服务器虚拟化开源技术主流架构之争

Posted 2021-05-02 新华三云计算

    在现代IT系统的核心组件中开源技术已经成为不可或缺的力量，比如x86架构操作系统Linux、Unix操作系统BSD、mysql数据库、Apache Web服务等。

    据统计，超过50%的技术开发人员都信奉开源哲学，时至今日，已经完全形成了一套成熟完整的开源软件生态体系。在开源技术欣欣向荣的现象背后，真正推动其迅速发展的本质往往是因为其蕴含的价值：

1. 开源软件普遍价格实惠，用户能够将更多的资金投入到核心业务上；

2. 开源软件使得厂商甚至客户有权利自由的修改软件，产生不同形态的产品，用户能有更多选择产品的空间，防止被某一厂商绑定；

3. 开源软件在定制化开发方面有天然优势，可以根据用户业务系统特点定制化，为业务系统的高效稳定运行提供良好的支撑。

主流服务器虚拟化技术的开源门派有两个——KVM和Xen。

    广义上的KVM架构由KVM内核模块（狭义的KVM）和QEMU-KVM模拟模块组成。KVM内核模块是在Linux内核的基础上增加的虚拟机管理模块，通过重用Linux内核中已经完善的进程调度、内存管理、I/O管理等模块。QEMU-KVM模拟模块负责为虚拟机提供一个互相隔离的虚拟化资源环境，包括vCPU、vRAM、vDisk、vNIC等，每一个虚拟机都是QEMU-KVM的一个进程，由Hypervisor中的进程调度模块统一管理调度。

    广义上的Xen架构由Xen Hypervisor和虚拟域（Domain）两大部分组成。Xen Hypervisor负责将CPU和RAM两大硬件资源虚拟出互相隔离的资源，供虚拟域使用，同时管理和监控虚拟域的资源和系统运行情况；每个虚拟域就是一个虚拟机环境，其中虚拟域又分为特权虚拟域（Dom0）和非特权虚拟域（DomU），Dom0先于DomU启动，DomU访问I/O资源必须要经过Dom0，Dom0负责I/O资源的虚拟化，可以直接访问I/O物理资源。如果将Xen架构比作完整的汽车，Xen Hypervisor就是其中的发动机，安装了一系列域管理和控制工具的Dom0就是其他零部件，两者合一才能使虚拟化系统正常运转起来。

相比于Xen架构，KVM架构有三大的优势：

1. 同等硬件资源环境下，KVM的性能表现更优；

2. KVM架构天然的继承Linux内核更新迭代带来的系统优化，几乎不费力气，就完成了一次功能升级，但对于Xen架构来说，每一次Xen Hypervisor内核或者Linux内核版本升级，Xen架构需要同步优化联调Xen Hypervisor内核和特权域基于Linux的内核，才能实现整个虚拟化内核的升级；

3. KVM架构与Openstack云平台架构衔接地最好，Openstack架构对KVM架构的支持最好，目前，OpenStack云平台95%以上的虚拟化计算资源池使用了KVM架构。

从业界各大知名厂商宣布其虚拟化架构从Xen切换到KVM架构足以证明KVM的技术架构优势。毫无疑问，KVM架构已经完全超越Xen，成为中国，乃至世界最主流的虚拟化技术架构。

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