计算虚拟化的发展历程

计算虚拟化的发展历程

1 早期的虚拟化技术雏形

上世界60年代开始，美国的计算机学术界就开始了虚拟技术的萌芽。1959年6月在国际信息处理大会上，克里斯托弗的一篇《计算机分时应用》的论文，被认为是虚拟化技术的最早论述。

1960年美国的Atlas计算机项目，以及1965年IBM公司按照以上论述进行的一些列计算机项目试验，其中的M44/44X计算机项目，定义了虚拟内存管理机制，用户程序可以运行在虚拟的内存中，对于用户来说，这些虚拟内存就好像一个个“虚拟机”。

IBM提出的虚拟机技术，使一批新产品涌现了出来，比如：IBM360/40，IBM360/67，以及VM/370，这些机器在当时都具有虚拟机功能，通过一种叫VMM（虚拟机监控器）的技术在物理硬件之上生成了很多可以运行独立操作系统软件的虚拟机实例。

2 虚拟化技术的推广

很早以前，商业Unix厂商就在他们的企业级产品中加入了虚拟化的功能，这就是当时为什么大型主机卖得如此之火的原因了。但由于虚拟化的门槛很高，而且应用也很有限。虚拟化技术始终没有得到有力的推广。

随着x86平台上虚拟化技术的实现，首次向人们展示了虚拟化应用的广阔前景，因为x86平台可以提供便宜的、高性能和高可靠的服务器。更重要的是，一些用户已经开始配置虚拟化的生产环境，他们需要得到新的管理工具，从而随着虚拟化技术的发展而得到更大的收益。

3 计算虚拟化成为流行趋势

用户对虚拟化感兴趣的底线是希望把成本降低，这是中型企业采用虚拟化架构的驱动力。许多小型企业开始进入数年前部署的Windows 2000/2003的更新期，有两种选择：买一或两台高性能的服务器或者购买6、7台普通的服务器。前者采用虚拟化技术就能达到后者所能提供的性能和存储容量，但占用的空间更小，成本也不高。

对于大型企业，虚拟化技术更吸引人。他们的数据中心往往由数十台甚至上百台机架式服务器组成，功耗很大。然而，大量服务器的CPU被闲置着。在大量调研后得出的结论：只有15%左右的资源在被充分利用。

CPU在高速发展，但操作系统却相对滞后，应用就更不用说了。这使得用户花大量的钱买新的服务器，运行的却是老的应用。那些已经运行数年的应用可能并不需要更大容量的内存和最新的CPU，但为了保证系统的可靠和对新硬件的支持，用户别无选择。

许多企业一旦实施新的采购，总会突破最初的预算底线。一台中端的服务器采用虚拟化技术后，一般能替代6或者7台低端的服务器。其节省下来的费用有时会超过最初购买的成本。如果在加上后期增加CPU、维修以及空调等的费用，其节省下来的费用会更多。

一个虚拟的数据中心能明显地降低运维成本。它在防范系统意外宕机、病毒感染和系统升级方面的能力让人印象深刻。而且，虚拟化架构对资源的管理更加简单，它可动态分配CPU、内存和网络带宽。

4 虚拟化的两种实现方式

一种是通过硬件模拟实现的，系统基于VMware或微软的虚拟服务器。该方式为每个虚拟服务器模拟了物理的服务器硬件，包括了全配置的BIOS。这种方法让每个虚拟服务器好像运行在主机平台的单个处理器上。硬盘方面，每个虚拟服务器是完全独立的，在其硬盘上有操作系统和必要的应用。

还有一种是通过主机来虚拟分类的，例如SWsoft公司的Virtuozzo和Sun公司的Solaris Containers。这种方式要求主机的操作系统能支持相当数量的虚拟操作系统，并通过同样的操作系统内核处理I/O需求和安排虚拟服务器对处理器的请求。

所有虚拟平台都需要一个管理程序，该程序要高于最基础的操作系统，低于虚拟化系统。管理程序通过底层的操作系统掌管着每个虚拟资源的请求和所有的I/O交互。每个虚拟平台的管理程序的组成是不同的，但它们的作用通常是一样的。

最新一代的AMD和Intel的处理器都在内核里设计了硬件虚拟化功能。Intel的VT （Virtualization Technology）技术和AMD的SVM （Secure Virtual Machine）使得虚拟化的竞争从软件延展到了硬件。而且今天CPU微码对动态内存的管理也已经由软件来管理。这些努力使得x86架构的处理器更加适合由虚拟服务器引发的独特的工作负载。

5 计算虚拟化前景乐观

整体看来，这些新技术都在飞速发展。计算虚拟化的前景和一年前相比几乎彻底改变了。差不多所有可量化的指标，包括性能、稳定性、和SAN的结合以及64位的支持，新的虚拟化平台前景乐观。