用戶(hù)怎樣選擇虛擬化解決方案

方 案

目前服務(wù)器領(lǐng)域最熱門(mén)的新技術(shù)之一就是虛擬化，虛擬化技術(shù)能允許用戶(hù)在一臺(tái)服務(wù)器上安裝一個(gè)或者多個(gè)操作系統(tǒng)的多重實(shí)例。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于那些工作負(fù)載不大的服務(wù)器來(lái)說(shuō)尤其適用，因?yàn)樗〈藶樗璧牟僮飨到y(tǒng)上的每個(gè)實(shí)例配置一臺(tái)單獨(dú)的物理服務(wù)器的傳統(tǒng)方式。然而我們現(xiàn)在面臨許多不同的虛擬化選擇，在相互競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)奪這塊市場(chǎng)。本文意在闡明對(duì)虛擬化各種可能性的看法，你也可以從中了解如何安裝Ubuntu服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬化。

一、了解虛擬化

你將會(huì)了解到有關(guān)虛擬化的不同解決方案，我們會(huì)對(duì)兩種主要的虛擬化途徑進(jìn)行深度解析：即全虛擬化和半虛擬化。目前市場(chǎng)上有很多虛擬化解決方案，其中有三種解決方案尤其重要：即VMware、Xen、KVM(Kernel平臺(tái)上的虛擬機(jī))。

對(duì)于其他的解決方案，你經(jīng)常無(wú)法在數(shù)據(jù)中心尋覓到它們的蹤跡。因?yàn)槠渌奶摂M化解決方案都存在很多的局限性，諸如缺乏必要的技術(shù)支持，在虛擬機(jī)上安裝的操作系統(tǒng)的選擇限制，使用過(guò)程中嚴(yán)重的性能不足等。出于以上原因的考慮，我們對(duì)這些解決方案忽略不計(jì)。

在這三個(gè)重要的虛擬化技術(shù)中。VMware公司是目前市場(chǎng)上的領(lǐng)軍人物，原因可能是源于它為多個(gè)不同操作系統(tǒng)的虛擬化提供了～套商用解決方案。在數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用的最重要的VMware版本是VMware ESX虛擬化管理程序，它提供了一套結(jié)臺(tái)了Virtual MachineManager的Linux kernel。如果你想將VMware ESX作為虛擬化平臺(tái)使用，你就必須在VMware虛擬化環(huán)境中通過(guò)將Ubuntu服務(wù)器作為虛擬化客戶(hù)端操作系統(tǒng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前還沒(méi)有辦法能將VMwareESX與Ubuntu服務(wù)器結(jié)合起來(lái)共同作為虛擬化主機(jī)平臺(tái)使用。

提示：在Xen社區(qū)，在我們討論操作系統(tǒng)時(shí)通常避免使用“主機(jī)”、“客戶(hù)機(jī)”這樣的詞匯。不過(guò)為了更加清楚地對(duì)虛擬化進(jìn)行解析，我在隨后的定義中還會(huì)繼續(xù)使用這樣的詞匯來(lái)描述。主機(jī)就是提供虛擬化服務(wù)的物理服務(wù)器，主機(jī)可能會(huì)也可能不會(huì)運(yùn)行特定的操作系統(tǒng)來(lái)提供這些服務(wù)?？蛻?hù)機(jī)是指沒(méi)有任何與虛擬化有關(guān)職責(zé)的虛擬機(jī)。

在虛擬化領(lǐng)域位居第二把交椅的是KVM，它們?cè)贚inux kernel上提供虛擬化支持。如果你要使用KVM，你需要運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)的kvm Ko kernel模塊，一個(gè)提供嵌入式虛擬化支持的中央處理器，當(dāng)然還有支持KVM虛擬化的kernel(2.6.20 kernel是第一款支持虛擬化的Linux kernel)。要想創(chuàng)建KVM虛擬機(jī)，你需要使用，dev／kvm界面和QEMU程序的修訂版。QEMU最初是作為開(kāi)源虛擬化產(chǎn)品研發(fā)的，但它并不十分成功。不過(guò)它的自帶工具卻非常有用，QEMU工具和解決方案在KVM和Xen虛擬化環(huán)境中廣泛使用。目前KVM的虛擬化主機(jī)能支持多數(shù)操作系統(tǒng)，能在同樣的處理器體系架構(gòu)上運(yùn)行。

Linux虛擬化市場(chǎng)上第三個(gè)主角是Xen，它在劍橋大學(xué)作為一項(xiàng)研究計(jì)劃開(kāi)始發(fā)展起來(lái)。Xen的核心組件是它的管理程序，管理程序?qū)邮箘?chuàng)建虛擬機(jī)成為可能。當(dāng)使用虛擬機(jī)主機(jī)時(shí)，管理程序取代常規(guī)的Linux kernel(它在Xen管理程序之后進(jìn)行裝載)。Xen是目前供Linux操作系統(tǒng)使用的最佳虛擬化平臺(tái)之一，這主要是因?yàn)樗袕?qiáng)大的開(kāi)發(fā)者社區(qū)作為支持，這個(gè)社區(qū)包括硬件廠(chǎng)商(諸如英特爾公司、惠普公司和AMD公司)和軟件廠(chǎng)商(諸如NOVELL和紅帽公司)。自Ubuntu服務(wù)器7 10發(fā)布之后，Ubuntu服務(wù)器成為Xen主機(jī)虛擬化平臺(tái)一個(gè)強(qiáng)有力的選擇。

二、虛擬化的途徑

Xen和KVM這兩種虛擬化解決方案都能提供兩種途徑的虛擬化方式：全面虛擬化和部分虛擬化。在創(chuàng)建虛擬化解決方案之前，你需要先了解一下這兩種虛擬化途徑的不同之處。

1半虛擬化

半虛擬機(jī)需要一個(gè)客戶(hù)端操作系統(tǒng)的修訂版，這個(gè)修訂版產(chǎn)生的指令能相對(duì)容易地被管理程序處理。這個(gè)管理程序是能夠破譯虛擬化指令并將它們傳遞給物理硬件的組件。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)能在部分虛擬化中產(chǎn)生修訂指令，因此對(duì)于虛擬化而言它也是最有效的途徑。這些修訂指令意味著虛擬機(jī)管理員不再需要按照虛擬化環(huán)境中的格式更改虛擬機(jī)的常規(guī)指令。部分虛擬化也不需要任何特定的硬件，不過(guò)它最大的劣勢(shì)在于它需要客戶(hù)端操作系統(tǒng)的一個(gè)特定的修訂版。出于競(jìng)爭(zhēng)的需要，一些操作系統(tǒng)(諸如Windows操作系統(tǒng))都不提供這樣的版本。

2全虛擬化

相對(duì)部分虛擬化而言的另外一個(gè)選擇就是全虛擬化，它能允許用戶(hù)使用常規(guī)的、無(wú)需修訂的操作系統(tǒng)來(lái)作為客戶(hù)端。但它需要特定的硬件支持，目前AMD公司和英特爾公司的中央處理器都能提供這種支持。因?yàn)檫@是一種服務(wù)器中央處理器中的嵌入式支持，全面虛擬機(jī)就能夠最大可能地提升工作效率。不過(guò)來(lái)自虛擬化操作系統(tǒng)的指令需要虛擬機(jī)管理人員自行破譯，因?yàn)榭蛻?hù)端操作系統(tǒng)對(duì)虛擬機(jī)沒(méi)有概念，只能產(chǎn)生常規(guī)指令。因此這可能會(huì)導(dǎo)致客戶(hù)端操作系統(tǒng)和硬件之間的虛擬化層產(chǎn)生問(wèn)題。向中央處理器傳遞指令對(duì)虛擬化來(lái)說(shuō)比較困難，特別是對(duì)于i386體系架構(gòu)。因此要確保中央處理器的硬件虛擬化支持的性能代價(jià)不會(huì)太大。

三、哪種虛擬化途徑是最佳選擇?

看到這里，你可能會(huì)考慮這兩種虛擬化途徑哪種是你的最佳選擇。事實(shí)上。你不可能總是選擇到理想的解決方案。如果你的操作系統(tǒng)無(wú)法提供部分虛擬化支持，全面虛擬化就成為唯一可供選擇的方式。不過(guò)，如果你的中央處理器和操作系統(tǒng)都能提供虛擬化支持，那么最好選擇部分虛擬化的方式，因?yàn)樘摂M化操作系統(tǒng)產(chǎn)生的指令對(duì)于虛擬化環(huán)境來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的。采用這種方式，由于虛擬化而導(dǎo)致的性能損失也能降低到最小化。

如果你因?yàn)槟愕牟僮飨到y(tǒng)無(wú)法提供支持而不能采用部分虛擬化的方式，你可以檢查一下是否部分虛擬化驅(qū)動(dòng)程序是可用的。這種驅(qū)動(dòng)程序在很多情況下都能提供，它們能幫助提高特殊設(shè)備的性能，諸如你的網(wǎng)絡(luò)接口卡。不過(guò)通常情況下，你會(huì)發(fā)現(xiàn)全面虛擬化是你唯一的解決方案，因?yàn)槟阆胩摂M化的操作系統(tǒng)沒(méi)有給你選擇的機(jī)會(huì)。如果是KVM虛擬化方案，對(duì)于完整的操作系統(tǒng)的部分虛擬化也無(wú)法提供支持。因此接下來(lái)我們假設(shè)有可以提供虛擬化支持的中央處理器。

提示：多數(shù)Pentium IV和至強(qiáng)處理器都能提供虛擬化支持。如果你對(duì)自己的中央處理器不能確認(rèn)，只需檢查一下系統(tǒng)上的BlOS(基本輸入輸出系統(tǒng))設(shè)置。如果可以支持虛擬化，BlOS將包含一個(gè)虛擬化選項(xiàng)。作為一個(gè)選擇，你也可以檢查中央處理中，Droc／cpuinfo文件的VMX標(biāo)記，如果有這個(gè)標(biāo)記，那就說(shuō)明你的中央處理器能夠支持虛擬化。1使用KVM安裝虛擬機(jī)如果你的中央處理器能支持虛擬化，KVM虛擬化解決方案是最為簡(jiǎn)便的使用方式(雖然它還只是剛剛發(fā)展起來(lái))。在本文中，你會(huì)了解到如何將KVM虛擬主機(jī)進(jìn)行部署，如何在KVM虛擬化環(huán)境中將Windows和Ubuntu作為虛擬化操作系統(tǒng)進(jìn)行安裝。

警告：在使用虛擬化時(shí)，有個(gè)非常好的方法將主機(jī)操作系統(tǒng)與其他操作系統(tǒng)相區(qū)別。主機(jī)操作系統(tǒng)是你的服務(wù)器引導(dǎo)的第一個(gè)操作系統(tǒng)，它也對(duì)其他的操作系統(tǒng)負(fù)有特別的職責(zé)，諸如對(duì)驅(qū)動(dòng)器入口和虛擬機(jī)本身進(jìn)行管理等。為了確保它能以最有效的方式執(zhí)行任務(wù)，請(qǐng)不要在主機(jī)操作系統(tǒng)上運(yùn)行任何服務(wù)性工作。2在Ubuntu服務(wù)器上安裝KVM按照以下的步驟執(zhí)行來(lái)安裝虛擬服務(wù)器(這里描述的安裝步驟以Ubuntu Server 7.04為基礎(chǔ))：

(1)安裝所有KVM虛擬化所需的軟件(KVM和QEMU套裝)。作為根文件，使用“apt-get instaII kvm qemu”命令。

(2)安裝完這些軟件套裝后，確保所需的驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)裝載完畢。作為根文件，如果你使用的是英特爾公司出品的CPU。使用mod-probe kvm—intel，如果是AMD公司的CPU。則使用modprobekvm-amd。

(3)進(jìn)入kerneI kvm k0模塊界面，在／dev目錄下創(chuàng)建，dev／kvm文件。你要確認(rèn)你的用戶(hù)有權(quán)限訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)文件。然后使用chmod 777／dev／kvm。

現(xiàn)在大功告成!你的Ubuntu服務(wù)器目前已經(jīng)為客戶(hù)端操作系統(tǒng)虛擬化準(zhǔn)備就緒。