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一、虚拟化业界解决方案
虚拟化是一个广义的术语是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行是一个为了简化管理优化资源的解决方案。数据中心虚拟化解决方案提升IT效率和创造客户价值。数据中心虚拟化以FusionSphere为基础软件整合和抽象数据中心全部IT资源构建数据中心虚拟化资源池集中管理和统一调度实现资源动态伸缩和业务的“弹”和“飘”。如同空旷、通透的写字楼整个楼层几乎看不到墙壁用户可以用同样的成本构建出更加自主适用的办公空间进而节省成本发挥空间最大利用率。这种把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路在IT领域就叫做虚拟化技术。
虚拟化技术可以扩大硬件的容量简化软件的重新配置过程。 CPU的虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行而在虚拟化技术中则可以同时运行多个操作系统而且每一个操作系统中都有多个程序运行每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能这两个模拟出来的CPU是不能分离的只能协同工作。
1、软件方案
纯软件虚拟化解决方案存在很多限制。 “客户”操作系统很多情况下是通过虚拟机监视器来与硬件进行通信由VMM来决定其对系统上所有虚拟机的访问。在纯软件虚拟化解决方案中 VMM在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位置而操作系统的位置是传统意义上应用程序所处的位置。这一额外的通信层需要进行二进制转换以通过提供到物理资源(如处理器、 内存、存储、显卡和网卡等)的接口模拟硬件环境。这种转换必然会增加系统的复杂性。此外客户操作系统的支持受到虚拟机环境的能力限制这会阻碍特定技术的部署如64位客户操作系统。在纯软件解决方案中软件堆栈增加的复杂性意味着这些环境难于管理 因而会加大确保系统可靠性和安全性的困难。
VMware是提供一套虚拟机解决方案的软件主要产品分为如下三个:
VMware-ESX-Server
这个版本并不需要操作系统的支持。它本身就是一个操作系统用来管理硬件资源。所有的系统都安装在它的上面。带有远程web管理和客户端管理功能。
VMware-GSX-Server
这个版本就要安装在一个操作系统下了这个操作系统叫做HOST OS.
这个HOST OS可以是Windows 2000 Server以上的Windows系统或者是Linux(官方支持列表中只有RH,SUSE,Mandrake很少的几种) 和VMware-ESX-Server一样带有远程web管理和客户端管理功能。
VMware-WorkStation
这个版本和VMware-GSX-Server版本的机构是一样的。也是要安装在一个操作系统下对操作系统的要求也是Windows 2000以上或者Linux。和Vmware的区别就是没有web远程管理和客户端管理。
VMware-ESX-Server已经成为整机虚拟化的必然选择
PS:VMware是在虚拟化网络中处领先地位。
除此之外还有一系列的虚拟化软件提供商如Redhat KVM、 Citrix Xen等都有提供完善的虚拟货软件产品。
2、硬件方案
而CPU的虚拟化技术是一种硬件方案支持虚拟技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程通过这些指令集 VMM会很容易提高性能相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。虚拟化技术可提供基于芯片的功能借助兼容VMM软件能够改进纯软件解
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决方案。由于虚拟化硬件可提供全新的架构支持操作系统直接在上面运行从而无需进行二进制转换减少了相关的性能开销极大简化了VMM设计进而使VMM能够按通用标准进行编写性能更加强大。另外在纯软件VMM中缺少对64位客户操作系统的支持而随着64位处理器的不断普及这一严重缺点也日益突出。而CPU的虚拟化技术除支持广泛的传统操作系统之外还支持64位客户操作系统。
虚拟化技术是一套解决方案。完整的情况需要CPU、主板芯片组、 BIOS和软件的支持例如VMM软件或者某些操作系统本身。即使只是CPU支持虚拟化技术在配合VMM的软件情况下也会比完全不支持虚拟化技术的系统有更好的性能。
TPC云服务器产品助力虚拟化应用
TPC云服务器产品涵盖单路、双路、 四路服务器产品全线产品采用Intel IA架构全面支持硬件虚拟化技术。优化的指今集从硬件层面全面配合软件层面使云计算应用得以更好的拓展与应用。
推荐服务器及存储硬件产品
针对虚拟化及云计算应用的具体情况我们推荐天云R系列机架式服务器及H系列超高密度服务器。采用Intel 5520芯片组平台支持高达192G DDR3 ECC 内存并可选SAS/SATA/SSD硬盘扩展以及丰富的I/O扩展资源。 H系列超高密度服务器相比传统服务器产品计算密度提高100%能耗降低45%。存储产品采用天云ES5系列FC-SAN产品高性能PowerPC处理器以及关键部件全部冗余都为虚拟化及云计算应用提供了很好的保障。
CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行允许一个平台同时运行多个操作系统并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响从而显著提高计算机的工作效率。
二、虚拟化业界动态
数据中心四大主机网络虚拟化技术之争
谈到虚拟化首先想到的一定是VMware这是一家专门从事主机尤其是服务器虚拟化技术研究的厂家。VMware也长期垄断着主机虚拟化技术的市场曾经占据高达90%的市场份额随着其它软件厂家的进入份额逐渐降低但是依然是虚拟化技术的领导者。如今的虚拟化技术早已不再局限与服务器操作系统的虚拟化包括应用软件的虚拟 网络的虚拟存储的虚拟等等可以说虚拟化技术已经逐渐渗透到了数据中心的每个技术领域。除了服务器 VMware在网络、存储、安全等领域的虚拟化并不是强项涌现出了不少新的虚拟化厂商这也让虚拟化市场充满着竞争的火药味一些传统的IT巨头也加入到这个竞争之中。本文要讲的就是虚拟化技术里的一个分类主机网络虚拟化技术也就是通过服务器主机来实现网络的虚拟化这样说起来可能让人有些不解。其实大家都知道服务器都具有网卡可以配置一些简单的路由转发表项服务器厂商希望通过对服务器网络功能进行优化实现网络虚拟化。
既然是主机网络的虚拟化其实就是要在服务器上实现网络功能的虚拟化。提出这样技术的主要是服务器厂商它们希望借此技术扩大服务器在数据中心里的影响力从而弱化网络设备的功能。当然网络设备厂商不会答应网络厂商也有自己的虚拟化技术突出强调的是硬件的实现基于硬件的虚拟化相比之下主机网络虚拟化技术则偏软。这样主机网络虚拟化技术实现比较灵活但是转发效率低下而网络厂商实现的虚拟化则转发效率高但是不够灵活更多的要依赖于硬件工艺水平。不管怎样主机网络虚拟化技术作为一种虚拟化技术将在相当长的时间内存在下面就来详细说一说主机网络虚拟化技术的四大技术特点。
VXLAN
VXLAN(Virtual Extensible LAN)是有思科、 VMware、 Citrix、 Broadcom等公司提出的
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网络虚拟化技术这些公司是目前在网络领域、虚拟化领域技术最强的组合了所以VXLAN是目前定义最全面最接近实际应用的一种技术。 VXLAN是将以太网报文封装在UDP传输层上的一种隧道转发模式 目的UDP端口号为4798采用24比特标识二层网络分段在一个数据中心内VXLAN可以部署百万个虚拟网。 VXLAN对未知单播、广播、组播等网络流量均被封装为组播转发物理网络要求支持任意源组播。 VXLAN数据包格式很容易在硬件中实现所以它以后可以更紧密地与物理网络设备集成利用硬件转发效率高的特点通过硬件实现VXLAN。VXLAN利用了现有通用的UDP传输成熟性最高所以得到了数据中心普遍的认可是目前最受关注的一种网络虚拟化技术。
DOVE
DOVE(Distributed Overlay Virtual Ethernet)是由IBM提出来的分布式覆盖虚拟以太网技术它将让工程师从管理程序主机抽象出物理网络基础设施这样他们就可以在软件中进行网络变更而不需要在硬件中。当虚拟机在数据中心内和数据中心间迁移时这些网络实例将更好地管理和支持虚拟机。在IBM的DVS5000V产品中已经支持了DOVE部署。 DOVE的协议定义几乎和VXLAN一样这也让DOVE可以支持任何VXLAN的底层网络硬件。与VXLAN不同的是DOVE在创建一个覆盖时不需要物理基础设施组播运行而VXLAN却需要组播。数据中心没有人愿意使用组播 因为组播会对网络性能造成影响。 DOVE可以在vSphere、KVM、 Hyper-V中使用。如今IBM已经将中低端服务器出售给了联想芯片业务也想转手在这样的背景下 DOVE的未来前景不是很明朗没有了IBM服务器传统市场的优势 DOVE要想获得广泛使用是比较困难的。
NVGRE
NVGRE(Network Virtualization using GRE)是由微软、英特尔、戴尔、惠普等向IETF提交的通用路由封装标准提案。 NVGRE通过定义24位的租赁网络标识符可以支持1.6千万个网络。 NVGRE使用GRE来创建一个独立的虚拟二层网络 限制物理二层网络或扩展超过子网边界。NVGRE要求物理网络设备能够识别到GRE隧道的扩展信息 未知单播、广播、组播等网络流量均被封装为组播转发。RFC 2784和RFC 2890详细说明了NVGRE的实现标准和VXLAN相比 NVGRE并没有详细解释数据包文是如何通过通道寻找到目标终端的没有VXLAN的标准描述明确。
STT
STT(Stateless Transport Tunneling)是由VMware提出的主机网络虚拟化技术。 STT利用了TCP的数据封装形式但改造了TCP的传输机制数据传输不遵循TCP状态机而是全新定义的无状态机制无需三次握手建立TCP连接 目前在vSwitch中已经实现。 STT采用64比特标识二层网络分段。STT的终结点需要给STT预留TCP Port所有发往这个Port的TCP包会被认为是STT包从而不会走正常的TCP路径。
以上四种主机网络虚拟化技术有一个共同的特点都是在二层的基础上做二次封装区别在于封装模式的不同 以及长度的差异。 VXLAN和DOVE都是基于UDP封装的 NVGRE是基于GRE封装 STT是基于TCP封装只有UDP这种方式最容易让人接受。除了DOVE方式其它三种都是通过组播实现转发效率没有DOVE高但是由于DOVE是IBM的独家密集只在自家的设备上实现了兼容性并不是太好所以未得到足够的重视。不管采用哪种虚拟化技术 目的都是为了扩展二层网络的范围传统二层VLAN的标识只有4094个已经无法满足数据中心业务的部署需求因此出现了这些主机网络虚拟化技术。那么对于一些中小型网络则没有使用这类技术的必要。传统的VLAN技术依然够用并不过时。未来这四种技术还会不断修改和完善虽然VXLAN暂时领先但是最后谁能先到达终点一切还都是未知数让我们拭目以待。
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