在過去的十年，從搜索引擎到社交網絡再到SaaS，虛擬化已經成為軟件的每一項主要趨勢背后的關鍵驅動力。事實上，如果沒有虛擬化所帶來的服務器利用率的提升和相關成本的節約，那么，我們所使用的大多數的應用程序以及我們今天所知道的云計算均是不可能實現的。
但現在，新的云架構正在重塑整個數據中心。據我們所知，虛擬化已然無法再跟上這一趨勢。
隨著數據中心轉型，虛擬化背后的核心：即把一臺大型的、昂貴的服務器劃分為多臺虛擬機理念已然有了不同的含義。相反，并非分配個別服務器的資源，大量的服務器被合并為一個倉庫規模的“電腦”(雖然還是虛擬的!)，以運行高度分布式的應用程序。
每一家IT企業和開發商都將受到這些變化的影響，尤其是隨著規?；瘮U展需求的增加，以及應用程序每天都在變得越來越復雜。那么，對于那些已經投資于當前模式虛擬化的企業而言，要如何理解這一轉變呢?其背后的推動因素是什么?下一步的發展方向又是如何呢?
過去和現在的虛擬化
也許適應業界現如今正在發生的變化的最好的方法便是走在變化之前——成為引導這些轉型變化的領頭羊。
這樣的故事案例在大型主機時代就已經開始了。早在20世紀60和70年代，IBM公司需要一種方法以便能夠在新一代的硬件上支持其舊版本的軟件，并將其強大的計算機從在一個時間段內只能運行一款程序的批處理系統變為一個能夠支持多個用戶和應用程序的互動式系統。彼時，IBM的工程師們提出了一個“虛擬機”的概念，作為能夠讓多款應用程序和用戶能夠共享服務器資源和基本時間系統的一種方式，同時還能夠保持兼容性。
這種方法無疑在彼時大大穩固了IBM作為主機計算市場領導者的霸主地位。
而到了21世紀初，一個新的問題應運而生了。企業所面對的是充滿了昂貴的服務器的數據中心，但這些服務器的利用率則非常低。此外，由于摩爾定律，處理器時鐘速度每18個月翻了一番，而處理器已然發展到了多核處理器——但軟件堆棧無法有效地利用新的處理器和所有這些內核。
解決方案再次采用了一種虛擬化的形式。VMware公司彼時還仍是一家來自斯坦福大學的初創型企業，通過允許企業用戶將他們的多款應用程序打包到一臺單一的服務器中，從而使得企業用戶能夠極大地提高服務器的利用率。通過兼容所有的軟件(包括舊的和新的)，VMware還之間橋接彌補了軟件棧和現代多核處理器之間的差距。最后，VMware使得Windows和Linux虛擬機得以在同一臺物理主機上運行——而無需在同一數據中心內分配單獨的物理服務器集群。
因此，虛擬化在每一家企業的數據中心建立了束縛。
但到了2000年代后期，我們又迎來了一次全新的技術革命，諸如像谷歌和Facebook這樣的公司開始成長起來。面臨著為數十億用戶提供實時服務的前所未有的挑戰，這些互聯網巨頭們很快意識到，他們需要建立定制化的數據中心，將硬件和軟件棧聚集到數千臺服務器，并取代更大型，更昂貴的單片系統。
這些更小更便宜的服務器缺乏計算能力，而復雜的軟件將這些服務器整合到一起建立一個大規模分布式計算基礎設施。數據中心的形狀發生了改變。其可能是由商品化的部件組成，但這所導致的結果仍然是使得相關多使用最先進技術的傳統數據中心更加強大。Linux成為這些超大規模數據中心操作系統的首選，并在DevOps領域成為管理開發和運營的一種方式，虛擬化也就失去了其核心價值主張之一：在同一物理服務器上同時運行不同的“客戶”操作系統的功能(即Linux和Windows)。
微服務作為主要驅動力
但是，推動虛擬化聚集的最有趣的變化是在應用程序方面，其通過一個新的軟件設計模式：被稱為微服務(Microservices)架構。不是單一應用程序，現在我們的分布式應用程序是由許多小的，獨立的進程組成，通過語言無關(language-agnostic)的協議 (HTTP/REST, AMQP)交流。這些服務是小而高度解耦的，他們專注于執行一個小的任務。
基于一些原因，微服務迅速成為設計模式的選擇。
首先，微服務有快速的周期時間。舊的軟件開發模式每隔好幾個月才發布一款應用程序，這對互聯網公司而言太慢了，他們需要在一個星期內多次部署新版本——甚至需要在單獨的一天內就響應參與指標或類似的事件。而由于其高度變化的成本單一應用程序顯然不適合這種靈活敏捷性。
其次，微服務允許應用程序選擇組件的規模比例。一款應用程序對于不同組建的比例需求通常是不同的，而微服務讓互聯網公司能夠按照其實際需求進行相應的功能縮放。另一方面，較舊的應用程序是極其低效的。通常情況下，唯一的辦法就是克隆整個應用程序。
第三，微服務支持平臺無關(platform-agnostic)的開發。由于微服務通過跨語言無關的協議通信，一款應用程序可以在不同的平臺運行(Java，PHP和Ruby，Node，Go，Erlang等)而沒有任何問題，從而得以受益于微服務上每個平臺的優勢。而這如果要在單片應用框架來實現(如果不是不切實際的話)要更為困難。
提供微服務
在虛擬機的世界，微服務架構的承諾仍然未能實現。為了滿足規?；瘮U展和成本的需求，微服務既需要較輕的碳足跡和快如閃電的啟動時間，因此數百臺微服務可以在一臺物理機器上運行，并發送即時的通知。虛擬機缺乏這兩種特質。
而這便是基于Linux的Container容器發揮作用的時候了。
虛擬機和Linux Container均意味著獨立于硬件設備的應用程序。然而，不同于虛擬機——虛擬化的硬件及底層包含一個操作系統擁有應用程序虛擬化堆棧——容器只虛擬化操作系統，只包含應用程序。這樣，Container的碳足跡非常小，可以在幾秒鐘內啟動。一臺物理機可容納比Container多出四到八倍的虛擬機。
Container實際上不是新的。他們從FreeBSD監獄，時代存在的Solaris Zones，OpenVZ，LXC，等等。他們走了，然而，因為他們代表的是為精衛最佳分娩機制。展望未來，每一個應用程序的規模將是一個分布式系統由數十如果不是數以百計的精衛，在單獨的容器中運行的每個。對每一個這樣的應用程序的操作平臺，將需要跟蹤其所有的組成部分——發射或殺死精衛的必要保證應用程序級的SLA。
Container實際上并不是新的。實際上，其在FreeBSD Jails、Solaris Zones、OpenVZ、LXC等的時代就已經存在。但是，因為對于微服務而言，它們代表了最佳的交付機制，他們在現在獲得熱捧。展望未來，每款應用程序大規模的都將是由包含了幾十甚至幾百臺微服務的分布式系統組成，而每臺微服務均運行其自己的container。對于每一款這樣的應用程序，運維平臺將需要跟蹤其所有的微服務，并啟動或殺死必要的微服務，以保證應用程序級別的SLA。
為什么我們需要一款數據中心操作系統
對于所有的數據中心，無論其是公共或私人或混合模式，都將很快采取這些超大規模的云架構——而這些均是通過智能軟件、containers和微服務整合在一起的商品化的硬件。這種趨勢將給企業計算帶來了一套全新的云經濟和云規模，其將帶來全新的、以前所不可能有的業務類型。
這對虛擬化意味著什么?
虛擬機并不是死了。但他們無法跟上微服務和下一代應用程序的要求，這就是為什么我們需要一個新的能夠執行與服務器虛擬化的設計目的完全相反的事情的軟件層的原因所在了：在數據中心將所有的服務器聚集(而不是瓜分)在一起，形成一個巨大的超級計算機。雖然這一新的抽象水平使整個數據中心看起來像一臺單一的計算機，但在現實系統其是由數以百萬計擁有基于自己的Linux的containers的微服務所組成的。而且能夠跨所有這些containers，提供多租戶，隔離和資源控制的優勢。
想象一下，這一軟件層將成為未來數據中心的“操作系統”，而其意義已經超越了數據中心的運作的隱患。數據中心操作系統將允許開發人員更容易地且安全地構建分布式應用程序，而無需受管理機制(或造成潛在的損失)的限制，而且也不必放棄他們所選擇的工具，他們會變得更像用戶而非運維人員。
這種新興的智能軟件層將很快釋放IT企業，使得這些IT企業無需再手動配置及維護個人應用程序和機器，而這一點傳統上被認為是創新的瓶頸;并讓這些IT企業得以專注于如何變得更加靈活和有效。他們也將成為更具戰略性的用戶，而非單純的維護和運營商。
虛擬化的聚合是虛擬機背后真正擺在首位的核心見解的進化。但它是走向分布式計算常態的一個重要步驟，而不是例外。
本文作者Sudip Chakrabarti是a16z的合作伙伴。他專注于基礎架構軟件，安全和大數據投資。Peter Levine是Andreessen Horowitz的合伙人。他曾是麻省理工學院和斯坦福大學商學院的一名講師，也曾擔任XenSource公司的首席執行官，該公司于2007年被Citrix收購。在加盟XenSource公司之前，Peter是Veritas Software 公司的戰略和平臺運營執行副總裁。
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