虚拟化(Virtualization)是一个广义的术语,简单来说,是指计算机相关模块在虚拟 的基础上而不是真实的独立的物理硬件基础上运行,这种把有限的固定的资源根据 不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路,从而实现简化管理,优化资源等 目的的解决方案,就叫做虚拟化技术。

虚拟化技术并非近期才出现的技术,其雏形随着计算机产业的技术变迁而不断成熟, 主要经历了以下过程:

虚拟化技术的萌芽。

上世纪 60 年代开始,美国的计算机学术界就有了虚拟技术思想的萌芽。

1959 年克里斯托弗发表了一篇学术报告,名为《大型高速计算机中的时间共享》,他在文中提出了虚拟化的基本概念,这篇文章也被认为是虚拟化技术的最早论述。

虚拟化技术在大型机上的实现。

1972 年,IBM 发布用于创建灵活大型主机的虚拟机(VM)技术,该技术可根据动态的需求快速而有效地使用各种资源。一批 新的拥有虚拟化功能的产品涌现了出来,这些机器在当时都具有虚拟机功能, 通过一种叫 VMM(虚拟机监控器)的技术在物理硬件之上生成了很多可以运行 独立操作系统软件的虚拟机实例。

虚拟化技术在小型机上的实现。

在 20 世纪 80 年代和 90 年代,由于客户端-服务器应用程序以及价格低廉的 x86 服务器和台式机组成了分散的计算机架构, 大型机上的虚拟化技术处于停滞不前的状态。

由于虚拟化技术技术在商业应用 上的优势,RISC 服务器与小型机成为了虚拟化技术第二代受益者。IBM 公司在AS/400 上提出了上逻辑分区(LPAR)技术和新的高可用性集群解决方案。

在POWER 管理程序上运行的 AS/400LPAR 令单台服务器工作起来如同 12 个独立的 服务器。随后这项技术还应用在了 IBM RS/6000 服务器(后来的 pSeries 服务器)上。

虚拟化技术的商业化

20 世纪 90 年代 Windows 的广泛使用以及 Linux 作为服务器操作系统的出现奠 定了 x86 服务器的行业标准地位。x86 服务器和桌面部署的增长带来了新的 IT 基 础架构和运作难题。

这些难题包括:�8�5基础架构利用率低: 根据市场调研公司美国国际数据集团 (International DataCorporation, IDC) 的报告,典型的 x86 服务器部署平均达到的利用率仅为总 容量的10% 到 15%。组织通常在每台服务器上运行一个应用程序,以避免出 现一个应用程序中的漏洞影响同一服务器上其他应用程序的可用性的风险。

物理基础架构成本日益攀升:为支持不断增长的物理基础架构而需要的运营成 本稳步攀升。大多数计算基础架构都必须时刻保持运行,因此耗电量、制冷和 设施成本不随利用率水平而变化。

IT 管理成本不断攀升:随着计算环境日益复杂,基础架构管理人员所需的专业 教育水平和经验以及此类人员的相关成本也随之增加。组织在与服务器维护相 关的手动任务方面花费过多的时间和资源,因而也需要更多的人员来完成这些 任务。

故障切换和灾难保护不足:关键服务器应用程序停机和关键最终用户桌面不可 访问对组织造成的影响越来越大。安全攻击、自然灾害、流行疾病以及恐怖主 义的威胁使得对桌面和服务器进行业务连续性规划显得更为重要。

最终用户桌面的维护成本高昂:企业桌面的管理和保护带来了许多难题。在不 影响用户有效工作的能力的情况下控制分布式桌面环境并强制实施管理、访问 和安全策略,实现起来十分复杂且成本高昂。必须不断地对桌面环境应用数目 众多的修补程序和升级以消除安全漏洞。

在早期,由于 x86 计算机性能的低下和推广程度有限,以上问题并未突出。随着技 术的发展,以上矛盾日益尖锐,基于 x86 体系结构的计算机开始出现了 20 世纪 60年代大型机经历过的同样问题:缺乏灵活性和未得到充分利用以及上述提到的一系 列问题。

针对以上问题, VMware 公司在 1999 年推出了针对 x86 系统的虚拟化技术,旨在 解决上述很多难题,并将 x86 系统转变成通用的共享硬件基础架构,以便使应用程 序环境在完全隔离、移动性和操作系统方面有选择的空间。VMware 公司真正将虚 拟化技术商业化,其多款虚拟化套件成为企业用户有较强付费意愿的产品,且公司 于 2007 年 8 月在美国完成了 IPO,成为当时最热门的技术公司 IPO 之一。

实现虚拟化的技术路线虚拟化技术在不断地技术进化和用户反馈中,根据不同的需求走出了不同的路线。

 目前市场上主流的虚拟化技术主要分为以下三种:

虚拟化已成 IT 基础建设的必备选项

随着虚拟化技术的日臻成熟,越来越多的企业 IT 用户开始接受并大范围使用细腻化 产品,并有了较高的付费意愿。和传统 IT 资源分配的应用方式相比,虚拟化有以下 优势:

虚拟化技术可以大大提高资源的利用率。为了达到资源的最大利用,虚拟化把 一个硬件虚拟成多个硬件,这里的一个硬件指的不是一个个体,而是有多个个 体组成的一组资源,例如可以将多个硬盘组成阵列,将多个硬盘视为计算机的 硬盘部分。用户将许多资源组成一个庞大的、计算能力十分巨大的“巨型计算 机”,再将这个巨型计算机虚拟成多个独立的系统,这些系统相互独立,但共享 资源,这就是虚拟化的精髓。传统的 IT 企业为每一项业务应用部署一台单独的 服务器,服务器的规模通常是针对峰值配置,服务器规模(处理能力)远远大 于服务器的平均负载,服务器在大部分时间处于空闲状态,资源得不到最大利 用。虚拟化技术能够动态调用空闲资源,减小服务器规模,提高资源利用率

提供相互隔离、安全、高效的应用执行环境。用户可以在一台计算机上模拟多 个系统,多个不同的操作系统,虚拟系统下的各个子系统相互独立,即使一个 子系统遭受攻击而崩溃,也不会对其他系统造成影响,而且,在使用备份机制 后,子系统可以被快速的恢复。同时,应用执行环境简单易行,大大提高了工 作效率,降低总体投资成本。

采用虚拟化技术后,虚拟化系统能够方便的管理和升级资源。传统的 IT 服务器 资源是硬件相对独立的个体,对每一个资源都要进行相应的维护和升级,会耗 费企业大量的人力和物力,虚拟化系统将资源整合,在管理上十分方便,在升 级时只需添加动作,避开传统企业进行容量规划、定制服务器、安装硬件等工

作,提高了工作效率。

虚拟化市场客户分布

2015 年,按照行业用户对服务器虚拟化的相关投资额计算,中国服务器虚拟化市场

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以互联网、金融、电信、政府等行业所占比例最高。

互联网行业整体行业需求增速较快,且需要及时应变的响应能力,因而大多采用廉 价的 x86 集群解决方案,高效且易扩展。虽然他们在商业虚拟化产品上的采购开支 较少,但是其内部往往维持一个较强的团队进行虚拟化技术的研发和部署。从百度 阿里这样的巨头到一些中型规模的互联网公司,其内部的业务均运行在虚拟化架构 之上,虚拟化技术已经成为支撑其 IT 架构的核心技术。

电信行业也正在逐步利用服务器虚拟化技术将自身的数据中心进行资源池化,以对 外提供公有云服务。例如中国电信在全国部署“6+2”资源池,为天翼云和其他数据 中心用户提供公有云或者混合云服务。随着云增值服务的深入,电信行业在虚拟化 上的投入会继续保持增长。

金融机构的核心业务往往运行在价格高昂的小型机、大型机上,其稳定性是第一考 量。然而随着金融业务的不断演变,尤其是互联网金融的普及,金融机构也在尝试 将不能层次的业务部署到虚拟机上,以节省 IT 开支,提高运行效率。金融机构对稳 定性要求较高,使得他们对成熟的商业闭源虚拟化产品及方案比较青睐。

虚拟化市场竞争格局

计世资讯研究表明,2015 年,VMware 仍然是服务器虚拟化市场的领导者,占据近 一半的市场份额。但是近年来由于国产虚拟化厂商异军突起,VMware 的市场份额 受到一定冲击。

华三和华为分别以 13.8%和 11.0%的市场份额占据第二和第三位,成为国产虚拟化 软件两大领导品牌。

排在第四和第五位的是微软和 Citrix。微软借助 Windows Server 操作系统的布局,Hyper-V 在市场上的影响力在不断增强;而 Citrix 近年来将重心集中在桌面虚拟化 以及应用程序交付等业务层面上,不再与 VMware 等厂商在服务器虚拟化市场进行

正面较量,市场份额在不断缩小。

而红帽和 Oracle 凭借在开源操作系统和数据库等领域的市场拓展,也占据着一定 的市场份额,但比例较小。

海外厂商依然占据高端市场份额

目前在高端的服务器虚拟机市场,以 VMware 和微软为代表的两家公司产品依然占 据了绝大多数份额。这两家公司在虚拟化技术研发的技术实力和客户生态上都具有 较大的全球优势。

VMware

VMware(纽约证交所代码:VMW)是虚拟化和云计算基础架构领域处于全球领先 地位的公司。VMware 使企业可以采用能够解决其独有业务难题的云计算模式。VMware 拥有 400,000 多家客户和 55,000 多家合作伙伴,它的解决方案可帮助各 种规模的组织降低成本、提高业务灵活性并确保选择自由。VMware 可说是虚拟化界 的微软,更是全世界第三大软件公司,Fortune 100 的企业中 100%都使用 VMware 产 品,而 Fortune 500 大企业有 98%都使用 VMware,可见其影响力。

微软

微软在本世纪初就察觉到虚拟机的重要性,因此也收购了当时唯一能和 VMware 抗 衡的 Virtual PC。在工作站级虚拟机逐渐成熟,再加上竞争对手 VMware 在企业领域 屡有佳作,微软体会到虚拟机无可避免将走入企业,因此在 2005 年即开始计划原生 架构的产品。

前,基于国产核心器件的 网络设备主要以银河风云、仰联信通为代表,已形成了从低端路由交换设备到 高端路由交换设备的较为完整的网络产品系列,基本具备替代思科等国外网络 设备的能力。

操作系统、数据库、中间件、办公套件等基础软件发展相对成熟。操作系统以 麒麟操作系统为代表,数据库以神通、达梦及人大金仓等为代表,中间件以中 创、金蝶和东方通等为代表,办公套件以 WPS Office、中标普华 Office、永中Office 等为代表。

云计算技术发展迅速,已逐步具备完全国产化的能力。华为、浪潮、国防科学 技术大学等都拥有自主知识产权的云操作系统,其中华为的云操作系统FusionSphere、国防科学技术大学的麒麟云都是完全自主知识产权的云操作系统, 全面支持国产平台。

物联网、大数据、移动互联网等技术正加速发展,部分技术已具备国产替代能力。

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