紐菲斯的部落格

目前小瑞在公司內大量的使用，虛擬化技術。最早期我還沒有來到這家公司時，使用 “暈倒” 系統的 Virtual PC ，後來又有人使用VM Ware 來建立虛擬機器。而在小瑞來了之後，開始引進Xen 技術。這些林林總總的虛擬化技術，有什麼差別呢？以下是小瑞，這幾年來的心得筆記。


引用至 天涯社區論壇 作者 风无痕606 随拍:宽窄巷子－－最成都 作品

虛擬化在做什麼？ 嗯．．．我感覺跟上面那個小丑有點像。機器能力好的，同時可以多玩幾個球，機器能力比較差的，就少玩幾個球。如果小丑不小心踩到狗屎；或是不小心手滑了一下．．那．．所有的球全部會掉到地上。

取用 井上雄彥漫畫　灌籃高手，著名的 “手滑了一下”

為什麼要使用虛擬化技術

除了愛台灣的理由外，還有幾個小瑞覺得還蠻重要的考量點。

1. 舊OS 可以借屍還魂

經營的比較久的公司，或多或少，都會有一些比較早期的作業系統，運作一些陳年的應用程式。
例如：NT 4.0 ，上面寫了一些怪怪的應用程式，公司內User 還在使用，你無法停掉這個系統，可能就會碰到一些問題。 “暈倒” 公司，已經不再對 NT 4.0 做支援了，你的舊設備供應商，有些可能也倒了。新的設備，NT 4.0 又不一定有支援。這時你除了祈求舊的硬體設備，不要故障外；還有另外一個選擇，就是使用虛擬化技術。把NT 4.0 安裝在虛擬化下，如此即可擺脫，老舊硬體的夢魘，還可以跟著時代的進步，使用新的硬體設備。

2.中央機房的能源支出

現在各個中央機房的能源支出，已經越來越高。每增加一部主機，機櫃就要增加電力支出，原本早期一條機櫃，可能只需20安培的電力即可運作，現在可能要50-100安培，才可支應電力支出。除了機櫃電力外，每單位平方的空間，因主機散發的熱量提高，所需的空調電力，也會增加，造成了惡性循環。此時應用虛擬化技術，可減少實體主機數量，有效的減少能源支出。所以這也算是一種綠色科技。

3.數據安全等級不同的需求

以往如果為了資料安全等級不同，可能把伺服器分開架設，也可能座落在不同的地點。當人員在需要實體操作時，必須來往於不同的機房間，或對不同的伺服器做操作。使用虛擬化技術，可以把不等安全等級需求的主機，架設在同一台機器上，再於各機上，實作各自所需的安全等級，減少了主機分散的管理。

當然虛擬化不是萬能的，還是受限在底層機器Host 的規格限制，而且還要小心手滑事件的發生，把整籃子的雞蛋打破了。

還有目前的虛擬化技術大部份所做的模擬，只針對CPU / RAM / HDD / NET 等核心的設備。比較沒有在對 TV-Card ，或其它遊戲用的設備做模擬，所以目前虛擬化技術，主要以應用在伺服器上為主。

目前常見的虛擬化技術有那些呢?

1. 全虛擬化 Full Virtualization
2. 半虛擬化 Para-Virtualization
3. 作業系統層虛擬化 OS-Virtualization

有什麼差別

全虛擬化 Full Virtualization

顧名思義，就是底層不管3,7,21 ，虛擬機所要用的設備，全部都給它模擬。Guest OS 是完全不知道，自己活在虛擬環境下。所以在Host OS 上的所有Guest OS , 所要做的任何I/O 作業，全部透過Host OS 的模擬器去進行。Guest OS 及Host OS 完全獨立在，不同的記憶體區塊，不會互相干擾，所以全虛擬化，理論上可以模擬運行，所有的作業系統。至於效能呢？ 運作的有點抱歉，除非不得已，小瑞不會使用這個方式。代表軟體： Virtual PC ，VM-Ware，Virtual Box，KVM等等．．．

半虛擬化 Para-Virtualization

嗯．．沒錯，只模擬一半的意思。也就是被模擬的Guest OS ，自己很清楚，是活在虛擬化的環境。所以很多指令，要遵守交通規則，因為它知道，自己不是這套Hardware上，唯一的OS。例如呼叫CPU ，以前是用 Ring 0 ，現在要用Ring 1，優先權稍低一點。以免多台Guest OS ，發生車禍。要做到這點，就必須修改Guest OS 的核心，把一些指令調一調。這樣的好處是，Host OS 不用模擬CPU 這個東東，負荷大幅減輕。效能就明顯優於全虛擬化。不過，不是所有OS 核心程式，都是可以改的；Linux 是Open Source 源碼公開，所以要修改很簡單，大家都可以去改；Win “暈倒” 系統呢，抱歉哦，沒有公開源碼。所以Linux 上可以執行 “半虛擬化” ， Windows 只能執行 “全虛擬化” 囉。你想要使用 “半暈倒” 系統嗎? 得等MS 公司自己改哦， 嗯．．．等花兒謝了吧…半虛擬化代表：Xen

作業系統層虛擬化 OS-Virtualization

這是比較cool 的虛擬化作法。也就是，它只是在原作業系統上模擬出一個行程，所有的CPU/RAM/IO 等資源，全部都共用原生的Host OS，完全沒有模擬Hardware 的負擔，所以跟在原機上執行的效能，幾乎一樣，大約只差1-3%的效能。不過限制就比較嚴格，Host OS 與Guest OS 必須使用同一個核心，所以在Linux 下只能模擬Linux ，在Windows 下，只能模擬Windows 。在這樣的模擬技術下，Guest OS 的檔案資料，基本上，你在Host OS 下可以完全看到，他只是Host OS 下的一個子目錄。
代表軟體：OpenVZ

這3種常見的虛擬化技術，效能排序為 OS > Para > Full，如果可以的話，使用OS-Virtualization 是最優的，再來是使用 Para-Virtualization ，如果真的沒有辦法，才選擇 Full-Virtualization。以上是小瑞對虛擬化技術的心得整理。至於實作的部份，找時間再貼上吧。