虛擬化概述：模式的觀點

虛擬化以各種形式存在已經有 30 多年的時間了。例如，虛擬機和虛擬內存就是這樣建立的，我們通常已經不再過多地考慮這個問題了 —— 它們只是 IT 基礎設施中的一部分而已。目前大家對虛擬化有了全新的興趣，因為將它應用到新環境中時可以提供一些相當多的實際好處。當 Gartner Inc. 對將在未來 18 - 36 個月內提供價值的 10 種頂尖新興技術進行預測時，虛擬化技術在這個 名單 中名列榜首。本文將利用一些常見的模式介紹一些基本的虛擬化概念。

什么是虛擬化？

虛擬化（Virtualization）對于不同的人來說可能意味著不同的東西，這要取決與他們所從事的工作領域的環境。通用的解釋是它包含許多使服務器得到加強的虛擬機。有經驗的程序員可能還記得，曾有一段時間他們擔心是否有可用內存來存放自己的程序指令和數據。現在最基本的操作系統提供了虛擬內存的功能，這樣程序員就不用再考慮這個問題了。IBM？ 對大型機使用的 VM 可以允許多個用戶和應用程序共享同一臺機器，相互之間不會產生任何干擾。我們發現在很多計算平臺上都實現了這種概念，或者通過軟件來提供這種概念。

然而，虛擬化技術的內涵遠遠不止于虛擬內存和虛擬服務器。目前，我們已經有了網絡虛擬化、微處理器虛擬化、文件虛擬化和存儲虛擬化等技術。如果我們在一個更廣泛的環境中或從更高級的抽象（如任務負載虛擬化和信息虛擬化）來思考虛擬化技術，虛擬化技術就變成了一個非常強大的概念，可以為最終用戶、應用程序和企業提供很多優點。

虛擬化技術有很多定義，下面就給出了一些這樣的定義。然而，對于本文的討論來說，IBM 給出的簡潔定義以及資源的邏輯表示形式的概念都可以用來作為不同的虛擬模式的示例。

"虛擬化是以某種用戶和應用程序都可以很容易從中獲益的方式來表示計算機資源的過程，而不是根據這些資源的實現、地理位置或物理包裝的專有方式來表示它們。換句話說，它為數據、計算能力、存儲資源以及其他資源提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖。" —— Jonathan Eunice， Illuminata Inc.

"虛擬化是表示計算機資源的邏輯組（或子集）的過程，這樣就可以用從原始配置中獲益的方式訪問它們。這種資源的新虛擬視圖并不受實現、地理位置或底層資源的物理配置的限制。" —— Wikipedia

"虛擬化：對一組類似資源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過一種通用的方式來查看并維護資源。" —— Open Grid Services Architecture Glossary of Terms

“虛擬化是資源的邏輯表示，它不受物理限制的約束。”—— IBM 公司

為什么要進行虛擬化？

虛擬化的主要目的是對 IT 基礎設施進行簡化。它可以簡化對資源以及對資源管理的訪問。

消費者可以是一名最終用戶、應用程序、訪問資源或與資源進行交互的服務。資源是一個提供一定功能的實現，它可以基于標準的接口接受輸入和提供輸出。資源可以是硬件，例如服務器、磁盤、網絡、儀器；也可以是軟件，例如 Web 服務。

消費者通過受虛擬資源支持的標準接口對資源進行訪問。使用標準接口，可以在 IT 基礎設施發生變化時將對消費者的破壞降到最低。例如，最終用戶可以重用這些技巧，因為他們與虛擬資源進行交互的方式并沒有發生變化，即使底層物理資源或實現已經發生了變化，他們也不會受到影響。另外，應用程序也不需要進行升級或應用補丁，因為標準接口并沒有發生變化。

IT 基礎設施的總體管理也可以得到簡化，因為虛擬化降低了消費者與資源之間的耦合程度。因此，消費者并不依賴于資源的特定實現。利用這種松耦合關系，管理員可以在保證管理工作對消費者產生最少影響的基礎上實現對 IT 基礎設施的管理。管理操作可以手工完成，也可以半自動地完成，或者通過服務級協定（SLA）驅動來自動完成。

在這個基礎上，網格計算可以廣泛地利用虛擬化技術。網格計算可以對 IT 基礎設施進行虛擬化。它處理 IT 基礎設施的共享和管理，動態提供符合用戶和應用程序需求的資源，同時還將提供對基礎設施的簡化訪問。

虛擬化是如何工作的？

虛擬化可以通過很多方法來證實。它不是一個單獨的實體，而是一組模式和技術的集合，這些技術提供了支持資源的邏輯表示所需的功能，以及通過標準接口將其呈現給這些資源的消費者所需的功能。這些模式本身都是前面介紹過的各種不同虛擬形式的重復出現。

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