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1、未来天空的新兴技术虚拟化目录简介1.背景11 .虚拟化技术的分类2.五种主流的虚拟化技术33. 1.CPU虚拟化33. 2.网络虚拟化53. 3.服务器虚拟化63. 4.存储虚拟化93. 5.应用虚拟化103.5. 1.何为应用虚拟化？10.概念124 .航空业的潜在应用15简介民用空中航行服务组织(CANSO)近期发布了未来天空的新兴技术一一虚 拟化报告。报告介绍了虚拟化技术在空中交通管理领域的部署，详细说明了 远程塔台、虚拟中心等虚拟化技术的实际应用情况，并提出了实用性建议。本 文编译了该报告的局部内容。从技术的角度来看，虚拟化利用数据中心等新的平台，提高资源使用的灵 活性。在空中交通管理
2、(ATM)领域，虚拟化可以增强运行弹性、异常运行应 急、负载共享远程运行(可扩展性)，以及最重要的是通过提供由虚拟中心支持 的“按需容量”管理方式，实现空中交通服务的跨境授权。1.背景在2018年国际民航组织(ICAO)空中航行会议(ANCONF/13)上，机场远程 空中交通服务(也称为“远程塔台”)被引入国际民航组织航空系统组块升级 (ASBU)框架(RATS-B1/1)中，并在2019年SESAR解决方案目录(第三版)中 提供了更多详细信息，即使在有限的时间内，也能为偏远地区交通流量较少的第1页共15页 集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池(Storage Pool)中得到统一管理，
3、从主机和工作站的角度，看到就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好象 是一个超大容量(如1T以上)的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管 理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存 储。3 . 5.应用虚拟化前面几种虚拟化技术，主要还专注于对硬件平台资源的虚拟优化分配，随 着IT应用的日益广泛，应用虚拟化作为虚拟化家族的明日之星登上了历史舞 台。2006年7月由Forrester咨询公司在美国对各种不同行业的高层IT管理 人员所做的一项研究显示，当今的机构现在将应用虚拟化当作是业务上的一个 必由之路，而不是一个IT决策。据统计，全世界目前至少有超过18万个机构 在
4、利用应用虚拟化技术进行集中IT管理、加强平安性和减少总体本钱。尽管在过去十年间虚拟技术有了迅速的开展，但现实情况是，当需要使用 应用系统的时候，我们仍然把自己的思维局限在电脑机箱之内。从键盘、鼠 标、麦克风或扫描仪接收用户输入的设备，通常也是处理和存储数据、通过对 显示器、打印机和扬声器的输出来进行响应的同一设备。然而，随着虚拟化概 念的开展和变化，“应用虚拟化”成为一个正在迅速开展的市场。3.5. 1.何为应用虚拟化？简单来讲，应用虚拟化技术使机构能够用更少的投入做更多的事情，并最 终节省经费。这样，企业决策者就能够在IT开销与业务需求之间达成更好的 平衡一一由运营本钱降低所节省的经费可以重
5、新投入到能够推动增长的业务领 域中。从技术角度来讲，应用虚拟化可以简单描述为“以IT应用客户端集中部 署平台为核心，以对最终用户透明的方式完全使用户的应用和数据在平台上统 一计算和运行，并最终让用户获得与本地访问应用同样的应用感受和计算结 果。虚拟化背后的主要推动力是基础设施各方面的猛烈增长，同时伴随着IT 硬件和应用的大量增加。而且，IT系统正在变得越来越大，分布越来越广，并 且更加复杂，因而难以管理，但要求加强IT控制的业务和监管压力却在继续第10页共15页 增大。这听起来可能很专业，但对业务决策者来说却很中听，因为应用虚拟化 正在帮助解决当今机构所面临的很多推动力方面的问题一一提高业务效
6、率、增 强员工移动性、遵守平安与监管规定、向新兴市场拓展、业务外包、以及业务 连续性等等。在可能实现的一系列利益当中，应用虚拟化技术能帮助企业解决三个关键 方面的问题一一平安性、性能和本钱。从平安角度来讲，应用虚拟化从其设计 本身来看是平安的。采用客户-服务器端应用，数据平安面临风险。IT人员不 仅必须应对数据的存放、打印和操控环境，而且还必须考虑数据在网络内和网 络外如何迁移，并保证知识产权不会泄露，电脑病毒也不会潜入。启动应用虚 拟化工程后，一个公司的所有系统和数据都被整合到了一起，从而几乎消除了 在设备层面上数据被盗或数据丧失的风险。性能改善对很多公司来说是另一个 吸引人的因素。因为客户
7、-服务器端应用依靠网络来传输流量，所以它们会为网 络增添带宽消耗问题。这种问题困扰着很多企业，反过来又会降低应用系统的 性能。应用虚拟化技术可以将各种应用系统集中起来，只有一个通过网络传送 的虚拟界面。这样可以保证在极低的带宽上实现高性能，而不管设备、网络和 地点如何。所以在业务扩张或合并的情况下，企业能够在几分钟或几小时时间 内让新用户上网，而不像过去那样需要几个星期或几个月。因此，容易理解为 什么应用虚拟化是很多所谓的“业务流程外包”公司所欢迎的一种方式。个人计算设备和操作系统的繁多使得客户-服务器端应用的测试、调试和客 户定制开发本钱高昂且耗费时间。采用应用虚拟化技术之后，将不需要在每个
8、 用户的桌面上部署和管理多个软件客户端系统，所有应用客户端系统都将一次 性地部署在数据中心的一台专用服务器上，这台服务器就放在应用服务器的前 面。客户也将不需要通过网络向每个用户发送实际的数据，只有虚拟的客户端 界面（屏幕图像更新、按键、鼠标移动等等）被实际传送并显示在用户的电脑 上。这个过程对最终用户是一目了然的，最终用户的感觉好像是实际的客户端 软件正在他的桌面上运行一样。客户-服务器端应用要求在每个用户的电脑上安装客户端软件，从而导致更 高的本钱，因为需要在分布式网络上管理这些软件的部署、补丁和升级。这个 问题随着用户登录到每个新应用系统的需求量呈增长趋势，因为IT部门需要 在每个用户的
9、桌面上部署另一个独特的客户端设备。即便在最讲究战术的接入第11页共15页 服务场景中，应用虚拟化可以带来的本钱效益也是相当诱人的。通过将IT系 统的管理集中起来，企业能够同时实现各种不同的效益一一从带宽本钱节约到 提高IT效率和员工生产力以及延长陈旧的或当前的系统的寿命等等。目前，应用虚拟化能够展现给用户最直接的功能还是远程应用交付，或者 叫远程接入，应用虚拟化领域，从全球看，走在最前沿的厂商还是Citrix(思 杰)，其推出的应用虚拟化平台Citrix交付中心(Citrix Delivery Center),即 Citrix应用交付基础架构解决方案正在逐步进行中国全面本地化的进程。国内 最具
10、实力的应用虚拟化领导厂商极通科技，也在2008年7月向全球推出极通 EWEBS2008应用虚拟化系统，该产品在EWEBS 2008中采用了极通科技独创 的AIPfApplication Integration Protocol)技术，把应用程序的输入输出逻辑(应 用程序界面)与计算逻辑指令隔离开来，在用户访问EWEBS服务器发布的应用 时，在EWEBS服务器上会为用户开设独立的会话，占用独立的内存空间，应 用程序的计算逻辑指令在这个会话空间中运行，应用程序的界面会通过AIP协 议传送到用户计算机上，用户计算机只需要通过网络把键盘、鼠标及其他外设 的操作传送到服务器端，从服务器端接收变化的应用程
11、序界面，并且在用户端 显示出来就可以获得在本地运行应用一样的访问感受，最终实现用户客户端使 用人员不受终端设备和网络带宽的限制，在任何时间、任何地点、使用任何设 备、采用任何网络连接，都能够高效、平安地访问EWEBS服务器(集群)上的 各种应用软件。4 .概念在研究空中交通管理中的虚拟化技术时，本文将探讨当今可用的实施方式 以及未来的概念。目前，各航行服务提供商(ANSP)都在自行收集数据(例如通过雷达装置)或 从第三方收集数据(例如气象信息)。这些ANSP在内部处理收集到的数据，并 向空域用户提供空中航行服务(ANS)。通过这种方式，ANSP如今同时扮演着空 中交通管理数据服务提供商(ADS
12、P)和空中交通服务提供商(ATSP)的角色，而 ATSP由包括空中交通管制员(ATCO)在内的空中交通服务单位(ATSU)组成。虚 拟化是通过提供与基础设施位置无关的服务来实现的，例如远程塔台部署。未来的虚拟化概念与通过提供商提供数据服务关联，而这些提供商在组织第12页共15页 上和/或物理上与产生数据的实体和最终用户（在ATSU中工作的管制员）别离。 因此，虚拟化不仅涉及基础设施位置和服务提供的别离，而且还涉及组织层面 的潜在别离。止匕外，未来的空管服务可以设想为不同粒度的服务组合（为每种单一数据 类型提供数据，如飞行轨迹、飞行计划、冲突检测等），并依托于一个具有高 可用性、容错性和可靠性的
13、云基础设施。本文确定了云基础设施管理和所有权 方面的不同方案：从市场角度出发，通过外部提供商管理外部/公共云基础设施。在这种 情况下，提供商选择专注于服务开发，并将其所有维护工作外包给解决方案提 供商。由于服务水平协议（SLA）中的性能限制，出于平安和安保考虑，这可能 并不适合ANSP。此外，某些国家的法律可能不允许在不同的国家/地区之间共 享数据（出于安保/平安原因）。这种情况不仅仅发生在空管领域中，在许多其他 领域也会发生。由ANSP所管理的本地/私有云基础设施。在这种情况下，云基础设施的 配置和维护由ANSP自行管理。使用本地和外部云基础设施组合的混合环境，提供商需满足运行/平安 要求。
14、一些ANSP通过全球监视服务提供商Aireon接收广播式自动相关监视（天 基ADS-B）跟踪数据。这项服务为ANSP提供了一个高保真、低延迟的定位数据 来源，这些数据来源位于ANSP自己的飞行情报区（FIR）或责任区（AoR）之内或 之外，无需与邻国签署数据共享协议。在这种“按需容量”的背景下，考虑了 以下运行场景：根据交通负荷为特定空域区块分配空中交通服务：不同ATSU设施或不 同ATSU之间共享管制员资源，满足高流量或低流量时段的需求。在发生故障时为特定空域区块分配空中交通服务：在因设备或设施故障 导致空域容量下降/缺失的情况下提供服务的连续性。优化塔台运行资源的使用方式：为低交通流量塔台
15、优化管制员资源。从技术角度来看虚拟化技术，提供应用程序的硬件和软件与提供服务的位 置可以完全别离，可以在同一栋楼里，也可以在数千里之外，或者在两者之间 的任何地方。当满足各种需求时，也可以在云基础设施上部署软件。在空中交第13页共15页通管理领域中部署这一技术，可以将托管应用程序的设备与向空域用户提供服 务的地点别离。远程塔台和虚拟塔台：空中交通管制员可向一个或多个机场(处于不同位 置)的空域用户提供服务，该服务可以通过托管在另一地点的数据中心的软件 应用程序提供支持，从位于机场(例如摄像机)或其他位置的传感器收集数据。 所有位置都必须通过可靠且平安的IP基础设施相互连接，以便在这些位置之 间
16、共享不同类型的数据。所需的广域网IP基础设施可以从具有适当服务水平 协议的国家运营商处租用，也可以由ANSP自己建立。无论选择哪种解决方 案，都需要确保弹性通信网络能够在可用性、完整性和服务质量方面得到管 理。虚拟中心：空中交通管制员将向本国或另一个国家的一个或多个扇区的空 域用户提供服务，并由托管在同一或不同地点的数据中心的软件应用程序提供 支持，从该国某个地点的传感器收集数据。同样，在这种情况下，所有位置均 将通过由国家运营商或ANSP本身托管的可靠和平安的IP基础设施相互连接， 确保向最终用户提供的通信服务的可靠性。止匕外，对于空中交通管理数据收集和处理与空中交通管制中心别离的未来 组织
17、方法，其技术概念将保持不变，由不同的组织负责数据收集/分发和数据 处理。这需要考虑不同网络的边界的平安性和互操作性，以确保数据的完整性 和一致性，例如在网络边界引入几层防火墙和会话边界控制器(SBC)。图1说明了塔台和区域管制中心(ACC)管制室环境中虚拟化技术的主要特 征。传统塔台传感器ATM, 原始数据传感器ATM 原始数据传感器ATM 原始数据传感器ATM 原始数据.远程塔台传统 ACC/APPWAN , SWIM , o图1空中交通服务虚拟化的主要特征第14页共15页从平台基础设施的角度来看，开发新的能力来提供所需的服务势在必行。 这些服务可以采用不同的方法来构建，例如基于软件和中间件
18、(SWIM服务)或 基于基础设施服务(远程显示)0.航空业的潜在应用如前所述，ANSP将充分利用虚拟化的优势，并有可能实现新的运行概 念，如远程塔台或虚拟中心，使他们能够从减少资本性支出(CAPEX)和运营支 出(OPEX)中获益。为了管理航空公司的运营，航空公司的高管们可以在飞行运营中心看到提 供的虚拟化技术，并与每个机组人员以及所有利益相关方互动，例如气象 (MET)服务提供商、机场管理局、ANSPo此外，通用航空的飞行管理服务将受 益于虚拟化，其方式与具有虚拟中心的ANSP类似。尽管如此，虚拟化可以成为空中交通管理相关服务的基础。虚拟化未来将 在其他领域发挥作用，如无人交通管理(UTM)
19、和先进空中机动性(AAM)。最 后，可能会出现一些全新的业务领域：纯粹的数据服务提供商：安装传感器、收集数据并将其提供给ANSP或 任何其他组织，例如用于天气、监视、地理信息和飞行信息；空中交通管理云提供商：托管提供的数据，并与ATSU或任何其他组织 共享；未来可能会开发出全新的空中交通管理服务，与自动化或人工智能相结 合，便于访问所有数据。第15页共15页机场提供服务。虚拟化得到了信息数字化的支持，而对于空中交通管理而言，全系统信息 管理(SWIM)概念和面向服务的架构(SOA)也极大地促进了虚拟化技术的开展。 通过这种方式，可以推动当前空管系统过渡到开放空管架构。对相关资产的灵活访问有助于
20、对各种突发事件进行动态响应，包括设备或 设施中断、动态空域重新配置或业务连续性规划运行。应考虑以下用例：业务持续性：通过由其他设施接管受影响的空域，克服单一设施的可用 性限制。负荷均衡：由管制员在任意地点处理不断增加的空中交通负荷，不受地 点限制。虚拟塔台(又称数字塔台)：以数字方式控制机场内及其周围的空中交通 活动。在更换旧设施时，通过增加数字足迹并最大限度地精简新设施，降低对 “实体”设施的依赖。这些行动反过来又可以更好地平衡空中交通管制员的工作量，并更有效地 利用空域，可进一步提高平安性，减少航班延误和交通拥堵，更灵活地处理空 中交通。5 .虚拟化技术的分类1 .CPU虚拟化CPU的虚拟
21、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2 .服务器虚拟化服务器虚拟化能够通过区分资源的优先次序，并随时随地将服务器资源分 配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载 峰值而储藏的资源3 .存储虚拟化虚拟存储设备需要通过大规模的raid子系统和多个I/O通道连接到服务器 上，智能控制器提供LUN访问控制、缓存和其他如数据复制等管理功能。4 .网络虚拟化第2页共15页网络虚拟化整合后的设备组成了一个逻辑单元，在网络中表现为一个网 元节点，管理简单化、配置简单化、可跨设备链路聚合，极大简化网络
22、架构, 同时进一步增强冗余可靠性。5 .应用虚拟化应用虚拟化通常包括两层含义，一是应用软件的虚拟化，一是桌面的虚拟 化。3.五种主流的虚拟化技术虚拟化，曾经是一个技术人员最不喜欢的词，因为对于一个搞工程科学的 人来说，实在、量化、数据逻辑才是工作进行的根本。但是现在，最前沿的IT技术工程师们狂热的爱上了这个词，因为它代表 着一系列先进的技术和产品，掀起信息科学界又一轮技术的高潮。究竟什么是 虚拟化？人们往往既清晰又模糊，仿佛看到它就在面前，可是又变幻着这样或 那样的模样。通俗的定义来说，虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源， 以打破物理结构之间的壁垒。未来，所有的资源都透明地运行在各
23、种各样的物 理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而 虚拟化技术就是实现它的理想工具。用一比喻来说，虚拟化技术的绝妙之处在 于，终端用户在信息化应用中，感觉不到物理设备的差异、物理距离的远近以 及物理数量的多少，按照自己正常习惯操作，进行需要的信息资源调用和交 互。随着虚拟化技术的窜红，打着它的旗号的“衍生品”层出不穷，各色人等 都想将自己的脑袋安装在虚拟化的屁股上，然后就能跟随这股热潮大火一把。 然而尽管到现在各种虚拟化技术还没能泾渭清楚，但毕竟大浪淘沙，随着时间 的开展，五种主流的虚拟化技术逐步展露，它们就像如来佛祖那座著名的“五 指山” 一样，在天边等待人们“
24、到此一游”。这五种虚拟化技术分别是：CPU虚拟化、网络虚拟化、服务器虚拟化、存 储虚拟化和应用虚拟化。让我们逐步揭开它们的面纱，看看它们各自的美丽。 3. 1. CPU虚拟化第3页共15页虚拟化在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础 上运行。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。简单说 来，CPU的虚拟化技术就是单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。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VMM（Virtual Machin
25、e Monitor,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。（注意，大多数处理器和内存访问独立 于VMM,只在发生特定事件时才会涉及VMM,如页面错误。）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茫。 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。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
26、能够改进纯软件解决方案。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，目前缺少对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
27、虚拟化技术的系统有 更好的性能。两大CPU巨头英特尔和AMD都想方设法在虚拟化领域中占得先机，但是 AMD的虚拟化技术在时间上要比英特尔落后几个月。英特尔自2005年末开始 便在其处理器产品线中推广应用英特尔Virtualization Technology （Intel VT）虚 拟化技术。目前，英特尔已经发布了具有Intel VT虚拟化技术的一系列处理器第4页共15页 产品，包括桌面平台的Pentium 4 6X2系列、Pentium D 9X0系列和Pentium EE9XX系列，还有Core Duo系列和Core Solo系列中的局部产品，以及服务器 /工作站平台上的Xeon LV系列
28、、Xeon 5000系列、Xeon 5100系列、Xeon MP 7000系列以及Itanium 2 9000系列；同时绝大多数的Intel下一代主流处理 器，包括Merom核心移动处理器，Conroe核心桌面处理器，Woodcrest核心 服务器处理器，以及基于Montecito核心的Itanium 2高端服务器处理器都将 支持Intel VT虚拟化技术。而 AMD 方面也已经发布 了支持 AMD Virtualization TechnologyfAMD VT) 虚拟化技术的一系列处理器产品，包括Socket S1接口的Turion 64X2系列以 及Socket AM2接口的Athlon
29、 64X2系列和Athlon 64 FX系列等等，并且绝大 多数的AMD下一代主流处理器，包括即将发布的Socket F接口的Opteron都 将支持AMD VT虚拟化技术。3. 2.网络虚拟化网络虚拟化是目前业界关于虚拟化细分领域界定最不明确，存在争议较多 的一个概念。微软眼中的“网络虚拟化”，是指虚拟专用网络(VPN)o VPN 对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，就像物理 上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护IT环境，防止来自Internet 的威胁、，同时使用户能够快速平安的访问应用程序和数据。但是网络巨头思科(Cisco)不那么认为。出身、成名且目前称霸
30、于网络的思 科公司，当然在对IT未来的考虑上以网络为核心。它认为在理论上，网络虚 拟化能将任何基于服务的传统客户端/服务器安置到“网络上”。那么，这意 味着可以让路由器和交换机执行更多的服务，自然，思科在业界的重要性和生 意额都将大幅增加。思科表示网络虚拟化由三个局部组成：访问控制、路径 提取，以及服务优势。从思科的产品规划图上看，该公司的路由器和交换机将 拥有诸如平安、存储、VoIP、移动和应用等功能。对思科而言，他们的战略 是通过扩大网络基础设备的销售来持续产生盈利。而对用户来讲，这能帮助 他们提高网络设备的价值，并调整原有的网络基础设备。对于网络阵营的另一巨头，3com公司在网络虚拟化方
31、面的动作比思科更 大。3com的路由器中可以插入一张工作卡。该卡上带有一套全功能的Linux第5页共15页 服务器，可以和路由器中枢相连。在这个Linux服务器中，你可以安装诸如 sniffer、VoIP、平安应用等等。此外，该公司还计划未来在Linux卡上运行 VMware,以让用户运行Windows Server。3com的这个开源网络虚拟化活动 名为3Com ON（又名开放式网络）。当然，王婆卖瓜自卖自夸，思科与3com自己的一厢情愿决不能作为网络 虚拟化大旗真正升起的标志，现在，网络虚拟化依然处于初期的萌芽阶段，但 在人类网络信息化飞速需求的现在，我们有理由相信它的突破和成长将是飞速
32、的。3. 3.服务器虚拟化与网络虚拟化不同，服务器虚拟化却是虚拟化技术最早细分出来的子领 域。根据2006年2月Forrester Research的调查，全球范围的企业对服务器 虚拟化的认知率到达了 75%。三分之一的企业已经在使用或者准备部署服务器 虚拟化。这个产生于20世纪60年代的技术日益显示出其重要价值。由于服务 器虚拟化开展时间长，应用广泛，所以很多时候人们几乎把服务器虚拟化等同 于虚拟化。关于服务器虚拟化的概念，各个厂商有自己不同的定义，然而其核心思想 是一致的，即它是一种方法，能够通过区分资源的优先次序并随时随地能将服 务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从
33、而减少为单 个工作负载峰值而储藏的资源。似乎与所有颠覆性技术一样，服务器虚拟化技术先是悄然出现，然后突然 迸发，最终因为节省能源的合并计划而得到了认可。如今，许多公司使用虚拟 技术来提高硬件资源的利用率，进行灾难恢复、提高办公自动化水平。本组文 章分别从服务器、存储、应用程序和桌面虚拟化技术三个角度介绍了如何消除 物理硬件的限制。有了虚拟化技术，用户可以动态启用虚拟服务器（又叫虚拟机），每个服务 器实际上可以让操作系统（以及在上面运行的任何应用程序）误以为虚拟机就是 实际硬件。运行多个虚拟机还可以充分发挥物理服务器的计算潜能，迅速应对 数据中心不断变化的需求。虚拟化概念并不是新概念。早在20世
34、纪70年代，大型计算机就一直在同第6页共15页 时运行多个操作系统实例，每个实例也彼此独立。不过直到最近，软硬件方面 的进步才使得虚拟化技术有可能出现在基于行业标准的群众化x86服务器上。微软于2004年底宣布了其Virtual Server 2005计划。与其他服务器虚拟 化技术一样，Virtual Server 2005允许用户对服务器进行分区，以使这些服务 器能够支持多个操作系统和应用。计划于2005年面市的Virtual Server建立在 去年年初时通过购买Connectix而获得的技术基础之上，该软件可以在 Windows、Linux和Mac OS服务器及工作站上运行。微软宣布Wi
35、ndows Server 2008发行版将包括虚拟化服务器(WSV)的测试 版在内，Windows Server 2008是微软最新的服务器操作系统，可在一个服务 器上虚拟化多种操作系统，如Windows、Linux等等。服务器操作系统内置的 虚拟化技术和更加简单灵活的授权策略，获得前所未有的易用性优势并降低成 本。Terminal Services Gateway 和 Terminal Services RemoteApp , 可轻 松进行远程访问并与本地桌面应用程序进行集成，还可实现在无需VPN的情 况下，平安无缝地部署应用程序。另外，在服务器虚拟化技术方面走得比拟靠前的应该是IBM和HP
36、等服务 器厂商。今年以来，这两家公司在虚拟化领域也非常积极，在最新的RISC架 构服务器及最新版的操作系统中，都嵌入了虚拟化技术。先说说IBM,早在p690服务器和AIX5L操作系统首次公布的时候，IBM 就宣布在其动态逻辑分区(LPAR)技术的支持下，一个系统内可独立的运行多个 分区，每个分区运行独立的操作系统。这时候的分区，是以CPU为“颗粒” 的。到去年发布p5服务器时，IBM大张旗鼓地扯出了虚拟技术的大旗。不 过，与以前相比，在虚拟化技术的帮助下，IBM最新的微分区技术打破了分 区上以CPU为“颗粒”的限制，可以将单个CPU划分为10个微分区，从而创 建和运行比物理处理器数量更多的分区
37、。IBM同时宣布，新版操作系统AIX 5.3可以支持1/10 CPU颗粒的微分区。今年，IBM进一步拓展了其服务器虚拟技术的范畴，推出了由操作系统、 系统技术和系统服务三局部组成的服务器虚拟引擎。其中，操作系统涉及 AIX、i5/OS、z/OS和Linux,其技术宗旨是单台服务器内运行多种操作系 统、在异构IT基础架构中以统一的方式实现资源的共享和管理以及管理非第7页共15页IBM操作系统平台；系统技术包括微分区、vLan、虚拟I/O、Hypervisor等； 而系统服务那么包括一个服务器系统服务套件和一个存储系统服务套间。在服务 器系统服务套间中，包括硬件监督模块VE console虚拟引擎
38、控制台，可以利用 两个主要的功能模块Launchpad和Health Center,监控资源的健康状态、进行 问题诊断和系统管理；另外还包括硬件管理模块IBM Direction Multiplatform(DCM)整合系统管理。同时，IBM还推出了应用虚拟工具套件，包括应用监督模块Enterprise Workload Management企业负载管理器(EWLM),可以在异构环境下自动管理 分布式企业级系统，根据业务优先级将IT服务分类，并设立相应的性能目 标，并根据这些性能目标，提供端到端的性能分析和评估，通过分析，EWLM 自动按照应用拓扑调整网络路由。与EWLM相配合的是一个应用管理
39、模块 Tivoli Provisioning MangerfTPM,该模块与EWLM配合，可以实现系统部署 和配置步骤的自动化，为IT系统的自动部署、资源分配和启用提供解决方 案。对于HP,我们最熟悉的就是HP提供三个层次的虚拟化解决方案。其中， 部件虚拟化可以优化不同类型IT资源的利用，如服务器、存储和网络资源， 包括分区、集群、工作负载管理和应用虚拟化；集成虚拟化可以把优化多个部 件的虚拟化方法结合在一起，自动调度资源满足服务水平协议(SLO),包括虚 拟服务器环境、连续访问存储专用服务器等；而完全虚拟化可以优化所有异构 资源、使得资源供应能够实时满足业务需求。HP-UX下的分区连续技术能
40、够把服务器划分成物理或逻辑独立的分区，为 优化资源利用、提高服务器的可用性提供坚实的基础。硬件分区(nPars-HP nPars是单个服务器中的硬件分区。nPars根据服 务器类型最多提供16个硬件分区、完全的硬件和软件隔离能力以及在一个服 务器上运行多个OS实例。虚拟分区(vPars)-HP vPars具有在一个系统或硬件分区内实现执行多个 OS实例的独特特性。每个vPar能够拥有规定的内存量、一个或多个物理内存 区域、一个规定的CPU池、服务器内一个或多个I/O卡。vPars能够使用软 件命令动态地创立和修改。因此，每个应用能够在性能最大、OS配置要求得 到满足的环境中运行。第8页共15页
41、资源分区-进程资源管理软件（PRM）能够动态地以多种方式把系统资源 （CPU,内存和磁盘I/O）分配给客户的应用，分配的方式可以是根据份额、百 分比和处理器组（pSets）。pSets允许在服务器上创立处理器组，而应用或用 户可以被分配到在规定的pSet上运行。3.4. 存储虚拟化随着信息业务的不断运行和开展，存储系统网络平台已经成为一个核心平 台，大量高价值数据积淀下来，围绕这些数据的应用对平台的要求也越来越 高，不光是在存储容量上，还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能 力、存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台的综合性能的优劣， 将直接影响到整个系统的正常运行。因为这个原因
42、，虚拟化技术又一子领域一 一虚拟存储技术，应运而生。其实虚拟化技术并不是一件很新的技术，它的开展，应该说是随着计算机 技术的开展而开展起来的，最早是始于70年代。由于当时的存储容量，特别 是内存容量本钱非常高、容量也很小，对于大型应用程序或多程序应用就受到 了很大的限制。为了克服这样的限制，人们就采用了虚拟存储的技术，最典型 的应用就是虚拟内存技术。随着计算机技术以及相关信息处理技术的不断开展，人们对存储的需求越 来越大。这样的需求刺激了各种新技术的出现，比方磁盘性能越来越好、容量 越来越大。但是在大量的大中型信息处理系统中，单个磁盘是不能满足需要， 这样的情况下存储虚拟化技术就开展起来了。在
43、这个开展过程中也由几个阶段 和几种应用。首先是磁盘条带集（RAID,可带容错）技术，将多个物理磁盘通过 一定的逻辑关系集合起来，成为一个大容量的虚拟磁盘。而随着数据量不断增 加和对数据可用性要求的不断提高，又一种新的存储技术应运而生，那就是存 储区域网络（SAN）技术。SAN的广域化那么旨在将存储设备实现成为一种公用设施，任何人员、任何 主机都可以随时随地获取各自想要的数据。目前讨论比拟多的包括iSCSI、FC Over IP等技术，由于一些相关的标准还没有最终确定，但是存储设备公用 化、存储网络广域化是一个不可逆转的潮流。所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段第9页共15页