李溥岳

（大慶油田信息技術(shù)公司北京分公司，北京 100043）

計算機(jī)虛擬化技術(shù)，從本質(zhì)上看是對計算機(jī)物理系統(tǒng)中的各種資源，利用軟件的方法形成對于硬件技術(shù)以及相關(guān)特征的模擬，從而實現(xiàn)邏輯上多個并行系統(tǒng)的產(chǎn)生，并且彼此之間保持相對的獨立，分別執(zhí)行各自任務(wù)，從而實現(xiàn)對于工作效率提升的技術(shù)手段。該項技術(shù)于20世紀(jì)60年代提出，經(jīng)過多年的發(fā)展日趨成熟。近年來，虛擬化技術(shù)已經(jīng)廣泛深入到多個應(yīng)用領(lǐng)域之中發(fā)揮作用，通過多層面的虛擬實現(xiàn)，切實為IT資源利用的優(yōu)化做出了突出貢獻(xiàn)，并且對于IT系統(tǒng)的運維成本和管理成本控制構(gòu)建了堅實基礎(chǔ)。

1 虛擬技術(shù)的相關(guān)分析

隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前虛擬技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，已經(jīng)不僅僅是面向于某一個計算機(jī)部件實現(xiàn)虛擬化，而更多地是對整個計算機(jī)功能系統(tǒng)的行為展開模擬，并且通過這種軟件層面的工作方式，實現(xiàn)在邏輯層面由一臺計算機(jī)到多臺計算機(jī)的轉(zhuǎn)化。

就目前虛擬技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r看，常見的幾種虛擬技術(shù)為平臺虛擬化、桌面虛擬化以及應(yīng)用虛擬化三種。其中平臺虛擬化（Platform Virtualization）即常見的硬件虛擬化，是一種全面的虛擬化技術(shù)，將包括CPU、內(nèi)存以及I/O組件在內(nèi)的整個功能系統(tǒng)全部實現(xiàn)虛擬化。從本質(zhì)上看，此種虛擬化技術(shù)在硬件和操作系統(tǒng)中間插入一個管理程序?qū)?，用以實現(xiàn)對操作系統(tǒng)的支持，即操作系統(tǒng)面向管理程序展開基于虛擬機(jī)的工作。

而桌面虛擬化（Desktop Virtualization）則是面向于用戶的，支持用戶通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器實現(xiàn)訪問，并且形成具有用戶個性化的桌面環(huán)境。此種虛擬化技術(shù)進(jìn)一步分為四種模式，即主機(jī)模式（Hosted）、集中管理模式（Centralized）、同步模式（Remote Synchronization）以及客戶機(jī)模式（Client Hosted）。不同的工作模式需要不同的環(huán)境支撐，并且在應(yīng)用方面顯示出不同特征。其中主機(jī)模式和集中管理模式均以網(wǎng)絡(luò)作為依據(jù)展開，由遠(yuǎn)程服務(wù)器生成面向用戶的虛擬數(shù)據(jù)中心。但是集中管理模式更加注重鏡像的生成，面向一個或者多個用戶提供鏡像副本，并且提供必要的服務(wù)以及支持操作。同步模式是服務(wù)器面向客戶端提供鏡像并且以對應(yīng)策略加以同步，此種工作方式對于不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而言十分適用。而客戶機(jī)模式則支持客戶端保留本地獨立的桌面虛擬機(jī)，服務(wù)器只提供對主鏡像的存儲和管理，因此是一種對網(wǎng)絡(luò)更少依賴的體系。

最后，應(yīng)用虛擬化是面向于一定功能應(yīng)用的虛擬化技術(shù)，其實現(xiàn)與計算機(jī)運算以及存儲資源沒有直接聯(lián)系。從實現(xiàn)的角度看，應(yīng)用虛擬化將應(yīng)用程序進(jìn)行重新封裝，當(dāng)運行的時候，將所有的文件和注冊表操作重定向到一個特定的文件，從而實現(xiàn)應(yīng)用程序?qū)Φ讓佑布脑L問和控制要求。具體而言，其實現(xiàn)方式有兩種，即應(yīng)用程序流（Application Streaming）以及桌面虛擬化方式，前者是依據(jù)應(yīng)用程序工作特征將其封裝在一臺應(yīng)用程序流服務(wù)器中，執(zhí)行的時候再推送到客戶端；后者則是安裝的虛擬機(jī)中，通過連接虛擬機(jī)來實現(xiàn)應(yīng)用程序的虛擬。

2 VMware vSphere的應(yīng)用特征分析

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，虛擬化技術(shù)越來越成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點，諸多大型公司紛紛推出給予云環(huán)境的虛擬解決方案，其中VMware公司的vSphere即為其中的典范之一。

首先從構(gòu)成結(jié)構(gòu)上看，VMware vSphere體系由ESXi主機(jī)群、IO以太網(wǎng)、存儲設(shè)備群以及管理中心Center Sevrer共同組成物理層面的支撐環(huán)境。而從VMware vSphere系統(tǒng)的邏輯層面，則可以劃分為虛擬化層、管理層以及接口層三個主要功能層面，分別展開對應(yīng)的工作。

其中虛擬化層用以實現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)以及應(yīng)用程序服務(wù)兩個方面職能，并且基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)可以實現(xiàn)面向硬件相關(guān)資源的虛擬、聚合以及重新分配等使用優(yōu)化職能，進(jìn)一步具體包括計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)三個方面的主要服務(wù)特征，實現(xiàn)整個虛擬環(huán)境中的云資源分配。而應(yīng)用程序服務(wù)則主要用來確保應(yīng)用程序本身能夠得到妥善的安置和運行，重點從其可用性、安全性等方面著手展開。具體包括虛擬服務(wù)器動態(tài)遷移VMotion、系統(tǒng)資源動態(tài)分配（DRS，VMware Distributed Resource Scheduler）、為應(yīng)用程序提供高可用性（HA，High Availability）、為重要應(yīng)用提供不間斷連續(xù)可用（FT，F(xiàn)ault Tolerance）等。而管理層則主要用于實現(xiàn)對于整個IT環(huán)境的配置以及管理控制，并且整個管理工作核心圍繞虛擬化工作本身以及虛擬化產(chǎn)品和相關(guān)資源展開。最后的接口層，其存在價值主要是為用戶提供訪問數(shù)據(jù)中心的接口，包括命令行界面以及SDK自動管理用戶機(jī)等相關(guān)功能模塊。

VMware vSphere虛擬系統(tǒng)從性能角度看，一貫表現(xiàn)良好，通常來說會從CPU、RAM、存儲、網(wǎng)絡(luò)等幾個方面展開對于VMware vSphere的綜合評價。

在CPU的使用方面，虛擬技術(shù)的引入必然會在一定程度上增加CPU的開銷，形成資源占用，并且在應(yīng)用相對密集的情況下，這種對于CPU的占用會直接導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能的降低和運算能力的削弱。與此同時，虛擬機(jī)本身也會對CPU的使用進(jìn)行均衡的考慮，因此可以形成對于多核多處理器的充分利用，使其能夠承擔(dān)起大密度工作量的要求，因此從一個側(cè)面來說，虛擬技術(shù)對于CPU的影響，主要是考察在任務(wù)密集的環(huán)境下是否會造成過于龐大的資源開銷。而在RAM領(lǐng)域中，雖然虛擬層需要占用對應(yīng)的內(nèi)存才能展開運行，但是虛擬化本身并不會造成內(nèi)存資源的賈少，同時還會提供更為完善的內(nèi)存管理體制，因此對于內(nèi)存的影響，從總體上來說甚至略有提升。

而對于存儲方面，虛擬機(jī)需要實現(xiàn)操作系統(tǒng)的運行和支持，因此必然會占用存儲空間，尤其是當(dāng)多個虛擬機(jī)在同一臺物理服務(wù)器上的時候，其間必須能夠支持對于文件訪問和存取的聯(lián)合處理。但是這種對于存儲空間的需求，在當(dāng)前存儲成本日益優(yōu)化的環(huán)境下并不嚴(yán)重。最后，在網(wǎng)絡(luò)方面，在大多數(shù)情況之下，網(wǎng)絡(luò)吞吐虛擬化的工作量與網(wǎng)絡(luò)吞吐量本身的體力負(fù)荷保持一致，同時VMware vSphere還可以提供一個更為完善的安全平臺，用以實現(xiàn)安全隔離，因此從網(wǎng)絡(luò)性能角度看，尤其是從安全角度看，實現(xiàn)了良好提升。

3 結(jié)論

就當(dāng)前虛擬技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境看，其需求呈現(xiàn)出逐步提升的總體趨勢，加之相關(guān)技術(shù)不斷成熟與完善，因此其未來的發(fā)展和整體生命力必然呈現(xiàn)出良好狀態(tài)。實際環(huán)境中，應(yīng)當(dāng)積極發(fā)現(xiàn)體系中的需求，合理引入虛擬技術(shù)，切實衡量其工作價值，推動發(fā)展獲取更多經(jīng)濟(jì)回報。

[1]王春海，劉曉輝.虛擬機(jī)實用寶典[M].北京：中國鐵道出版社，2007.

[2]VMWARE公司白皮書.Wmware Infrastructure體系結(jié)構(gòu)概述[S].北京：VMWARE公司，2008.