紅帽Linux平臺：虛擬化技術發展詳解(轉)

紅帽Linux平臺：虛擬化技術發展詳解(轉)[@more@]來源：賽迪網

I. 引言

　　上世紀90年代，採用2.4版核心使紅帽Linux平臺成為企業級平臺。當時，金融行業率先採用紅帽Linux，隨後各行各業都認識到了Linux的價效比優勢。此後，紅帽Linux平臺不斷髮展。它現在能夠很好地應用在異構環境中，可降低關鍵任務計算成本並具有很高的可擴充套件性，這些都超出了分析師和客戶的預期。

　　在為這個企業級平臺增添新的開源技術時，紅帽選擇的首要標準是新技術要能提高平臺的價值。紅帽新技術（Red Hat Emerging Technologies）團隊一直以制訂滿足客戶未來需要的技術路線圖為己任，他們會將最合適的技術納入產品開發計劃。

　　紅帽公司透過客戶顧問委員會（Customer Advisory Board）以及與開源社群的互動實現與客戶的緊密合作，還透過不同的技術論壇與硬體和軟體合作伙伴展開緊密合作。

　　1. 紅帽為什麼關注虛擬化？

　　Linux用在採用英特爾處理器的硬體產品上以後，對傳統上專有的Unix計算平臺產生了巨大影響。虛擬化也具有與此相似的重要意義，它可能為企業客戶帶來新一輪價值提升。

　　紅帽關注虛擬化是因為客戶關注這個問題。客戶知道，虛擬化技術可以提高計算系統的利用率，可以讓他們自由決定何時以及怎樣升級系統和應用軟體，而且能夠在需要時迅速部署資源，所有這些都可以幫助客戶降低成本。

　　2. 紅帽技術路線圖不僅限於虛擬化　

　　虛擬化本身確實能帶來很大益處，但是如果與系統部署、安全管理，尤其是資料管理方面的最佳實踐配合使用，則會獲得最好的效果。可遷移計算就是能起到這種增效作用的做法之一。在這種計算模式中，每個伺服器的個性化配置都儲存在一個高度可用的庫中，這樣這些配置資料就可以複製到多個位置或說在多個位置重建，從而提高了移動性和可用性。可遷移計算與虛擬化結合的終極優勢是什麼？這會給客戶帶來什麼價值？

　　可遷移計算與虛擬化結合具有重大意義。從根本上看，虛擬化將伺服器硬體與伺服器軟體分離開來。增加管理程式後，所有硬體對軟體來說都是相同的。這樣一來，就可以在配置不同的硬體上部署完全相同的軟體，即在CPU數量和型別、I/O及網路卡的數量和型別、儲存器容量等完全不同的機器上部署相同的軟體。與此類似，“可遷移伺服器”概念的本質是，將系統中的軟體與這些軟體的詳細配置資訊分離開來。兩個IP地址、資料庫體系、系統微調引數以及Web內容完全不同的系統可能執行相同的LAMP套件。在可遷移計算模式中，所有這些資料都會被記錄下來並儲存到一個副本中。

　　在這種情況下，相同的LAMP套件可以部署到任何基於管理程式的系統上，然後再新增可遷移資料，形成個性化配置不同的系統。這樣一來，管理團隊就可以管理一群可用於多種任務的伺服器；管理為數不多的、久經考驗的、可管理企業工作負荷的“套件”；管理可裝載到這些套件中的特定“配置資料”。

　　這3種管理自由實現了移動性和共享性，從實用角度來看具有前所未有的益處。今天，很多公司的硬體利用率達到10%就是很幸運的了，這個數字僅僅提高到30%就會讓各公司極大受益，而擁有這3種管理自由，硬體利用率遠遠超過50%並不難於實現。對可新增到已執行套件上的配置資料進行備份，提高可遷移性，將極大地改善系統的可用性。在所用套件上實現標準化可極大地縮短啟動系統執行的時間，最大限度地減少必須跟蹤的可寫資料可極大地提高移動性。這些標準套件、桌面程式等，基本上是隻讀系統軟體。

　　虛擬化背景資料

　　1. 發展過程與重要事件

　　有些形式的虛擬化技術已經存在很多年了，這些虛擬化技術大多用在較大規模的大型機系統上。現在Linux系統上也已經出現了一些成熟度各自不同的虛擬化技術。但是，這些產品沒有一個能滿足客戶的所有需求。有些產品需要修改程式碼，否則不同的客體操作環境或不同的操作環境版本就不能同時執行。很多產品都較大地降低了系統效能，尤其是在共享I/O存取時更是這樣。

　　2. 客戶需求

　　客戶需要虛擬化有很多原因。儘管本文已經列出了很多，但是以下幾條原因可以解釋大多數的客戶需求：

　　• 用虛擬伺服器可以將多個工作負荷合併到一個伺服器上；

　　• 用虛擬伺服器可以無需升級而在新型硬體上執行遺留應用；

　　• 用虛擬伺服器可以實現手動或動態負載均衡；

　　• 用虛擬伺服器可以建立“沙盒”或安全地隔離系統；

　　• 用虛擬伺服器可以將工具置入DOM 0，以建立強大的監控和除錯環境；

　　• 可以將已知應用軟體捆綁成一個虛擬軟體並按需部署到虛擬伺服器上，以形成“專用軟體”；

　　• 可以將虛擬化作為一種機制，用以在現有工作負荷中建立高可用的備份和失效轉移能力。

　　3. 目前存在的各種虛擬化方法

　　Bochs、UML、VMWare、chroot()和其他很多技術都是面向x86系統的。但是x86架構一開始設計時並未考慮虛擬化問題，因此每種虛擬化技術在實施時都需要做很多權衡。直到最近英特爾和AMD才增強了各自產品的虛擬化和共享I/O能力。

　　Xen並行虛擬化技術具有卓越的效能，而且開源社群已經修改了Linux核心，以使Xen成為核心標準。一旦英特爾VT和AMD的“Pacifica”技術全面上市，對系統效能影響最小的、靈活的虛擬化技術將無處不在。到2007年，將出現很多4核、4插座x86系統，這些系統會進一步提高Xen和紅帽企業級Linux的價值。

　　紅帽虛擬化戰略：平臺虛擬化

　　紅帽將提供一個小的管理程式，作為標準紅帽企業級Linux操作環境的基礎，同時還提供一個較大的、具有重要作用的管理程式，用於除錯、效能監控和測試。客戶可以透過購買整套軟體來獲得管理程式和客體，也可以購買標準紅帽企業級Linux產品，並將它們作為客體使用。

　　我們的戰略是整合Xen並與英特爾/AMD緊密合作，以充分利用這兩家公司置入其晶片組的虛擬化技術。這樣，客戶就可以在對系統效能造成的影響最小的情況下，最大限度地受益於虛擬化技術。

　　1. 為客戶解決問題

　　1. 技術問題

　　客戶可以自由保留較舊版本的紅帽企業級Linux和應用套件，將它們作為客體執行在最新的硬體和軟體上，客戶無需進行移植或遷移，節省成本。用逐步改變而不是截然不同的方法實施虛擬化。

　　2. 業務問題

　　合併工作負荷並實現負載均衡後，與未採用虛擬化技術相比，一般用較少的伺服器就可滿足需求，從而節省了成本。

　　能夠迅速增加計算容量，可以節省成本。

　　允許密封資料，提高了安全性。

　　3. 紅帽平臺模式的價值

　　紅帽擁有成千上萬開源開發人員的支援。紅帽以適當的價格提供訂閱服務：為客戶提供額外的測試、整合和技術支援，並向客戶提供升級產品，以改正軟體錯誤、解決安全問題和提供新功能。

　　我們的主要優勢在於：

　　1. 由於我們採用開源模式，所以我們擁有成千上萬的程式碼貢獻者，一個巨大的社群在注意和測試安全問題，而且與專有模式相比，開源模式的開發成本極低。這幫助客戶節省了大量成本。

　　2. 由於開發工作是由社群進行的，因此紅帽可以集中精力提高產品的質量，加強支援服務和培訓工作。我們的知識庫會迅速擴大，我們將成為利用和管理虛擬化技術的專家，我們會通曉所有最佳實踐。

　　3. 我們的開源模式幾乎對每個客戶來說都是“最好的”，而且隨著時間的推移，我們的產品將超過這些專有產品，就像紅帽Linux在很多情況下已經超過Unix一樣。

　　紅帽公司提供的培訓、諮詢和附加分層產品及服務幫助客戶從其安裝的紅帽產品中獲得更高的價值。

　　4. 儲存虛擬化

　　紅帽與社群和儲存廠商緊密合作，已經為用虛擬化技術提升儲存網路和網路儲存制訂了完整的路線圖。叢集邏輯卷管理器（Clustered Logical Volume Manager）、紅帽全球檔案系統（Red Hat Global File System）等產品與現代儲存體系配合，可以極大地提高虛擬化技術的價值。

　　5. 虛擬化管理

　　紅帽公司正在擴充套件我們久經考驗的管理工具集，以滿足由於實施虛擬化技術而不斷提高的靈活性需求。

　　6. 合作伙伴戰略

　　實際上，基於業界標準的開源虛擬化技術就是建立在紅帽與合作伙伴的成功合作基礎之上。紅帽自公司成立之初就一直與Xen開發組織合作，而且為Xen產品做出了自己的貢獻。Fedora Core 4增加了Xen技術，而且早期使用者已經開始在Fedora Core 4上進行開發工作了。

　　英特爾和AMD都向紅帽的開發和測試實驗室提供了各自的虛擬化硬體，這兩家公司也都在研究有關產品的上市計劃。

　　紅帽一直與ISV合作，他們為紅帽平臺提供支援，確保與遷移到新版基礎軟體或硬體平臺相比，客戶在向虛擬系統遷移時，無需額外的測試或認證工作。

　　1. Xen

　　2. 英特爾/AMD

　　3. OEM

　　4. 其他虛擬化技術提供商和專案