個操作系統，只能作為一臺服務器使用，使用率較低。通過虛擬化，一臺服務器主機上裝多個操作系統，并且可以同時運行，就相當于多臺服務器同時運行了，利用率大大提高。 2 存儲虛擬化 存儲虛擬化是將一堆獨立的硬盤虛擬的整合在一起，讓人看起來是一塊硬盤。比如網絡上分布了10臺服務器，每臺服務器的硬盤是500G，那存儲虛擬化就可以讓這10塊硬盤虛擬為一塊5T的硬盤。 存儲虛擬化的目的是方便管理和有效利用存儲空間。 3 網絡虛擬化 網絡虛擬化一般是指VPN，這個應用在企業已經是必不可少了。它是將兩個異地的局域網，虛擬成一個局域網，這樣一些企業的OA、B/S軟件，就可以在跑在這個虛擬的局域網里了，也可以像真實局域網一樣進行電腦互訪了。 比如，一家企業在總部在上海，分公司在北京、深圳、廣州，每個公司都有自己的局域網，這四個局域網就分布在四個地方。使用了VPN，就可以把這四個局域網虛擬為一個局域網，其中的好處不再多說，地球人都知道。 4 桌面虛擬化 桌面虛擬化是近年來，企業領域比較熱門的應用，其主流實現方式是：服務器上部署好桌面環境，傳輸到客戶端電腦上，用戶看到的就像本地真實環境一樣，所有的使用其實是對服務器上的桌面進行操作。當然，程序運行也實際在服務器上。 比如，一個企業有1000臺電腦，管理每臺電腦、給每臺電腦安裝軟件、維護電腦正常運行是件苦差事。用了桌面虛擬化后，只需在服務器上部署幾套標準桌面環境（桌面、應用軟件、存儲空間等），所有員工登陸服務器后，桌面就被傳輸到本地，然后辦公，本地電腦實際只是接受遠程桌面的信息。這樣，本地電腦不用安裝和運行任何程序，也就無需過多的管理和維護，只要把服務器上那幾套標準桌面環境維護好就行了。 管理1000臺電腦與管理幾套標準桌面相比，IT成本是大大的降低。 這里不得不提一個關聯的概念：胖瘦客戶機。通俗的講，胖客戶機就是一般的電腦應用方式，每臺電腦上都裝上了操作系統、所有必須的應用程序和組件。瘦客戶機就是前面說道的那種，本地只有操作系統，其余什么都不要，只接受服務器傳輸來的虛擬桌面。這樣電腦的軟環境非常的輕薄，硬件要求也非常低，而且容易標準化。 5 CPU虛擬化 CPU虛擬化其實是對硬件虛擬化方案的優化和加強。以前是用虛擬化軟件把一個cpu虛擬成多個cpu，而cpu虛擬化直接從硬件層面實現，這樣大大提高的性能。 Intel和amd都已經生產了支持虛擬化的cpu，配置了這種cpu的電腦，運行VMware，性能會大大提高。所以，經常要跑VMware的朋友，在攢電腦時，可以選擇支持虛擬化的cpu型號。 6 文件虛擬化 文件虛擬化與存儲虛擬化有些相似，存儲虛擬化是將分布的硬盤虛擬成一塊硬盤，而文件虛擬化是將分布在多臺電腦的文件數據虛擬成一臺電腦上的，這樣以前找文件要去不同的機器上查找，而現在則像在一臺電腦上操作一樣。 比如，分布在局域網上的10臺電腦，每臺上都有很多文檔資料，相當一個個小的圖書館；存儲虛擬化，把這10臺電腦的文檔資料虛擬成一個大的圖書館，方便文檔的集中查找、瀏覽和管理。 以上對虛擬化技術做了一個走馬觀花式的介紹，意在給廣大小白和菜鳥朋友們解惑。從以上的介紹里，可以看出虛擬化技術的意義就是高效、方便，正是真實的東西達不到這兩點，才催生了虛擬化。而這兩點是所有IT產品永遠追求的目標，所以虛擬化的腳步不會停止，會不斷大步向前的。虛擬化也不愧為未來十大IT技術之首！ 本人水平有限，除去VMware和應用虛擬化軟件經常搗鼓外，其他的虛擬化技術也都是網上看文學來，再加上個人理解，解釋的較為通俗（專業的俺也不會），有不對之處請大家指正和多包涵。本文的介紹較為粗略，如果想看專業、詳細的介紹，可以搜索，相關文章很多。也希望在我這篇文章的基礎上，再去看其他專業文章，會輕松一些！ 本文出自：億恩科技【www.3cym.cn】 |
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