虛擬化技術:下一代服務器虛擬化分析

虛擬化技術已席卷企業(yè)領域；由于IT部門需要自己的虛擬化基礎架構(gòu)擁有更出色的性能、可管理性和安全性，該技術的成功已促使廠商們在硬件、軟件和安全措施等方面獲得了新的創(chuàng)新。

新的技術正在涌入市場，這些技術工作于服務器的處理器層面；并與虛擬機管理程序（hypervisor）集成起來，這個虛擬化軟件系統(tǒng)負責管理和調(diào)配單個虛擬機。

同時出現(xiàn)了一波新的創(chuàng)新浪潮，這些創(chuàng)新致力于提高虛擬化環(huán)境的操作效率，隨之出現(xiàn)了先進的實時遷移工具、虛擬網(wǎng)絡安全以及位于虛擬機管理程序后面的軟件交換機。

虛擬化和處理器

處理器在提升虛擬系統(tǒng)性能方面扮演的角色可以追溯至六七年前，當時芯片制造商（尤其是英特爾和AMD兩大廠商）推出了提高虛擬機管理程序效率的功能特性。

它們實現(xiàn)這一任務的主要手段是，將多核芯片中的一個處理器核心專門用于運行虛擬環(huán)境的操作系統(tǒng)，這讓虛擬機能夠更快速地運行。

比如說，借助英特爾的虛擬化技術（VT），處理器和虛擬化軟件之間實現(xiàn)了緊密的集成——比如英特爾的至強服務器處理器和VMware的云平臺，從而不僅支持更高的虛擬機密度，還提高了虛擬化環(huán)境的性能。

在芯片組層面，硬件有助于減少虛擬機管理程序在管理輸入/輸出流量方面的工作，因為硬件會自行處理這項任務，這也提升了性能。

英特爾最近推出的至強E5-2600產(chǎn)品系列集成了英特爾的VT虛擬化技術，支持每個處理器多達八個核心和768GB系統(tǒng)內(nèi)存。據(jù)英特爾聲稱，這種組合意味著，與基于前一代至強處理器5600系列的服務器相比，基于至強E5-2600的服務器可以使性能最多提升80%.虛擬化環(huán)境和云計算環(huán)境能夠從這種性能提升中得益匪淺。

英特爾的對手AMD有自己的虛擬化技術，名為AMD-V.這項技術把虛擬化擴展指令引入到了其皓龍服務器處理器的指令集中。AMD還提供了帶標記的 TLB（“Tagged TLB”）：這種硬件功能為虛擬機之間的高效切換提供了便利；AMD還提供了快速虛擬化索引（RVI），這能夠?qū)崿F(xiàn)基于硬件的虛擬機內(nèi)存管理，從而有助于提升某些虛擬化應用的性能。

電源效率

虛擬化技術有望為數(shù)據(jù)中心提高電源效率，因為它讓企業(yè)能夠整合多臺物理服務器。但現(xiàn)在有其他的辦法來為數(shù)據(jù)中心提高效率，一些企業(yè)正在考慮使用ARM芯片或英特爾凌動處理器用于小型低功耗服務器。

將這些小型芯片用于虛擬化環(huán)境目前仍處于早期階段，但是新的虛擬化方案一直在不斷出現(xiàn)。

比如說，芯片新興公司Calxeda開發(fā)出了面向云服務器的小型EnergyCore ARM片上系統(tǒng)（SoC）。這家公司把四個EnergyCore芯片做到一塊板卡上，組成一塊“EnergyCard”。五塊EnergyCard可支持兩個機架單位空間中的20個操作系統(tǒng)實例，因而組成20個虛擬服務器，能耗非常低。

Calxeda的EnergyCore處理器還對以太網(wǎng)端口進行了虛擬化處理，通過其管理引擎將以太網(wǎng)流量提供給操作系統(tǒng)，這樣就能高效地傳送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、優(yōu)化電源效率。

SeaMicro是另一家銷售低功耗虛擬化平臺的制造商。它的“微服務器”基于英特爾的凌動和至強處理器。除了對以太網(wǎng)和SATA存儲端口進行虛擬 化處理以提高效率、縮小主板尺寸外，SeaMicro還開發(fā)了所謂的TIO（關掉它）技術——主板借助該技術可以關掉閑置未用的處理器和芯片組功能，從而 提高了虛擬化環(huán)境的效率。

SeaMicro支持虛擬化技術的服務器具有另一項值得關注的功能，那就是：以凌動雙核1.66 GHz N570處理器（這是支持虛擬化技術的第一款低功耗英特爾凌動處理器）為例，每個處理器支持四個線程，可以為“互聯(lián)網(wǎng)”工作負載提供SeaMicro所謂 的業(yè)界最佳的每瓦特性能。該公司說：“如果用在SeaMicro主板上，并且結(jié)合SeaMicro的電源管理技術，N570在峰值利用率下，每1GHz的 計算任務所用電源不足1瓦。”

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