虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

大家好,我们将为大家讲述ARM安卓虚拟化的应用发展及行业动态。第一期视频,我们回顾了移动端选择ARM的历史。今天,我们一起聊一下虚拟化技术。

1、什么是虚拟化技术?

虚拟化主要是为了提升计算机资源的使用效率,这得从摩尔定律说起。

根据摩尔定律,集成电路上的晶体管数量每隔18个月就会增长一倍,简单理解就是,CPU的性能每隔18个月提升1倍。硬件性能飞速提升,但是CPU、内存的使用效率却十分底下。根据美国国际数据集团IDC的报告,早期x86服务器的平均利用率仅为总容量的10%到15%。

为什么会这样?早期服务器只能运行特定的操作系统和程序,其他的不兼容。公司为了运行新业务,只能不断购买新的服务器,一方面,成本越来越高,运维麻烦;另一方面,算力资源大量浪费。这正是20多年前企业数据中心的普遍现状。

什么是虚拟化?我们举一个通俗的例子。假设你有3台服务器,每1台固定跑1个业务。这个时候,每台服务器使用了30%的算力,剩余的70%处于闲置状态。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

虚拟化服务器

虚拟化是如何解决问题的?我们来看一下这张图,服务器的底层是硬件,包括CPU、GPU、IO(输入输出设备)、内存、磁盘和网卡等,统称为“硬件资源”,往上是操作系统和程序。虚拟化技术相当于在硬件和操作系统之间,增加了一个虚拟化平台,屏蔽了硬件和操作系统之间的兼容性问题。这个时候,不管硬件是否兼容,我们都能安装多个操作系统,每个系统运行不同的业务。底层硬件变成一个共享“资源池”,每个操作系统需要多大的CPU、内存、硬盘,由虚拟化平台按需分配。运行在虚拟化平台上的操作系统,我们叫它虚拟机

原本单台服务器只能发挥30%的性能,现在1台服务器可以运行多个操作系统,服务器的性能可以发挥到60%,甚至90%。假设以前需要100台服务器,现在可能只需要30多台,硬件成本大幅度降低,而且机房的电费、散热和维护等成本也随之降低。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

简单来说,虚拟化允许在一台服务器上同时运行多个操作系统,能够提升资源使用效率。

虚拟化技术包括硬件虚拟化和容器两种。虚拟机,就是用的硬件虚拟化技术。每个虚拟机需要一个完整的操作系统,才能装应用。但是,如果每次发布应用,都得搞一个完整操作系统和附带的依赖环境,会很繁琐。

有没有更便捷的方案?这就要说到“容器”了。

什么是容器?容器是用来装东西的地方,就像书包可以装文具、衣柜可以放衣服一样。我们现在所说的容器,里面存放的是应用程序,以及程序运行所依赖的系统环境。通过容器技术,我们可以把应用和依赖的环境打包,打包之后移植到另一个主机上,还能正常运行。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

为了方便理解,我们举一个通俗的例子。我们将开发好的应用APP,比作一辆兰博基尼。我们把车装到一个集装箱里,通过货轮从上海码头(CentOS7.2环境)给运到纽约(Ubuntu14.04环境),在运输期间,我的兰博基尼(APP)没有任何的损坏(文件没有丢失),在另一个码头卸货后,车依然可以开起来(app运行正常)。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

容器和虚拟机的区别在于,虚拟机需要虚拟硬件,然后再装操作系统和应用。而容器直接使用原来的操作系统,只需要打包应用和依赖的环境即可,应用共享相同的操作系统。因此,容器更加轻量化,容易迁移、部署方便、启动速度更快、资源占用也更小。而且,容器可以实现标准化,就像集装箱一样,能按照统一的规范来做。

主流的容器技术是Docker。2013年,Docker将容器技术开源,此后一鸣惊人。虚拟桌面就是采用容器技术。

2、虚拟化龙头VMWare

虚拟化行业的王者是VMware。VMware成立于1998年,推出了基于X86的虚拟化技术,主要产品包括:面向个人的Workstation,以及面向企业的GSX、ESX。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

1999年,VMware推出Workstation1.0,也就是桌面版虚拟机。通过Workstation,用户可以在一台PC电脑上,以虚拟机的形式运行多个操作系统。我们有一台苹果Mac电脑,但是又想用windos或者Linux,通过Workstation可以轻松实现。

2001年,VMWare发行了服务器虚拟化软件ESX和GSX,ESX就是今天的vSphere。服务器虚拟化软件,支持在单台服务器上运行多个操作系统,并允许系统资源在各个操作系统间按需分配,这为IT企业节省了大量成本,也让运维更为轻松。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

服务器虚拟化软件vSphere

在服务器虚拟化领域,VMware全球领先。其他还有Citrix思杰)、微软Redhat红帽)等。2004年,存储巨头EMC(易安信)看中了VMWare在服务器虚拟化领域的潜力,以6.35亿美金将其收购。2007年,VMware在纽交所上市。

2009年,VMware 开启了虚拟化的新时代:桌面虚拟化时代。什么是桌面虚拟化?大家如果去银行办公,不难发现银行的电脑只有显示器、键盘和鼠标,没有主机。不仅银行,就连高校的机房、部分政府机关的办公电脑也是如此。桌面虚拟化用的就是“容器”技术。

我们举个例子,企业招聘了1名员工,需要给他配电脑,包括主机、鼠标、键盘、网络。采用虚拟桌面,电脑主机的功能由服务器承担。企业在后台给新员工分配虚拟桌面,员工可以随时随地通过虚拟桌面办公,在家里也能登陆;对企业而言,节省了大量成本,而且办公数据全部在服务器内,安全性特别强。此外,所有虚拟桌面可在后台集中管理,运维也十分便捷。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

vmware市值

目前,VMware主攻私有云市场,主要产品就是桌面虚拟化。2016年,戴尔以670亿美金的价格收购EMC,其中包括VMware的股份。截止2022年1月18日,市值525亿美金。

结尾:

我们总结一下,虚拟化能够提高计算机资源使用效率,包括硬件虚拟化和容器两种,硬件虚拟化允许单台设备运行多套操作系统,容器直接打包应用及依赖的环境,更加轻量化。

服务器虚拟化软件主要应用在数据中心建设中。在个人PC端,虚拟化软件应用广泛,例如:搭建测试环境开发环境、病毒攻防演练等。基于容器技术的虚拟桌面,主要应用于政企办公、高校机房、电子阅览室等领域。

更为关键的是,虚拟化技术是云计算的基石。云计算系统由数十万甚至百万级服务器组成,核心是将资源虚拟化,按需分配。

虚拟化服务器(虚拟化等于云计算)

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