在目前的 x86 服務器上，虛擬化技術已經成為或者即將成為潮流。但從整個 IT 業界的發展來看，虛擬化技術的歷史遠遠超過了 x86 虛擬化技術的 9 年。早在上世紀 60 年代，美國的計算機學術界就開始了虛擬技術的萌芽。1959年 6月在國際信息處理大會上，克里斯托弗的一篇《計算機分時應用》的論文，被認為是虛擬化技術的最早論述。

　　今天，虛擬化技術已經出現在了很多首席信息官(CIO)的預定任務中。在一次第三方調查當中，75% 的 CIO 都同意虛擬化技術是目前的一項投資重點，因為他們已經開始注重減少他們的服務器的數量以減少能源使用、降低成本。甚至于，虛擬化技術目前正在走向主流技術市場并且已經逐步成為數據中心環境的標準組成部分。

　　為什么需要虛擬化

　　實際上，虛擬化技術的初衷就是為了實現更高的設備利用率，使用戶能夠盡可能地利用系統資源。也就是說，如果你能夠在單個服務器上虛擬多個系統，就能夠以少數幾臺計算機完成所有工作，這顯然能夠節省耗電、空間、冷卻和管理開支。考慮到確定服務器利用狀況的困難，虛擬化技術需要支持動態遷移(Live Migration)。動態遷移允許操作系統能夠遷移到另一臺全新的服務器上，從而減少當前主機的負載。

　　有這樣一句話，叫做”更多虛擬，更少管理(Virtualize more, manage less)“。IBM 將虛擬定義為不受物理限制的資源邏輯表達。更簡單地說，IBM 將虛擬詮釋為可以將一個物理設備作為很多虛擬資源(分區)來使用，或者令多個異構資源的行為看起來就如同是一個大的資產(集合)。

　　正是由于虛擬化技術能夠降低 TCO(總擁有成本)，提高資源的利用率和應用上的靈活性，虛擬化技術后來也在 UNIX 服務器、小型機上得到了應用。可以說，經過多年的發展，虛擬化技術在高端產品上的應用日臻成熟。不過，由于真正使用大型機和小型機的用戶畢竟還是少數，加上各家產品和技術之間并不兼容，致使虛擬化曲高和寡。

　　服務器虛擬化溯源

　　盡管目前的虛擬化技術熱潮是由于該技術在 x86 服務器上的迅速普及引發的，但虛擬化技術的最初來源卻不在 x86 架構上，而是大型主機。最早使用虛擬化技術的是 IBM 7044 計算機，IBM 之后在上世紀 60 年代還開發了型號為 Model 67 的 System/360 主機。Model 67 主機通過虛擬機監視器(Virtual Machine Monitor)虛擬所有的硬件接口。在早期的計算中， 操作系統被稱做 Supervisor，能夠運行在其它操作系統之上的操作系統被稱做 hypervisor。其中，VMM 直接運行在底層硬件上， 允許執行多個虛擬機(VM)，每一個 VM 運行自己的操作系統實例(CMS，Conversational Monitor System)。隨后，VM 繼續發展。今天，你能夠在 System z9 主機上發現 VM, 它甚至能夠向后兼容到 System/360。

　　由于虛擬化技術技術在商業應用上的優勢，RISC 服務器與小型機成為了虛擬化技術第二波受益者。1999年，IBM 公司在 AS/400 上提出了上”邏輯分區(LPAR)“技術和新的高可用性集群解決方案。在 POWER 管理程序上運行的 AS/400 LPAR 令單臺服務器工作起來如同 12 個獨立的服務器。而在 2002 年，IBM 還更進一步，其 AIX5L v5.2 還首次包括了 IBM 實現的動態邏輯分區(DLPAR)。DLPAR 允許在無需重啟系統的情況下，將包括處理器、內存和其它組件在內的系統資源分配給獨立的分區。這種在不中斷運行的情況下進行資源分配的能力不僅令系統管理變得更加輕松，而且因為能夠更好地使用資源而幫助降低總擁有成本。

　　不過，盡管惠普、Sun 公司也跟隨 IBM 在自己的 RISC 服務器上提供了虛擬化技術，但由于真正使用大型機和小型機的用戶還是少數，加上各家產品和技術之間并不兼容，虛擬化技術仍舊不太被公眾所關注。目前，主要的 UNIX 廠商均支持 64 路 SMP 的虛擬。并且普遍能實現 1/X 量級 CPU 的微調，例如 IBM 宣稱可以實現 1/100 CPU 量級的調整，惠普則可以實現 1/20 量級的調整。在應用上，UNIX 上的虛擬化也非常成熟，IBM 的客戶訂購的 System i5 595 中有 82% 具備邏輯分區功能，IBM 客戶管理的分區總數超過 45000 個。在中國，甚至有用戶在一臺 System p 系列服務器上運行了 9 個邏輯分區。

　　而現在，虛擬化技術的發展已經惠及到了 x86 架構。此前，虛擬化技術在 x86 架構上進展緩慢的主要原因有二：x86 架構本身不適合進行虛擬化，這個障礙已經由英特爾、AMD 修改 x86 處理器的指令集得到解決;另一個原因則是 x86 處理器的性能不足，也由于 x86 處理器在性能上的飛速提高得到了解決。由于 x86 架構的廣泛普及，x86 架構上的虛擬化技術也得到了比以前多得多的關注。

　　不過，與已經有多年歷史的 UNIX 服務器、大型主機上的虛擬化技術相比，x86 服務器上的虛擬化仍舊處于早期階段——根據英特爾的藍圖，在處理器當中集成硬件輔助虛擬化指令只是 IA 平臺上的第一步，而在第二步則要實現 I/O 方面的虛擬化，直到最后實現整個 IA 平臺的虛擬化。也就是說，目起的 x86 平臺上，目前僅僅能夠實現在處理器級別的虛擬化，在 I/O 以及其他方面的虛擬化還需要進一步的發展。不僅如此，x86 架構上的虛擬化技術還無法完美實現虛擬分區之間動態遷移，而這些在 UNIX 平臺、大型主機上早已不是問題。IBM 公司最近發布的 POWER6 處理器甚至還提供了 Live Partition Mobility 功能，允許實現活動分區的在線遷移。目前，x86 架構上的虛擬化技術的最高規劃是支持 8路 SMP 系統，可以實現對單個 CPU 資源的配置。

　　淺析存儲虛擬化

　　相對于在服務器虛擬化技術在規范上的相對成熟，存儲虛擬化技術在這方面的進展相對緩慢。按照定義，存儲虛擬化可以分為三種層次：在主機層面進行存儲虛擬化; 在網絡層次進行存儲虛擬化;在設備層面進行存儲虛擬化。三種技術都有相應的廠商的支持，也都有不少的用戶。比較而言，IBM 在存儲虛擬化方面所占據的市場份額更大，在技術實現上也更早。根據 IDC 的估計，虛擬存儲市場在 2005 年年底的數據容量為28.1PB，而 IBM 管理著大約 15PB 的數據。

　　早就 1978年，IBM 就獲得了 RAID(冗余獨立磁盤陣列)概念的專利。作為一種存儲虛擬形式，RAID 首先將物理設備組合為池，然后從這一池中”切割“出一組虛擬邏輯單元(LUN)并將其提供給主機。通過使用鏡像和奇偶性，這些邏輯單元第一次擁有了比底層物理磁盤驅動器更高的可用性。雖然直到 1988年 IBM 與加利福尼亞州立大學伯克利分校的研究人員攜手之后才開發出一個實用的版本，但這一專利技術卻是第一次將虛擬化的概念引入到了存儲之中。

　　在 2003年 5月，IBM 推出可提供數據塊級存儲虛擬的 SAN 卷控制器(SAN Volume Controller)，在業界第一次允許客戶擁有一個對其存儲基礎架構進行管理的控制界面。在 2004年 10月，IBM 推出了擁有邏輯分區(LPAR)功能的 DS8000。通過使用 IBM POWER5 微處理器和 IBM 虛擬引擎技術，DS8000 在實現高性能的同時，降低了多種業務應用的成本。利用IBM虛擬引擎技術，DS8000 系列中的某些型號既可作為單一的大型存儲系統使用，也可作為擁有邏輯分區(LPAR)功能的多個存儲系統。通過使用 LPAR，客戶可以選擇更高效地使用計算機資源以及降低對關鍵數據中心的空間、功耗和散熱需求。另外，IBM 還宣布自己的虛擬軟件可以管理所有的 EMC 磁盤陣列。

　　小結

　　實際上，不論是剛剛談的服務器虛擬化，還是存儲虛擬化，甚至網絡虛擬化、數據虛擬化等等，都只是部件級的虛擬化。虛擬化技術的未來應當是將整個數據中心虛擬化，使用戶能夠獲得一個隨需應變數據中心。

　　IBM 早在 40 多年前就率先在大型主機上使用了虛擬技術，并在此后在自己的系統和軟件中注入了各種虛擬技術，實現不同服務器、軟件、存儲和網絡的自動管理和優化。IBM 虛擬技術和自動化技術的結合幫助減少了支持 IT 運行所需的人員數量。今天，IBM 可以將客戶數據中心中超過 80% 的部分實現虛擬。為進一步發揮虛擬的威力，IBM 正在創建包括所有物理和虛擬系統的集成管理視圖。IBM 早在 5 年前最先推出具有自管理功能的自動化技術，并為市場提供了一系列最成熟的自動化功能，包括在超過 75 種軟件、硬件和服務產品中提供了 500 多種不同的虛擬功能，可以自動檢測各種系統、事務處理、工作流或業務流程何時處于運行不正常的狀態，并在不影響系統其它部分的情況下采取糾正措施。這些功能已經遠遠超出了系統管理軟件的范疇并包括了芯片技術。具有”智能搜索“特性的軟件和軟件工具可以尋找和清除各種故障，自主管理像 Blue Gene 超級計算機和大型主機這樣的服務器和存儲設備。