虛擬化：我們?nèi)绾慰礆v史和現(xiàn)狀

作者：北極熊 2018-01-23 09:20:34
云計(jì)算
虛擬化 虛擬內(nèi)存的概念在二十世紀(jì)六十年代也得到了迅速的發(fā)展，并不遜色于虛擬機(jī)的概念。大型機(jī)時(shí)代的特點(diǎn)是磁芯內(nèi)存成本非常高，一個(gè)內(nèi)存超過(guò)一兆字節(jié)的大型機(jī)通常在20世紀(jì)70年代才是一個(gè)罕見(jiàn)的現(xiàn)象。

目前創(chuàng)新互聯(lián)公司已為上千的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、虛擬空間、綿陽(yáng)服務(wù)器托管、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、鎮(zhèn)寧網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶(hù)導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶(hù)和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長(zhǎng)，共同發(fā)展。

這封致敬虛擬化的書(shū)信探討了從20世紀(jì)60年代到今天的歷史，考察了一些當(dāng)前流行的IT趨勢(shì)，并考慮了虛擬化造成的影響。

虛擬化的重要性和應(yīng)用遠(yuǎn)不止于虛擬機(jī)。

信息技術(shù)在過(guò)去60年的發(fā)展沒(méi)有像虛擬化那么有價(jià)值。許多IT專(zhuān)業(yè)人士都認(rèn)為虛擬化是虛擬機(jī)（VM）和相關(guān)的虛擬機(jī)管理程序和操作系統(tǒng)方面的虛擬化，但這只是冰山一角。日益廣泛的技術(shù)，戰(zhàn)略和虛擬化能力重新定義了全球各個(gè)組織的IT關(guān)鍵要素。

虛擬化的定義

考慮到廣義上的虛擬化的定義，我們可以說(shuō)，這是如何將一個(gè)在軟件中模擬或仿真的對(duì)象或資源轉(zhuǎn)換成一個(gè)功能相同的物理實(shí)現(xiàn)對(duì)象的科學(xué)。

換句話(huà)說(shuō)，我們使用抽象來(lái)使軟件看起來(lái)像硬件一樣，在靈活性，成本，可伸縮性，整體性能，性能和廣泛的應(yīng)用方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。因此，虛擬化通過(guò)使用軟件功能的靈活性，便利性和服務(wù)來(lái)取代軟件中的類(lèi)似實(shí)現(xiàn)，從而真正實(shí)現(xiàn)了真正的功能。

虛擬機(jī)（VM）

虛擬機(jī)時(shí)代的歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代的少數(shù)主機(jī)，主要來(lái)自IBM 360/67，后來(lái)在20世紀(jì)70年代在大型機(jī)世界變得常見(jiàn)。隨著1985年英特爾386的問(wèn)世，虛擬機(jī)在微處理器中占據(jù)了自己的位置，微處理器是個(gè)人電腦的核心。嵌入微處理器的虛擬機(jī)的現(xiàn)代功能，在虛擬機(jī)管理程序的幫助下以及在操作系統(tǒng)級(jí)別上的實(shí)現(xiàn)都具有必要的硬件支持，這對(duì)于計(jì)算性能是重要的，這對(duì)于捕獲機(jī)器周期是非常重要的。

虛擬機(jī)還提供額外的安全性，完整性和便利性，因?yàn)樗鼈儾恍枰蟮挠?jì)算成本。此外，還可以通過(guò)為解釋器（例如Java虛擬機(jī)）添加仿真器功能，甚至完全仿真器的功能來(lái)擴(kuò)展虛擬機(jī)的功能。

在MacOS下運(yùn)行Windows？容易。在你的現(xiàn)代PC與Windows使用Code Commodore 64？沒(méi)問(wèn)題。

最主要的是運(yùn)行在虛擬機(jī)上的軟件不知道這個(gè)事實(shí)。即使是最初設(shè)計(jì)用于裸機(jī)的客戶(hù)操作系統(tǒng)，也認(rèn)為這是它的“硬件”平臺(tái)。這是虛擬化本身最重要的元素：基于API和協(xié)議提供的隔離實(shí)施信息系統(tǒng)。

事實(shí)上，我們可以把虛擬化的根源追溯到分時(shí)制的時(shí)代，這個(gè)時(shí)代也開(kāi)始出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代末期。當(dāng)時(shí)，大型機(jī)當(dāng)然不是便攜式的，所以撥號(hào)和租用電話(huà)線(xiàn)路的質(zhì)量和可用性迅速提高，以及改進(jìn)的調(diào)制解調(diào)器技術(shù)使主機(jī)作為終端（通常是字母數(shù)字）虛擬存在。事實(shí)上，虛擬機(jī)器：由于技術(shù)的進(jìn)步和微處理器的經(jīng)濟(jì)性，這種計(jì)算過(guò)程的模型直接導(dǎo)致個(gè)人計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)80年代的創(chuàng)造，除了通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之外，本地網(wǎng)絡(luò)，最終代表了連續(xù)訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的可能性。

虛擬內(nèi)存

虛擬內(nèi)存的概念在二十世紀(jì)六十年代也得到了迅速的發(fā)展，并不遜色于虛擬機(jī)的概念。大型機(jī)時(shí)代的特點(diǎn)是磁芯內(nèi)存成本非常高，一個(gè)內(nèi)存超過(guò)一兆字節(jié)的大型機(jī)通常在20世紀(jì)70年代才是一個(gè)罕見(jiàn)的現(xiàn)象。與虛擬機(jī)一樣，虛擬內(nèi)存通過(guò)對(duì)硬件和指令集的相對(duì)較小的增加而被激活，以包括通常被稱(chēng)為段和/或頁(yè)的存儲(chǔ)器的部分，用于寫(xiě)入到輔助存儲(chǔ)器，并且用于在這些塊中動(dòng)態(tài)地因?yàn)樗鼈兪菑拇疟P(pán)上卸載的。

例如，IBM 360/67上的一個(gè)真實(shí)兆字節(jié)的RAM可以支持計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中包含的全部24位地址空間（16 MB），并且通過(guò)適當(dāng)?shù)膶?shí)施，每個(gè)虛擬機(jī)可以擁有自己的一整套虛擬內(nèi)存。作為這些創(chuàng)新的結(jié)果，為一個(gè)程序或操作系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的硬件即使具有不同的操作系統(tǒng)，或者所需的內(nèi)存量超過(guò)實(shí)際帶寬，也可以由多個(gè)用戶(hù)共享。像虛擬機(jī)這樣的虛擬內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)非常多：用戶(hù)和應(yīng)用程序的劃分，安全性和數(shù)據(jù)完整性的提高以及RoI的顯著改善。聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)熟？

虛擬桌面

在對(duì)機(jī)器和內(nèi)存進(jìn)行虛擬化以及將其引入便宜的微處理器和個(gè)人電腦之后，下一步就是桌面虛擬化，并因此提供單用戶(hù)和共享應(yīng)用程序。再一次，我們需要回到上述的分時(shí)模式，但是在這種情況下，我們?cè)诜?wù)器上模擬PC桌面，客戶(hù)端專(zhuān)用軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接去除圖形和其他用戶(hù)界面元素，通常通過(guò)廉價(jià)，易于管理和安全的瘦客戶(hù)端設(shè)備。目前，每個(gè)領(lǐng)先的操作系統(tǒng)都以各種形式支持這種功能，包括VDI，X Windows系統(tǒng)以及非常流行的（和免費(fèi)的）VNC等附加的硬件和軟件產(chǎn)品。

虛擬存儲(chǔ)

今天非常流行的下一個(gè)重大成就是云中處理器，存儲(chǔ)和應(yīng)用程序的虛擬化，即隨時(shí)可以抽出必要的資源的能力，并通過(guò)IT人員很少或沒(méi)有努力來(lái)建設(shè)能力。物理空間的節(jié)約，資本成本，維護(hù)，故障停機(jī)時(shí)間，耗時(shí)的故障排除，嚴(yán)重的性能和關(guān)閉問(wèn)題以及許多額外的成本實(shí)際上可以通過(guò)存儲(chǔ)在云中的服務(wù)解決方案得到回報(bào)。例如，存儲(chǔ)虛擬化在這種情況下可以提供很多機(jī)會(huì)。

由于有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)傳輸速率為1 Gbit / s及以上，云存儲(chǔ)（不僅作為備份而且作為主存儲(chǔ)器）的普遍引入將成為更為普遍的現(xiàn)象。此功能已經(jīng)在以太網(wǎng)，802.11ac Wi-Fi和最令人期待的高速網(wǎng)絡(luò)之一--5G中實(shí)現(xiàn) - 目前在許多國(guó)家正在進(jìn)行測(cè)試。

虛擬網(wǎng)絡(luò)

即使在網(wǎng)絡(luò)世界中，虛擬化的概念正變得越來(lái)越流行，“網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)”（NaaS）技術(shù)現(xiàn)在在很多情況下是一個(gè)很有希望和非常受歡迎的選擇。這種趨勢(shì)只會(huì)由于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）的進(jìn)一步推廣而得到普及，至少必將成為運(yùn)營(yíng)商和運(yùn)營(yíng)商尤其是移動(dòng)通信領(lǐng)域最感興趣的對(duì)象。值得注意的是，網(wǎng)絡(luò)虛擬化為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供了擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，增加帶寬，從而增加其服務(wù)對(duì)企業(yè)客戶(hù)的價(jià)值和吸引力的真實(shí)機(jī)會(huì)。未來(lái)幾年，越來(lái)越多的組織可能會(huì)單獨(dú)使用NFV，甚至在混合網(wǎng)絡(luò)（又是客戶(hù)的吸引力因素）中使用NFV。同時(shí)，VLAN（802.1Q）和虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)（VPN）對(duì)于使用現(xiàn)代虛擬化的方法做出了巨大的貢獻(xiàn)。

虛擬化降低成本

即使考慮到虛擬化所能提供的各種重要的功能性解決方案，對(duì)大型虛擬化功能的經(jīng)濟(jì)評(píng)估仍然走在了前列。基于云服務(wù)的快速發(fā)展的商業(yè)模式的競(jìng)爭(zhēng)力意味著承包組織每天承擔(dān)的傳統(tǒng)的耗時(shí)運(yùn)營(yíng)成本將會(huì)下降，因?yàn)榉?wù)提供商根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)制定新的提議，這將大大節(jié)省成本金錢(qián)，并且由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而向最終用戶(hù)提供較低的價(jià)格。

有了它，通過(guò)使用多個(gè)云服務(wù)提供商在完全冗余或熱備份模式下提高可靠性和容錯(cuò)性，這實(shí)際上消除了單點(diǎn)故障的可能性。正如你所看到的，IT領(lǐng)域資本支出的許多成本要素都轉(zhuǎn)移到了運(yùn)營(yíng)支出中。大部分資金不是用來(lái)增加組織的設(shè)備，能力建設(shè)和人員，服務(wù)提供者的數(shù)量。同樣，由于現(xiàn)代微處理器的功能，系統(tǒng)和架構(gòu)解決方案的改進(jìn)，以及本地網(wǎng)絡(luò)和WAN（包括無(wú)線(xiàn)）網(wǎng)絡(luò)性能的急劇提高，

虛擬化本身并不是一個(gè)范式轉(zhuǎn)變，雖然它經(jīng)常被描述為這樣。

如上所述，任何形式的虛擬化的意義在于允許IT流程在大量功能的幫助下更加靈活，高效，方便和高效。

基于IT中大多數(shù)云服務(wù)的虛擬化戰(zhàn)略，人們可以說(shuō)虛擬化是迄今為止最好的解決方案，作為具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的運(yùn)營(yíng)模式的替代方案，這將使得使用傳統(tǒng)的工作方法成為不可能。

虛擬化在這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，是由于IT運(yùn)營(yíng)模式的重大經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，源于信息技術(shù)商業(yè)化的開(kāi)始。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的曙光之時(shí)，我們的興趣集中在昂貴且經(jīng)常超載的硬件元素上，比如大型機(jī)。他們巨大的成本和動(dòng)機(jī)的虛擬化的第一次嘗試，這在上面描述。

隨著硬件變得越來(lái)越便宜，功能越來(lái)越強(qiáng)大，使用起來(lái)越來(lái)越方便，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了從PC到瀏覽器等幾乎標(biāo)準(zhǔn)化和虛擬化環(huán)境中運(yùn)行的應(yīng)用程序。

這一演變的結(jié)果是我們現(xiàn)在看到的。由于計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)是IT的骨干，我們將注意力轉(zhuǎn)向處理信息以及隨時(shí)隨地提供信息的能力。這種“非洲中心” - 移動(dòng)和無(wú)線(xiàn)時(shí)代的人心如意的演變，因此，終端用戶(hù)可以隨時(shí)隨地獲取這些信息并隨時(shí)隨地獲取。

最初考慮如何通過(guò)一個(gè)緩慢且非常昂貴的大型機(jī)來(lái)更高效地工作，所有事情都已經(jīng)導(dǎo)致現(xiàn)在虛擬化正在成為IT領(lǐng)域整個(gè)未來(lái)的主要策略。IT創(chuàng)新沒(méi)有像虛擬化那樣產(chǎn)生如此巨大的影響，而且隨著向云虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)的過(guò)渡，我們實(shí)際上只是開(kāi)始走向全球化的道路。

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