为什么传统虚拟化架构不适合下一代数据中心 为什么需要虚拟化技术

一、引入虚拟化的必要性

1. 引言

美国环境保护署（EPA）报告的一组有趣的统计数据就证明了其好处。EPA 研究服务器和数据中心的能源效率时发现，实际上服务器只有 5% 的时间是在工作的。在其他时间，服务器都处于“休眠”状态。

虚拟化前

• 每台主机一个操作系统
• 软件硬件紧密地结合
• 在同一主机上运行多个应用程序通常会遭遇冲突
• 系统的资源利用率低
• 硬件成本高昂而且不够灵活

虚拟化后

• 打破了操作系统和硬件的互相依赖
• 通过封装到虚拟机的技术，管理操作系统和应用程序为单一的个体
• 强大的安全和故障隔离
• 虚拟机是独立于硬件的，它们能在任何硬件上运行

2. 定义

虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，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、虚拟化技术的分类

1. 技术角度分类

• 全虚拟化技术
• 半虚拟化技术/准虚拟化技术

完全虚拟化技术 又叫硬件虚拟化技术，最初所使用的虚拟化技术就是全虚拟化（Full Virtualization）技术，它在虚拟机（VM）和硬件之间加了一个软件层——Hypervisor，或者叫虚拟机监控器（VMM）

• hypervisor 直接运行在物理硬件之上——KVM
• hypervisor 运行在另一个操作系统中——QWMU 和 WINE

半虚拟化技术 也叫准虚拟化技术。它就是在全虚拟化的基础上，把客户操作系统进行了修改，增加了一个专门的API，这个API 可以将客户操作系统发出的指令最优化，即不需要Hypervisor 耗费一定的资源进行翻译操作，因此Hypervior 的工作负担变得非常的小，因此整体的性能也有很大的提高。

3. 架构分类

• 寄居架构： 就是在操作系统之上安装和运行虚拟化程序，依赖于主机操作系统对设备的支持和物理资源的管理；
• 裸金属架构： 就是直接在硬件上面安装虚拟化软件，再在其上安装操作系统和应用，依赖虚拟层内核和服务器控制台进行管理。

寄居架构

优点： 简单，便于实现
缺点： 安装和运行应用程序依赖于主机操作系统对设备的支持
举例： GSX Server，VMware Server，Workstation

裸金属架构

优点： 虚拟机不依赖操作系统，可以支持多种操作系统，多种应用，更加灵活
缺点： 虚拟层内核开发难度较大
举例： VMWare ESXI Server