About the virtualization

虚拟化是当前的一个热门话题，但它并不是一个新名词，虚拟化的历史由来已久。

举一个简单的例子，比如说操作系统。操作系统是做什么的哪？操作系统是管理

设备的，是为进程提供一个虚拟的执行环境，使得每个进程都感觉自己拥有整个

系统。操作系统至少为进程提供了以下假象：

1) CPU是自己独占的，可以随便用

2) 32bits或者64bits的内存空间，基本上可以认为是没有限制

3) 文件系统，以及设备操作等

4) 网络，没有限制的缓存以及连接等

可以想象，操作系统提供了进程执行的虚拟环境，简化了进程编写的工作。但是，

在这个虚拟执行环境里面，操作系统还要保证：

1) 公平，由于不是一个进程在执行，所以不能厚此薄彼，操作系统要调度

2) 保护，为进程提供保护，使得一个进程崩溃，不会影响到其他进程

3) 资源管理，虽然资源表面上是无限的，但需要操作系统来管理，分配，调度，映射

从上面的例子，我们可以看出虚拟化的几个重要的特性

1) 资源的管理和映射。虚拟化提供了虚拟的执行环境，好像资源是无限的。但是

真正的物理硬件是有限的，只不过大家轮流使用而已；或者是把大块的物理资

源分割成多个小块，然后分配给虚拟系统。

从这个角度来说，虚拟化最重要的工作就是资源的调度和向上层提供虚拟接口。

具体怎么实施，参考操作系统的实现就可以。资源管理应该由提供虚拟

环境的实体来施行。一个简单的例子，preemptive和cooperative的多任务。

显然cooperative是不能很好地支持多任务的，而preemptive就可以。

2) 空间隔离和保护。虚拟环境是给多个虚拟系统使用的。要在多个虚拟系统之间

提供隔离和保护的功能，使得各虚拟系统之间不要相互影响。最简单的，比如

数据的保护。还有就是一个系统崩溃不能影响其他系统。从这一点来看，很多

虚拟环境是不合格的，比如基于web server的虚拟主机，虚拟ftp服务器等等。

3) QoS。之所以要把这个单拿出来说，是因为如果虚拟环境不能提供与非虚拟环境

同等质量的服务的话，那虚拟环境就没有什么竞争力。这里有很多例子，比如以

太网里面的VLAN或者是路由器里面的MPLS。网络里面有很多虚拟化的例子，虽

然它们的初衷是为了资源共享，但是在实现的时候，特别强调QoS。与QoS

相关的资源预留或者资源调度等等，都是为了保证虚拟系统的服务质量。这里面有

很多门道。

虚拟化可以简单这样分类

1) 1:1，虚拟系统切分物理系统，多个虚拟系统加起来，正好等于物理系统，或者

物理系统提供一定的冗余量以保证QoS。这样的系统有多大的价值？这里只有资源

的分割，有可能不提供虚拟接口，也不提供空间保护。

2) 1:N，虚拟系统的能力加起来要比物理系统大，如果只有一个虚拟系统，那就是1:1，但通常是不会这样用。

虚拟化至少应该提供以下好处：

1) 虚拟化可以有效的利用资源，一个假设就是用户不会同时都在peak点上，所以可

以把多余的资源拿出来分享。或者某个通道容量特别大，可以承载多个用户。

2) 提供虚拟执行环境，用起来就像是一个系统。比如常见的cluster，把多个机器统

一管理，向上提供一致的虚拟执行环境；或者像vmware这种，可以在一台机器上，

提供多个虚拟机，使用虚拟机就像使用物理机一样。

3) 节约成本。如果不能做到这一点，虚拟化就没有必要。

思路有点乱，希望能有点启发。