Virtualization:Xen and xVM Server

苏童

http://www.superhaiou.com/articles/virtualizationxen-and-xvm-server.html
近年来随着计算机硬件的高速发展，虚拟化技术已经成为计算机业的焦点之一。虚拟化技术从实现途径上来说，由两种典型的派别：泛虚拟化(para-virtualization)和完全虚拟化(HVM)。前者通过修改客户操作系统来配合虚拟化的环境，从而达到较高的性能，但也付出了兼容性和维护性方面的限制，而Xen就是泛虚拟化技术的杰出代表；而完全虚拟化技术常常需要得到处理器级别的硬件支持（如Intel VT或AMD-V处理器），或者通过对客户机执行代码进行动态二进制代码转换，然后可以无需修改的直接运行一个已有的操作系统，使得虚拟化技术的应用更加容易。完全虚拟化的代表产品有VMware, VirtualPC, QEMU等。事实上，当前一些主流的虚拟化产品都同时支持这两种模式。下图为native、para-virtualization和HVM三种情况运行级别的对比：

三种情况运行级别的对比

根据虚拟机管理程序在系统中所处的位置，虚拟化技术又可以分为如下几种，如下图如示：

三种虚拟化体系结构

Xen作为虚拟机技术的前沿代表，在同一台物理计算机上，使用户不仅可以同时搭建几个不同Linux系统的服务器，而且如果拥有一台先进的支持硬件虚拟技术（VT）的计算机，还可以利用Xen同时运行多个Windows。Sun xVM Server正是Sun基于Xen开发的一个数据中心级别的企业级的hypervisor产品，可以支持Windows、Linux和Solaris等不同操作系统，并支持Sun以及其他公司的x86/x64系统架构，允许用户在一台机器上虚拟多个操作系统，以对服务器进行整合。此外，Sun xVM Server还有一套完善的监控和管理机制。
1.什么是VMM(hypervisor)
虚拟软件的核心是一个“虚拟机监视器”（VMM，virtual machine monitor），有时也被称作“hypervisor”。一个hypervisor是一个非常底层的虚拟化程序，可以让多个OS共享一个单一的硬件处理器——无论是不同类型的操作系统，还是同一操作系统的多个实例（instance）。表面上看来，每个操作系统“独占”处理器、内存及其他资源。但实际上是由hypervisor控制着真实的处理器等资源，并根据需求轮流向操作系统分配资源。由于一个操作系统经常是用于运行某个或某组特定的应用，而使用hypervisor可以在单一服务器上运行多个操作系统及应用，因此可以全面地减少硬件成本。
2.什么是Xen
Xen是由剑桥大学开发的一个开放源代码的para-virtualizing虚拟机（VMM），或“管理程序”，是为x86架构的机器而设计的。Xen可以在一套物理硬件上安全的执行多个虚拟机；Xen是基于内核的虚拟程序，它和操作平台结合的极为密切，所以它占用的资源最少。
什么是虚拟机呢？可能大家知道VMWARE吧，是的，Xen就是类似这样的程序，比如我们可以在Fedora上虚拟安装和使用Slackware、Debian、Gentoo ... ...等发行版。因为Xen是基于内核的，相对VMWARE来说，它占用的系统资源也就是VMWARE的百分之几左右。Xen是不是更有优势呢？只有您实践了才知道。

Xen 3.0体系结构

基于Xen的操作系统，有多个层，最底层和最高特权层是Xen程序本身。Xen可以管理多个客户操作系统，每个操作系统都能在一个安全的虚拟机中实现。在Xen的术语中，Domain由Xen控制，以高效的利用CPU的物理资源。每个客户操作系统可以管理它自身的应用。这种管理包括每个程序在规定时间内的响应到执行，是通过Xen调度到虚拟机中实现。
当Xen启动运行后，第一个虚拟的操作系统，就是Xen本身，我们通过xm list，会发现有一个Domain 0的虚拟机。Domain 0目前主要由Linux来充当，是其它虚拟主机的管理者和控制者，可以构建其它的更多的Domain(称为DomU)，并管理虚拟设备。它还能执行管理任务，比如虚拟机的体眠、唤醒和迁移其它虚拟机。一个被称为xend的服务器进程通过domain 0来管理系统，Xend负责管理众多的虚拟主机，并且提供进入这些系统的控制台。命令经一个命令行的工具通过一个HTTP的接口被传送到xend。
3. xVM Server
xVM Server是基于Xen开发的，可以支持Windows、Linux和Solaris等不同操作系统，但有特权的Domain 0是由Solaris充当的。所以，xVM Server能充分利用Solaris的一些优秀特性，如ZFS、Dtrace、可预测性自我恢复等。xVM Server与Xen最大的区别就是它强大的监控和管理机制，可以通过一个AJAX制作的Web管理工具对各虚拟机进行远程管理，同时它也能被xVM Ops Center等虚拟化管理产品进行管理，这也使得xVM Server在竞争激烈的虚拟化市场中拥有不错的前景。
　　<script></script>