虛擬化技術(shù): 制度下的安全性

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虛擬化戰(zhàn)國時代

現(xiàn)在，幾乎任何一個稱職的IT部門都會采用虛擬化技術(shù)來降低能耗，使服務(wù)器和操作系統(tǒng)的配置更具靈活性，存儲和系統(tǒng)資源被更好地利用。在虛擬化市場，各種解決方案層出不窮，虛擬化專業(yè)技術(shù)廠商、傳統(tǒng)IT企業(yè)紛紛粉墨登場，不同的虛擬化技術(shù)已經(jīng)滲透到了各種IT應(yīng)用環(huán)境中。然而，在應(yīng)用持續(xù)流行的同時，如何確保安全性，如何促成標準的出臺以推動整個產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，再度成為業(yè)界關(guān)注的話題。

■ 本報特約撰稿 陳杰

虛擬化戰(zhàn)國時代

在虛擬化領(lǐng)域有眾多分支，包括虛擬機、存儲虛擬化、內(nèi)存虛擬化、操作系統(tǒng)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、數(shù)據(jù)中心虛擬化等。每種虛擬化都有其所對應(yīng)的方案和技術(shù)，在企業(yè)應(yīng)用的不同層面也存在著對不同虛擬化技術(shù)的需求。在眾多虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展下，涌現(xiàn)出了一批技術(shù)領(lǐng)先的虛擬化廠商，他們之間相互合作、相互競爭，引領(lǐng)虛擬化技術(shù)不斷向前發(fā)展。

作為PC服務(wù)器虛擬化的始作俑者和領(lǐng)導(dǎo)者，VMware積極推動著虛擬化技術(shù)的發(fā)展。1999年，VMware開發(fā)了世界上第一個IA-32 虛擬機（主機體系結(jié)構(gòu)），如今，VMware已經(jīng)擁有一系列的虛擬化產(chǎn)品線，包括服務(wù)器、臺式機、工作站以及播放器等。VMware CEO Paul Maritz曾表示: “我們有完整的虛擬化產(chǎn)品線，目前最重要的任務(wù)是提高虛擬化的性能。為此，我們進行了CPU層面的虛擬化，未來希望把內(nèi)存也進行虛擬化。除此之外，我們還可以實現(xiàn)分布化的虛擬化，以便更好地提高集群管理性、移動性和安全性?！?/P>

在虛擬化領(lǐng)域，開源的角色非常重要。在開源界，有兩個著名的開源虛擬化項目，那就是Xen和KVM。Xen是一個基于開源軟件的混合模型虛擬機，最早由英國劍橋大學(xué)計算機實驗室的Ian Pratt和 Keir Fraser等人領(lǐng)導(dǎo)的Xen開發(fā)小組完成。最初的Xen基于32位x86體系結(jié)構(gòu)而設(shè)計開發(fā)，支持多個運行Xen操作系統(tǒng)虛擬機的服務(wù)器應(yīng)用。今天的Xen已經(jīng)可以支持32位x86架構(gòu)（包括32位PAE）、64位x86架構(gòu)、安騰和Power PC架構(gòu); 同時還支持SMP、虛擬機保存恢復(fù)、虛擬機動態(tài)遷移、設(shè)備驅(qū)動域等功能。

其實，早在2006年，Gartner就發(fā)布了一份服務(wù)器技術(shù)發(fā)展研究報告，其中有一個不同尋常的預(yù)測: 到2010年，共享的操作系統(tǒng)虛擬化將成為主流虛擬化技術(shù)。而在此之前，虛擬化和虛擬機是同義詞，操作系統(tǒng)虛擬化并不被認為是虛擬化?？梢哉f，是Gartner的這份研究報告首次擊破了這一論斷，同時也給了SWsoft更大的市場機會，SWsoft正是操作系統(tǒng)虛擬化的積極倡導(dǎo)者。對于這個紛繁的虛擬化市場，SWsoft CEO張自力認為: “不同領(lǐng)域的虛擬化廠商有著不同的產(chǎn)品推廣和技術(shù)路線，不同的技術(shù)路線可能互相配合，也可能各自為營，所以不同的虛擬化廠商都有其各自的優(yōu)勢，對用戶而言，這些虛擬化產(chǎn)品是很可能同時應(yīng)用的，是可以并存的，而并不是相互排斥的關(guān)系?！?/P>

除了上述主流虛擬化廠商與項目外，作為傳統(tǒng)IT廠商的微軟、IBM、HP也紛紛涉足虛擬化市場。早在2003年，微軟就通過收購虛擬服務(wù)器軟件公司Connectix進軍虛擬化領(lǐng)域; 2004年，微軟宣布將Connectix Virtual PC系統(tǒng)免費下載，這進一步推動了虛擬機的普及，并更好地傳遞了虛擬化的概念?，F(xiàn)在，微軟的精力主要集中在了Virtual PC的“孿生兄弟”Virtual Server上，由于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的平均使用率低于30%，有效整合現(xiàn)有服務(wù)器成為降低成本、提高效率的關(guān)鍵，Virtual Server的推出就是為了解決這一問題。

IBM一直都是虛擬化技術(shù)的倡導(dǎo)者，早在1970年，IBM在大型主機方面就已經(jīng)開始應(yīng)用虛擬化技術(shù); 2001年，IBM將虛擬化技術(shù)引入到了小型機產(chǎn)品上; 2002年，增加了動態(tài)邏輯分區(qū)的功能，使得用戶不必停機就可以動態(tài)調(diào)整分區(qū)中的資源; 2003年，又增加了按需應(yīng)變的功能; 2004年，實現(xiàn)了微分區(qū)功能，IBM在當年推出的Power 5服務(wù)器就做到了0.1個CPU一個分區(qū); 2005年，IBM又推出了虛擬化管理平臺，這就簡化了對分區(qū)劃分功能的操作; 2008年10月，IBM將原有的System p和System i兩個系列的主機整合為一個新的產(chǎn)品系列—IBM Power System，這意味著IBM在對小型機產(chǎn)品進行一次更全面的整合和升級的同時，PowerVM也成為了最新代替原有AVP（Advanced POWER Virtualisation）技術(shù)的全新虛擬化平臺，其除了能夠提供原有 System p和System i所支持的虛擬化技術(shù)以外，還帶來很多新的虛擬化技術(shù)，如PowerVM Lx86、Live Partition Mobility和System Planning Tool等。

Sun對于虛擬化的理解是強調(diào)計算資源可以通過一種邏輯的方式來實現(xiàn)，用戶并不需要知道邏輯和物理的計算能力究竟是怎樣對應(yīng)的，但卻能安全、有效地使用計算資源。Sun之前就已經(jīng)推出了全套的虛擬化解決方案，企業(yè)用戶可以在正確的時間和地點應(yīng)用正確的技術(shù)，總體來看，可以歸結(jié)為三種實現(xiàn)方式: 同操作系統(tǒng)不同應(yīng)用、不同操作系統(tǒng)不同應(yīng)用、大型機和小型機的虛擬化技術(shù)。同時，Sun的開源虛擬機VirtualBox已經(jīng)成為廣大開源愛好者手中的首選虛擬機軟件。不過，隨著Oracle收購Sun塵埃落定，Sun的虛擬化技術(shù)何去何從就有待觀察了。

HP將其虛擬化歷程分為了三個階段，目前HP正在進入第三個階段，即IT環(huán)境的虛擬化，HP提出的下一代數(shù)據(jù)中心，就是強調(diào)數(shù)據(jù)中心整體的虛擬化解決方案，包含的內(nèi)容不僅僅是服務(wù)器，還有存儲、網(wǎng)絡(luò)，甚至整個數(shù)據(jù)中心。

此外，在虛擬化領(lǐng)域競爭最激烈的就是虛擬機，VMware是這個市場的先行者，占據(jù)著較大的市場份額，雖然微軟與Xen等競爭者也分別推出了與VMware Server和VMware Workstation相似功能的產(chǎn)品，但短時間仍無法達到Virtual Center這種成熟管理工具的水平。2006年，微軟將Virtual Server變成免費產(chǎn)品，同時在Windows Vista Enterprise的授權(quán)政策中允許一個使用者在一臺計算機上安裝多達四臺的虛擬服務(wù)器，這些舉措也為微軟贏得了不少用戶。Xen在某些方面像是個新進者，但其實這個軟件也已經(jīng)演進了快四年，其開放源代碼的特性得到了業(yè)界的支持。Intel與AMD紛紛投身到Xen的研發(fā)計劃中，Intel在中國專門建立了開源研究中心進行Xen項目的研發(fā); Red Hat和Sun的OpenSolaris操作系統(tǒng)也表示支持Xen項目，并將其整合到了操作系統(tǒng)中。

Xen的開放式特性是其亮點，微軟擁有雄厚的資金支持和技術(shù)領(lǐng)先的研發(fā)隊伍，而VMware更想憑借其領(lǐng)先的技術(shù)和品牌鞏固自己的市場地位。虛擬化市場激烈競爭的同時，也為用戶提供了更優(yōu)的技術(shù)、更多的選擇空間。