這四種就是VMWARE的ESX、微軟的Hyper-V、開(kāi)源的XEN和KVM。那云計(jì)算平臺(tái)到底應(yīng)該選用哪種虛擬化技術(shù)呢？我們就來(lái)看看這些虛擬化技術(shù)特點(diǎn)。
ESX的虛擬化架構(gòu)
ESX是VMware的企業(yè)級(jí)虛擬化產(chǎn)品，2001年開(kāi)始發(fā)布ESX 1.0，到2011年2月發(fā)布ESX 4.1 Update 1。
ESX服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，首先啟動(dòng)Linux Kernel，通過(guò)這個(gè)操作系統(tǒng)加載虛擬化組件，最重要的是ESX的Hypervisor組件，稱(chēng)之為VMkernel，VMkernel會(huì)從LinuxKernel完全接管對(duì)硬件的控制權(quán)，而該Linux Kernel作為VMkernel的首個(gè)虛擬機(jī)，用于承載ESX的serviceConsole，實(shí)現(xiàn)本地的一些管理功能。
虛擬機(jī)對(duì)于CPU和內(nèi)存資源是通過(guò)VMkernel直接訪問(wèn)，最大程度地減少了開(kāi)銷(xiāo)，CPU的直接訪問(wèn)得益于CPU硬件輔助虛擬化(Intel VT-x和AMD AMD-V，第一代虛擬化技術(shù))，內(nèi)存的直接訪問(wèn)得益于MMU(內(nèi)存管理單元，屬于CPU中的一項(xiàng)特征)硬件輔助虛擬化(Intel EPT和AMD RVI/NPT，第二代虛擬化技術(shù))。
ESX的物理驅(qū)動(dòng)是內(nèi)置在Hypervisor中，所有設(shè)備驅(qū)動(dòng)均是由VMware預(yù)植入的。因此，ESX對(duì)硬件有嚴(yán)格的兼容性列表，不在列表中的硬件，ESX將拒絕在其上面安裝。
Hyper-V的虛擬化架構(gòu)
Hyper-V是微軟新一代的服務(wù)器虛擬化技術(shù)，首個(gè)版本于2008年7月發(fā)布，目前最新版本是2011年4月發(fā)布R2 SP1版，Hyper-V有兩種發(fā)布版本：一是獨(dú)立版，如Hyper-V Server 2008，以命令行界面實(shí)現(xiàn)操作控制，是一個(gè)免費(fèi)的版本；二是內(nèi)嵌版，如Windows Server 2008，Hyper-V作為一個(gè)可選開(kāi)啟的角色。
對(duì)于一臺(tái)沒(méi)有開(kāi)啟Hyper-V角色的Windows Server 2008來(lái)說(shuō)，這個(gè)操作系統(tǒng)將直接操作硬件設(shè)備，一旦在其中開(kāi)啟了Hyper-V角色，系統(tǒng)會(huì)要求重新啟動(dòng)服務(wù)器。其實(shí)Hypervisor僅實(shí)現(xiàn)了CPU的調(diào)度和內(nèi)存的分配，而父分區(qū)控制著I/O設(shè)備，它通過(guò)物理驅(qū)動(dòng)直接訪問(wèn)網(wǎng)卡、存儲(chǔ)等。
Hyper-V的Hypervisor是一個(gè)非常精簡(jiǎn)的軟件層，不包含任何物理驅(qū)動(dòng)，物理服務(wù)器的設(shè)備驅(qū)動(dòng)均是駐留在父分區(qū)的Windows Server 2008中，驅(qū)動(dòng)程序的安裝和加載方式與傳統(tǒng)Windows系統(tǒng)沒(méi)有任何區(qū)別。因此，只要是Windows支持的硬件，也都能被Hyper-V所兼容。
XEN的虛擬化架構(gòu)
XEN最初是劍橋大學(xué)Xensource的一個(gè)開(kāi)源研究項(xiàng)目，2003年9月發(fā)布了首個(gè)版本XEN 1.0，2007年Xensource被Citrix公司收購(gòu)，開(kāi)源XEN轉(zhuǎn)由www.xen.org繼續(xù)推進(jìn)，該組織成員包括個(gè)人和公司(如Citrix、Oracle等)。目前該組織在2011年3月發(fā)布了最新版本XEN 4.1。
相對(duì)于ESX和Hyper-V來(lái)說(shuō)，XEN支持更廣泛的CPU架構(gòu)，前兩者只支持CISC的X86/X86_64 CPU架構(gòu)，XEN除此之外還支持RISC CPU架構(gòu)，如IA64、ARM等。
XEN支持兩種類(lèi)型的虛擬機(jī)，一類(lèi)是半虛擬化(PV，Paravirtualization)，另一類(lèi)是全虛擬化(XEN稱(chēng)其為HVM，Hardware Virtual Machine)。半虛擬化需要特定內(nèi)核的操作系統(tǒng)，全虛擬化支持原生的操作系統(tǒng)，特別是針對(duì)Windows這類(lèi)操作系統(tǒng)，XEN的全虛擬化要求CPU具備硬件輔助虛擬化。
XEN的Hypervisor層非常薄，少于15萬(wàn)行的代碼量，不包含任何物理設(shè)備驅(qū)動(dòng)，這一點(diǎn)與Hyper-V是非常類(lèi)似的，物理設(shè)備的驅(qū)動(dòng)均是駐留在Dom 0中，可以重用現(xiàn)有的Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。因此，XEN對(duì)硬件兼容性也是非常廣泛的，Linux支持的，它就支持。
KVM的虛擬化架構(gòu)
KVM的全稱(chēng)是Kernel-based Virtual Machine，字面意思是基于內(nèi)核虛擬機(jī)。KVM本身仍是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，由RedHat、IBM等廠商支持。KVM作為L(zhǎng)inux內(nèi)核中的一個(gè)模塊，與Linux內(nèi)核一起發(fā)布，至2011年1月的最新版本是kvm-kmod 2.6.37。
與XEN類(lèi)似，KVM支持廣泛的CPU架構(gòu)，除了X86/X86_64 CPU架構(gòu)之外，還將會(huì)支持大型機(jī)(S/390)、小型機(jī)(PowerPC、IA64)及ARM等。
KVM充分利用了CPU的硬件輔助虛擬化能力，并重用了Linux內(nèi)核的諸多功能，使得KVM本身是非常瘦小的。KVM本身并不是Hypervisor，它僅是Linux內(nèi)核中的一個(gè)可裝載模塊，其功能是將Linux內(nèi)核轉(zhuǎn)換成一個(gè)裸金屬的Hypervisor。這相對(duì)于其它裸金屬架構(gòu)來(lái)說(shuō)，它是非常特別的，有些類(lèi)似于宿主架構(gòu)，業(yè)界甚至有人稱(chēng)其是半裸金屬架構(gòu)。
通過(guò)KVM模塊的加載將Linux內(nèi)核轉(zhuǎn)變成Hypervisor，KVM在Linux內(nèi)核的用戶(hù)(User)模式和內(nèi)核(Kernel)模式基礎(chǔ)上增加了客戶(hù)(Guest)模式。Linux本身運(yùn)行于內(nèi)核模式，主機(jī)進(jìn)程運(yùn)行于用戶(hù)模式，虛擬機(jī)則運(yùn)行于客戶(hù)模式，使得轉(zhuǎn)變后的Linux內(nèi)核可以將主機(jī)進(jìn)程和虛擬機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度。
這就是云計(jì)算目前最為成熟而且應(yīng)用最為廣泛的四種虛擬化技術(shù)。但是實(shí)際上在選擇虛擬化技術(shù)的時(shí)候，不應(yīng)該知識(shí)局限在某一種虛擬化技術(shù)，畢竟現(xiàn)在從架構(gòu)來(lái)看，很多的虛擬化技術(shù)沒(méi)有明顯的性能差距穩(wěn)定性也越來(lái)越好，都有著各自的優(yōu)勢(shì)。在選擇的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)自己公司的特點(diǎn)，選擇和自己最有利的虛擬化技術(shù)。
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