虛擬機管理程序是一種商品,那么我們該何去何從?
虛擬化物理計算機是公有云[注]和私有云[注]的中堅力量,使企業能夠優化硬件利用率、增強安全性、支持多租戶等。
早期的虛擬化方法主要基于模擬CPU,例如在基于PowerPC的Mac上的x86,使用戶能夠運行DOS和Windows。不僅需要模擬CPU,而且還要模擬硬件環境中的其他組件,包括圖形適配器、硬盤、網絡適配器、內存和接口。
在90年代末期時,VMware在虛擬化技術中有了重大突破,他們推出的技術可以讓大部分代碼直接在CPU上執行,而不需要被轉譯或模擬。
在VMware之前,運行在相同硬件的兩個或兩個以上的操作系統會互相干擾,因為他們會爭奪資源并試圖執行特權指令。VMware智能地攔截這些類型的指令,動態地重寫代碼,并存儲新的轉譯用于重復使用和快速執行。
總之,這些技術比以前的模擬器運行地更快,幫助定義了我們現在所知道的x86虛擬化,包括舊的“管理程序”大型機概念,這是讓IT創建和運行虛擬機的平臺。
關鍵變化
多年來,VMware及其專利統治著虛擬化領域。在服務器端,VMware的ESX在裸機上運行,它成為領先的第一類(或本機)管理程序。在客戶端,VMware Workstation在現有桌面操作系統內運行,它是第二類(或托管)管理程序。
虛擬化技術不只是針對開發人員或跨平臺軟件使用的技術,虛擬化是一個強大的技術,它通過將服務器放在可替代的虛擬化容器中,提高效率和可管理性。
多年來,涌現出一些有趣的開源項目,包括Xen和QEMU(快速模擬器)。這些都不像VMware那么快速和靈活,但它們為我們指明了一條發展道路,并且奠定了基礎。
大約在2005年,AMD和英特爾公司開發了新的處理器擴展到x86架構,為特權指令提供了硬件輔助。AMD和英特爾公司分別將其稱之為AMD-V和VT-x,這些擴展改變了格局,最終將服務器虛擬化帶到更多供應商。不久后,Xen利用這些新的擴展創建了硬件虛擬機(HVM),這種虛擬機使用QEMU的設備模擬,以及來自VT-x和AMD-V擴展的硬件輔助來支持專有操作系統,例如微軟Windows。
一家名為Qumranet的公司也開始將虛擬化基礎設施增加到Linux內核,被稱為基于內核的虛擬機(KVM),并開始使用QEMU設施來托管虛擬機。微軟最終也加入了這個領域,在2008年推出了Hyper-V。
一個新的行業誕生
當虛擬化最終變得“自由”,或者至少不需要昂貴的許可費就可以訪問,我們開始看到新用例的出現。具體來說,亞馬遜開始使用Xen平臺來出租其多余的計算能力給第三方客戶。通過其API,他們拉開了彈性云計算[注]革命的序幕,這意味著應用程序自身可以自我配置資源來滿足你工作負載。
現在,開源虛擬機管理程序已經日趨成熟,并且在云計算中普及。除了VMware之外,企業開始嘗試使用KVM或Xen管理程序的架構。這些嘗試并不是關于控制成本,更多地是關于利用云計算的彈性本質,以及這些開源替代品正在構建的標準。
未來:高性能彈性基礎設施
通過虛擬機管理程序的商品化,創新現在正專注于私有/公共云硬件架構以及圍繞它們的軟件生態系統:存儲架構、軟件定義網絡[注]、智能化和自主編排,以及應用程序API。
傳統服務器已經慢慢讓位給彈性的自定義云計算[注]應用程序,這些程序才是計算的未來,雖然在一段時間內這兩者會共存。
展望未來,IT部門對虛擬化商品化作出的反應可以分為以下幾類:
現狀:改變是很難的,一些企業會習慣于他們已經使用多年的解決方案。這意味著,他們需要面對已經20到25年之久的存儲和管理架構。這還意味著繼續支付管理程序許可費用,鎖定在專門針對傳統應用程序的虛擬化平臺,并且無法支持企業內部的彈性云計算應用程序。
公共云:這移除了管理你自己的基礎設施的負擔。然而,公共云可能不是運行傳統服務器應用程序的最佳位置,因為這些程序需要專門的資源和增強的安全性。此外,雖然公共云資源最初具有成本效益,但擴展規模的成本會讓內部資本投資看起來更具吸引力。
云框架:這包括工具包選項,例如OpenStack,這是針對云計算的優秀的開源框架。Rackspace等公司讓它可以擴展。然而,很少有IT公司能夠真正構建和管理OpenStack部署。
超級融合基礎設施:Nimboxx等公司正在提供交鑰匙解決方案,這些方案提供與框架和工作流程相同的彈性云優勢,以在單一模塊化設備中支持傳統應用程序。這些數據中心一體機允許公司從小規模開始,并逐漸向外擴展。它們還可以作為傳統應用程序和彈性云應用程序之間的橋梁。
當考慮超級融合基礎設施解決方案時,企業必須弄清楚“堆棧所有者”和“堆棧依賴者”之間的重要區別。堆棧依賴者是指,在虛擬機中運行以及位于另一個供應商的管理程序之上的解決方案。堆棧所有者是指,在裸機運行并自己構建整個堆棧的供應商。
下面是這些差異帶來的影響:
許可費用:堆棧所有者使用主要云服務提供商相同的開源管理程序(KVM或者Xen),企業無需支付昂貴的軟件許可費用。而堆棧依賴者通常為多個管理程序提供支持,而對開源版本只有有限的支持。
性能:堆棧所有者在裸機上運行,讓他們能夠對存儲和計算的硬件資源進行直接控制。堆棧依賴者在虛擬機中運行,這意味著每個I/O操作遵循低效率路徑。堆棧依賴者宣稱從三節點急群眾有16000 IOPS,而堆棧所有者可以從單個節點提供18萬 IOPS。
簡單性:堆棧所有者從單一窗格管理整個終端到終端基礎設施,在私有企業內部解決方案中提供公共云的體驗。而堆棧依賴者減輕了一些存儲管理復雜性,但總體而言,系統和虛擬機管理仍然需要從多個界面的多個應用程序進行管理。
安全性:堆棧所有者對硬件的各個方面有著直接控制權,并可以支持靜態數據加密等技術。堆棧依賴者缺乏這種控制,因為它們運行在虛擬機內。其設計中的固有因素是在堆棧啟動前需要其他東西,例如管理程序,這阻礙了它們包含數據集敏感部分的能力。
軟件定義:堆棧所有者擁有一切,這意味著軟件定義任何事物都是可能的,包括實時自我學習系統,可以根據需求提高或減少資源,以及重新分配工作負載。堆棧依賴者只是擁有存儲池。
真正的突破在于,讓這些復雜的技術可供企業使用,以及小型企業。下一代類似VMware的公司將會是在簡單的、易于部署、易于擴展和高性能產品中提供真正彈性私有云[注]的優勢,同時支持傳統工作負載的供應商