Xen：我為虛擬化而生 為云計算而來
作為著名的開源虛擬化平臺，在虛擬化大潮勢不可擋的今天，Xen在全球乃至中國獲得了越來越多的關(guān)注。而Xen開源社區(qū)每年一屆的技術(shù)峰會Xen Summit，在今年也來到了中國上海。而Xen.org主席兼Xen項目***架構(gòu)師，同時也是思杰公司(Citrix)前沿產(chǎn)品部副總裁的Ian Pratt先生也因此***來到中國，在前往上海之前，和與會的記者作了簡要的溝通，也有機會讓我們更距離的了解Xen，了解Xen乃至Citrix未來的虛擬化發(fā)展戰(zhàn)略。
Xen.org主席兼Xen項目***架構(gòu)師，同時也是思杰公司(Citrix)前沿產(chǎn)品部副總裁的Ian Pratt先生，可以說是Xen之父，他也是Xen.org開源社區(qū)的創(chuàng)始人，還創(chuàng)立了XenSource公司來推廣Xen。在此之后，思杰公司看到了Xen的潛力，便收購了XenSource，Ian Pratt也因此進入了思杰公司。可以說Ian Pratt既是科學家、發(fā)明家，又是一個創(chuàng)業(yè)家，他的這種多種身份，也讓其的職業(yè)生涯豐富多彩。
Ian Pratt首先介紹了一下Xen平臺的發(fā)展近況，目前在企業(yè)虛擬化市場，Xen已經(jīng)占據(jù)了大約18%的使用份額，不過他強調(diào)這是一個非常開源的項目，所以，很難非常準確的確定它究竟在市場上占多大的比例。作為一個普通的消費者或者用戶來說，他可以下載一個單版本的Xen，但卻可以把這個單版本的裝在若干臺的機器上使用，所以，要做到精確的計算是很難的。Ian表示，Xen在企業(yè)當中所占據(jù)的市場份額每季度都在增加，但最讓人感到振奮的一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)是現(xiàn)在公共云的設(shè)備中，有80%或者說接近90%的設(shè)備都在使用Xen的技術(shù)。另外，Xen.org組織本身也是一個非常活躍的開發(fā)者組織，在這個組織當中，有150多個公司在進行工作。此外，還有25家大學也在不斷的為這個組織貢獻自己的力量。任何時候都有超過250名的開發(fā)者在這個組織中活躍的工作。
Ian表示，Xen技術(shù)最初主要是用于為服務器來實現(xiàn)虛擬化，但現(xiàn)在Xen這項技術(shù)已經(jīng)廣泛的蔓延到了其他領(lǐng)域，比如桌面機、筆記電腦，以及各種裝置，甚至于現(xiàn)在還可以為很多的裝置，包括來提供它的虛擬化。所以，Xen的使用從過去比較大的裝置逐漸轉(zhuǎn)向小型裝置。現(xiàn)在除了X86，IA64，以及超級計算機可以使用Xen的技術(shù)實現(xiàn)虛擬化外，很多智能的也開始使用Xen實現(xiàn)虛擬化。
借本屆Xen峰會之際，Xen宣布新增加兩個重量級廠商為Xen顧問委員會委員，分別是富士通公司和VA LINUX系統(tǒng)公司，均來自日本。目前Xen顧問委員會的委員數(shù)量達到了10個。
Ian很自信的認為，無論這個世界上虛擬化方面出現(xiàn)了任何舉措，都應該是從Xen這項技術(shù)率先開始實施的。所以，Xen被選為基礎(chǔ)設(shè)施云的供應者。亞馬遜CTO便挑選了Xen術(shù)作為他們基礎(chǔ)設(shè)施的云的虛擬化的提供者。除此之外，還有其他的一些云的提供商也是挑選了Xen作為他們虛擬化的技術(shù)。Xen一直以來以高性能著稱，而這也在能從一些第三方的聲音體現(xiàn)出來。
接下來，Ian簡要介紹了一下Xen的起源，由此進一步證明Xen的先進性與前瞻性。
1999年，Xen這項工作剛剛開始興起，最初它只是作為一個大學的項目存在。Ian表示，“這個項目是由我本人和劍橋大學計算機科學實驗室的一些學生共同做的。我們當時就意識到要想使得虛擬化的工作越來越好，必須需要得到硬件方面的幫助，而且要不斷地改變，改變芯片組，以及改變一些IO的裝置，使得他們能夠適應虛擬化的需要。”
“所以，在過去的很多年，我們一直都和很多的硬件廠商，包括英特爾和AMD進行著非常良好的合作，同時也和IO廠商保持著密切合作。”Ian說到，“通過與硬件廠商的良好合作，我們就可以確保我們是***個也是***的為這些硬件提供支持的軟件。早在為某些新的硬件產(chǎn)生芯片或者制造芯片之前，我們的Xen已經(jīng)在很多硬件的虛擬器環(huán)境和硬件的模擬環(huán)境上進行運行，這樣我們就可以進一步推動硬件的設(shè)計工作，使它變得更加容易。”而除了在硬件上做的相應改動，使它適應于虛擬化的環(huán)境之外，Ian還很早就意識到也需要跟的廠商有非常良好的合作。“這樣就能不斷的改變操作系統(tǒng)，讓操作系統(tǒng)也能夠隨時的意識到它是在一個虛擬化的環(huán)境中運行，以此便可極大程度地提高和改善我們的工作性能。”Ian表示，“所以，我們把這項工作也稱為操作系統(tǒng)的泛虛擬化。現(xiàn)在幾乎所有大型操作系統(tǒng)都已經(jīng)可以實現(xiàn)泛虛擬化的能力，比如說Linux操作系統(tǒng)，微軟Windows操作系統(tǒng)。”
談到Xen社區(qū)的作用時，Ian表示，“Xen社區(qū)的成員一直在不斷地為Xen的發(fā)展貢獻自己的能力，并且不斷地推動Xen的發(fā)展。我們把很多Xen的技術(shù)融入到不同的產(chǎn)品中，也為不同的廠商提供這些技術(shù)，使他們發(fā)展自己的產(chǎn)品。有的時候，Xen技術(shù)可以作為操作系統(tǒng)的一部分;有的時候，它可以作為一個獨立的虛擬化的產(chǎn)品;也有一些時候，它會被嵌入到一些虛擬的存儲裝置或者是路由器這類裝置中。當然，我上述提到的產(chǎn)品是適應于不同的市場領(lǐng)域，但是他們都是擁有同樣的動力來源。”
Xen的觸角如今已經(jīng)不僅僅局面于服務器端的虛擬化，而是希望將更多的設(shè)備虛擬化。在2007年，Xen.org組織內(nèi)部發(fā)起了一個關(guān)于Xen客戶機的倡議。主要就是要為桌面機和開發(fā)Xen。在的電腦上來實現(xiàn)Xen的虛擬化，這實際上對于Hypervisor的工具提出了巨大的挑戰(zhàn)，Ian表示，“比如在筆記電腦上實現(xiàn)管理，實現(xiàn)3D圖形變換，以及實現(xiàn)多。過去這些都是在服務器上來做，而現(xiàn)在要把它放在筆記電腦上，并且我們希望能以一種非常高的效率來實現(xiàn)它的虛擬化，這就帶來了挑戰(zhàn)。”
但是，筆記電腦其實對于成本非常敏感，所以這就要求要Hypervisor盡可能的小并且***能嵌入到閃存中，把它內(nèi)置裝入筆記本。最初，思杰和英特爾共同發(fā)起了這樣的倡議，到現(xiàn)在已經(jīng)有多家公司加入到這個倡議當中。思杰的目標是要用很短的時間就在客戶端的裝置上實現(xiàn)無所不在的虛擬化，換句話說，無論你買筆記本電腦還是買，出廠的時候在其內(nèi)部閃存上就已經(jīng)嵌入了Hypervisor。不僅僅是筆記本電腦能實現(xiàn)虛擬化，Ian預計，“在未來幾年當中很多的智能也能實現(xiàn)虛擬化。當然，我們希望這些虛擬化都是基于Xen的虛擬化。”
注：基于Xen的終端虛擬化架構(gòu)(即Citrix XenClient這一產(chǎn)品的技術(shù)架構(gòu))，注意它是Type-1模式的虛擬管理器，也就是一種裸機的虛擬化，而不像其他廠商的方案那樣，需要在一個操作系統(tǒng)上再部署虛擬管理程序，即Type-2模式，相比之下Type-1模式下，虛擬化的效能更高，虛擬機的實際性能損失最小。
Ian強調(diào)，在客戶端方面，使用各種技術(shù)來實現(xiàn)虛擬化與在服務器當中的情況是完全不一樣的，沒有人會關(guān)心CPU當中使用了多少個虛擬的裝置。在筆記本電腦還是臺式機方面，提及虛擬化裝置的使用或者技術(shù)的使用時，更多地要關(guān)注到它的使用性、可管理性、可支持性，以及可審計性。有了Hypervisor之后，則可以極大程度上的改善上述所提到的特性，同時，虛擬化也有助于構(gòu)造一個十分值得信賴的計算架構(gòu)。比如，通過Hypervisor，就可以建立起一個多極的安全體系,可以運行多個虛擬機，這些虛擬機本身在按照標準配置的情況下，應該是可以作為安全的獨立的虛擬機存在，或者可以通過政策對整個虛擬機之間的信息流進行控制。
注：這是一個終端虛擬化應用范例，比如筆記本電腦帶兩個虛擬機，其中一個虛擬機是包含商業(yè)環(huán)境信息，而另外一個則是包含用戶個人環(huán)境信息，這兩個虛擬機本身可以出于安全性的考慮來獨立其設(shè)置。或者，還可以有第三個虛擬機，這個虛擬機只為我執(zhí)行網(wǎng)上銀行的業(yè)務，它可以有效的屏蔽那些記錄黑客軟件(如Keyloger)，以保護自己的帳戶安全，而每個虛擬機都可以定制不同的安全等級以及安全服務，有效的提高了商業(yè)安全性。
當然，客戶端虛擬化所帶來的好處其實需要通過與企業(yè)數(shù)據(jù)中心的管理軟件相結(jié)合才能真正實現(xiàn)，讓商業(yè)虛擬機與公司的數(shù)據(jù)中心相連，通過后端提供應用虛擬化。比如，與企業(yè)數(shù)據(jù)中心的軟件進行結(jié)合后，可以創(chuàng)建一些系統(tǒng)鏡像(Image)，然后再發(fā)送到上千個筆記本電腦上，然后就可以對這上千個筆記本電腦進行隨時更新和管理，跟過去通過一個操作系統(tǒng)所做的各種管理完全一樣。簡短來講，先創(chuàng)建一個鏡像，再給它配備上應有的政策，然后就可以把它傳送給用戶。
Ian表示，Xen在開發(fā)之初就已經(jīng)體現(xiàn)出了云計算的模型。并給出了一張當時的構(gòu)想圖(下圖)。Ian介紹到，“這張演示稿上顯示的是1999年，我還在劍橋大學任教時，做了一個叫做XenoServers的項目。從這個項目開始，我們便對虛擬化產(chǎn)生了興趣，也就從那時起開始著手創(chuàng)建我們的Xen。”
在當時，XenoServers這個項目本身的目標是要為全球平臺開發(fā)一個軟件，能夠讓各個組織或者用戶以一種非常靈活的方式在這樣的軟件為基礎(chǔ)的平臺之上購買他們所需要的計算的資源。而現(xiàn)在這個項目已經(jīng)被看作是云計算的一個先驅(qū)了。Ian表示，“我們在創(chuàng)建Xen的時候，其實就是希望能夠通過建立這樣一個Hypervisor讓我們的用戶可以實現(xiàn)他們各個環(huán)境安全的分開，讓他們可以更安全的使用自己的數(shù)據(jù)，也可以更安全的獲取到自己所需要的計算資源。正是因為本著這樣一個目的創(chuàng)建Xen，Xen非常適用于云計算的環(huán)境。”
Amazon被看作云計算率先得以實施的客戶，它很大程度上率先使用了XenoServers為它帶來的云計算使用方面的一些靈感。Xen的云平臺項目其實就是使Xen的作用能夠進一步的擴大，并且為云的部署創(chuàng)造了一個完全虛擬化的基礎(chǔ)設(shè)施。今天其實有很多云的廠商都利用了Xen的技術(shù)，然后從Xen的核心領(lǐng)域脫離開，根據(jù)自己的需求增加自己的軟件，以此來建立適應自己需要的云平臺。而Ian則希望通過Xen的云平臺，對所有軟件的成份實現(xiàn)標準化，使它真正意義上能夠幫助用戶簡單且容易的部署一個真正虛擬化的基礎(chǔ)設(shè)施，以此推動整個行業(yè)在這方面的標準化進程。Ian表示，“我們也認為Xen的云平臺賦予了我們很強大的能力，使得我們建立起了這樣一種真正意義上的虛擬化的云的基礎(chǔ)設(shè)施層。”
今天我們可以看到，很多云的廠商都在提供虛擬的專用服務器，這些服務器本身對做一些網(wǎng)絡托管或者做一些簡單的應用是非常有用的。但Ian希望通過Xen的云平臺建立起虛擬專用的數(shù)據(jù)中心，這樣可以創(chuàng)造出多個虛擬機，讓用戶可以用這多個虛擬機配置自己的拓普結(jié)構(gòu)，其中包括網(wǎng)絡的拓普結(jié)構(gòu)和存儲的拓普結(jié)構(gòu)，這樣虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施的建立就可使得用戶在這樣虛擬專用數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)之上來發(fā)展和使用更加高級的應用。
所以，Xen.org一直致力于創(chuàng)建這樣的網(wǎng)絡或者存儲虛擬化的環(huán)境，并且也在不斷的促進在各個行業(yè)的標準化。在8月份的時候，Xen剛剛宣布了0.1的云平臺。從那之后，有很多的公司加入到了Xen平臺當中。
Xen的云平臺(XCP，Xen Cloud Platform)簡介，它為云計算提供了一個完整的開放性平臺，有需求者可以根據(jù)自己的需要在它的基礎(chǔ)上添磚加瓦。
***Ian總結(jié)到，“Xen這個社區(qū)仍然在繼續(xù)的壯大，而我們開發(fā)的實力也在不斷的擴充。而在上海召開的Xen 2009年峰會應該說是一次***規(guī)模的Xen峰會，甚至有超過150個人無法容納到這個會場中。Xen的設(shè)計優(yōu)勢是非常適用于云計算的環(huán)境，因為它可以保證各個不同的機器之間有非常好的安全性，而且它的架構(gòu)也提供了***的以及最安全的特征給用戶。Xen不僅僅可以適用于云的環(huán)境，同時也可以適用于各種客戶端的環(huán)境。在具有了這樣高的安全性同時，我們也在不斷的保持自身在整個業(yè)界并且在性能方面的領(lǐng)先。”
同時，他還高強，Xen本身的架構(gòu)是可擴展性的，它可以使Xen的技術(shù)從云的環(huán)境通過服務器逐漸擴展到客戶端，也可以被應用到智能手機上。
在做完相關(guān)介紹之后，Ian與思杰公司大中華區(qū)總裁曹衡康先生共同接受了記者的采訪。
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