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计算和存储虚拟化的前世今生(1)
作者: 存储咚咚呛 2014-12-02 12:45 【watchstor.com】

摘要:虚拟化是个古老而又不失新潮的技术领域,这么多年来,其不断地被赋予全新的含义。而计算、存储、网络这三大领域,也都有了各自的虚拟化技术。其中,存储虚拟化的概念和技术更具多样性。那么存储系统都有哪些值得研究的虚拟化技术呢?本文将尝试从不同的角度和层次来向大家全面介绍一下计算和存储的虚拟化技术。

虚拟化迈出的第一步:服务器虚拟化

虚拟化这个词经常出现在各类文章和文档中。人们一般是从虚拟机技术开始逐渐了解虚拟化的。虚拟机技术很早便出现在大型主机中,由于大型主机的系统规模较大,所以有必要对资源做分区处理于是产生了硬分区,也就是从底层芯片和电路级别将系统内的CPU内存以及IO资源隔离开来,从而形成多个互相独立的子系统,每个子系统运行各自的OS。但是整个大系统作为一个整体进行管理。

目前,IBM Power系列主机并未支持硬分区,其使用的PowerVM方案属于软虚拟化,富士通基于SPARC的小型机依然支持硬分区。一些基于x86体系的高端服务器可通过QPI支持这种硬分区。硬分区是服务器虚拟化的硬件实现最初形态。其好处是没有性能损失,缺点是不够灵活,分配粒度为芯片级,而做不到核心或者更细粒度。后来这些机器巨头厂商比如IBM、HP、富士通等,在提供硬分区的基础上,又提供了软件模拟的虚拟化,将系统资源做了更细粒度的虚拟,这也就是x86平台下的众多虚拟机解决方案所使用的方法。而最近兴起的Linux Container、Docker等轻量级资源虚拟化方案,获得了广泛欢迎。

传统的基于Hypervisor+硬件指令加速(比如Intel VT以及AMD IOMMU技术)的虚拟机方案,过于厚重,同一台物理机要运行多个OS实例,产生了极大的代码执行效率的降低和存储空间的浪费。

其实操作系统本身的责任本来就是将硬件资源虚拟成各种接口和服务,提供给应用程序使用,CPU提供了多线程、TLB加速硬件等等,就是为了充分满足OS进程管理的需要,而每个进程,就是一个应用,多个应用共享同一台物理机,靠时钟中断来让CPU轮询执行,这已经足够平均了,而且每个进程的地址空间也都是虚拟的。其一个重要的不安全的因素就是黑客可以通过注入驱动程序来获取Ring0权限从而影响甚至控制任意进程。

虚拟机方案同样有这个问题,只不过触犯几率更低而已,比如bluepill等病毒,一样可以让虚拟机的安全壁垒荡然无存。而如今比较火的LXC和Docker轻量级思路的回归,是将来的一大趋势。


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标签:存储虚拟化 

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