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小型机虚拟化依然在前行

2014年02月18日 21:20:40 | 作者:佚名 | 来源:比特网  | 查看本文手机版

摘要:从1959年的国际信息处理大会上,克里斯托弗发表的《大型高速计算机中的时间共享》(Time Sharing in Large Fast Computers)学术报告当中,提出虚拟化的概念后,虚拟化技术由此萌芽。

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从1959年的国际信息处理大会上,克里斯托弗发表的《大型高速计算机中的时间共享》(Time Sharing in Large Fast Computers)学术报告当中,提出虚拟化的概念后,虚拟化技术由此萌芽。

虚拟化技术最初起源于 20 世纪 60 年代的 IBM 大型机,并且经历了从“硬件分区”->“虚拟机”->“准虚拟机”->“虚拟操作系统”的发展历程。对于稀少而昂贵的大型机硬件进行分区,从而提高大型机的利用率。

60年代初, IBM研究中心为一台IBM 7044系统的每一部分建立一个7044镜像,叫做7044/44X。允许用户在同一台主机上运行多个操作系统,让用户尽可能的充分利用昂贵的大型机资源。这是IBM虚拟机概念的开端,这也是最早在商业系统上实现的虚拟化。

虚拟化和系统分区在大型机系统上存在了几十年,从运行OS/390、z/VM、z/OS 的 IBM 大型机,到近来的 IBM System i 和System p 平台,以及 HP 的HP 9000 和 Integrity 产品线。

小型机虚拟化何去何从

然而,现在一提起虚拟化,人们会很自然的想到X86平台的虚拟化,在90年代的时候,人们开始将虚拟化技术引入X86平台,近几年,基于Intel Xeon系列和AMD Opteron系列的服务器性能有了非常巨大的提升,越来越多的先进技术和工艺先后被英特尔和AMD引入处理器的设计和制造中,比如,64位计算、直连结构、多核、内嵌内存控制器、硬件辅助虚拟化技术(Intel VT、AMD-V)、32nm等,这些技术也使得虚拟化在X86平台上的应用越来越成熟。

VMware大中华区总裁宋家瑜曾表示,虚拟化会加快并逐步淘汰小型机,当时小型机只有IBM、HP和SUN三家生产销售,SUN被Oracle收购后风光不再,HP的PC机势头高过小型机,只有IBM公司是小型机和服务器的拥有者,用户选择小型机的余地越来越少,很多用户不得不考虑选用更加开放的PC服务器。

虽然X86服务器的势头不可阻挡,但是对于企业的关键业务数据库、ERP、商业智能等仍然坚守在小型机的阵营当中,尤其是大型数据中心、金融、电信、政府、医疗、国防、交通等关系国计民生的行业中。

小型机虚拟化的优势

IBM和HP作为小型机领域的领先厂商,当然不会放过虚拟化这个巨大的市场。那么小型机虚拟化究竟有什么好处,从几个方面来分析一下。

第一,性能损失少。X86在引入虚拟化技术后,性能仍然是一个巨大的问题,一方面是X86的架构本来就对虚拟化不友好,最大的问题在于I/O瓶颈,小型机的虚拟化一直支持专用IO设备,用于关键数据库的生产中非常普遍。SAP的测试更加有数据证明:X86/64虚拟化后,SAP应用会损失40%以上的性能。而小型机的虚拟化,性能损失控制在2%以内。

第二,高扩展性。包括单个虚拟机能支持的最大CPU数量,最大内存数量,hypervisor能支持的被虚拟化的单个物理设备的限制等等。这些X86平台都没有办法和小型机相比。

第三,灵活性。在某些小型机中,能在运行过程中动态调整虚拟机的CPU和内存,既可以增加也可以减少,而无需重启机器,而且调整的颗粒度非常灵活,可以最小到0.01个CPU。而X86的虚拟化软件,目前只能增加,而无法减少。小型机对于一台物理设备上能支持的虚拟机的数量也超过X86服务器。

第四个,总拥有成本。小型机的虚拟化软件基本在购买硬件时就已经内置了,而X86的虚拟化软件还需要高额的授权费,当你需要的虚拟机数量特别多,总计算能力大的情况下,小型机的虚拟化能给企业带来总体成本的减少。

IBM的小型机虚拟化:Power VM

IBM的虚拟化技术始于大型机时代,迄今已经有40多年的发展历史,不仅技术成熟度比较高,而且各种虚拟化功能也不断得到丰富。

在 2001 年,经过 4 年的设计和开发,IBM 发布了一款面向中端 UNIX 系统的管理程序,该管理程序支持全局分区。2004 年发布了高级 Power 虚拟化技术(Advanced Power Virtualization,APV)(+微信关注网络世界),它是 IBM 第一款真正的虚拟化解决方案,支持共享资源,在 2008 年被重新命名为 Power VM,是IBM Power System虚拟化技术全新和统一的品牌,包含逻辑分区(LPar)、微分区、Hypervisor、虚拟I/O服务器、APV、PowerVMLx86、Live Partition Mobility。

PowerVM Micro-Partitioning(微分区)每个处理器内核最大支持10个动态逻辑分区。利用Power 服务器,可以将多达254个独立的虚拟服务器运行在一台物理Power服务器上,每个虚拟服务器有自己的处理器、内存和I/O 资源。这些分区可以以1/100核心的颗粒度分配处理器资源。

动态分区迁移(Live Partition Mobility)可将正在运行的AIX 或Linux 分区从一个物理服务器迁移到另一个兼容的服务器,而不会在计划内系统维护、迁移、配置和工作负载管理过程中出现应用中断。

IBM POWER服务器的虚拟化应用发展经历了三个阶段:简单的服务器整合,以资源共享为特征的动态基础架构,面向云计算[注]环境的自动化管理。而随着用户对虚拟化的接受程度越来越高,在小型机上部署虚拟化的比率也在逐年增高。

在IBM看来,“虚拟化技术使IT 组织可将多种工作负载合并到单一平台上,对资源进行动态分配,满足业务和应用的需求。先进的虚拟化已成为企业数据中心有效部署服务器、降低成本的重要技术,对于成功采用服务器池和云计算具有至关重要的作用。”

HP的多种虚拟化策略

HP在虚拟化的研究上也不甘示弱, 拥有许多不同的分区和虚拟化战略。它们的产品组合包括 nPartition、vParititon 和 Integrity 虚拟机(IVM)。nPartition 基于硬件分区,于 2000 年首次发布,在 2001 年,HP 发布了 HP-UX Virtual Partitions (VPARs),它实际上更像一种分区技术,而不像一种虚拟化解决方案。真正的虚拟化是在 2005 年的 Integrity 虚拟机中引入的,这种技术支持分区拥有操作系统的完整副本和共享资源。

Integrity 虚拟机是 HP 的旗舰虚拟化产品,它在某些方面类似于 PowerVM。它的工作原理是,在完全隔离的环境中,在逻辑分区或物理分区上有一些独立的来宾实例,这些实例具有不同的操作系统版本和用户,能够细粒度地控制 CPU 和 I/O 设备共享。从某种程度上讲,这种细粒度控制实际上优于 PowerVM,因为一个分区可以拥有最小 1/20 的 CPU 资源,而 PowerVM 只允许拥有最小 1/10 的 CPU 资源。

而在2006年推出的HP VSE(Virtual Server Environment,虚拟服务器环境)系列产品成为整体虚拟化解决方案的前端。目前基于安腾架构的HP Integrity动能服务器都已完美加入VSE虚拟化技术。VSE是一个多操作系统平台上的集成虚拟化解决方案,让IT部门能够将一个或多个服务器环境配置为可重复利用的资源池,实现资源集中管理,提高资源利用效率和供应自动化,满足企业的业务需求。

参考资料

1.云计算:(Cloud Computing)描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。云计算是继1980年代大型计算机到...详情>>

[责任编辑:戴薇薇 dai_weiwei]