發展歷史

早在計算機還是龐然大物的上世紀60年代，虛擬化技術已經開始悄悄發展了。

• 1964年 IBM M44/44X被認為是世界上***個支持虛擬化的系統，其技術方式是：像分時系統一樣，在每個時間片，一個IBM 7044大型機獨占所有硬件資源來運行，并且提出了分頁的概念，由于其依賴硬件來實現虛擬化，史稱硬件虛擬化。
• 1974年，論文Formal requirements for virtualizable third generation architectures提出了虛擬化系統結構的三個基本條件[1]。
• 1972年著名的天才法國程序員Fabrice Bellard出生。
• 1979年的 Unix 第7版引入了 chroot 機制，chroot 就是讓一個進程把指定的目錄作為根目錄，它的所有文件系統操作都只能在這個指定目錄里進行。
• 1990年 Xen hypervisor 的Xenoserver初始代碼工程由 Keir Fraser 和 Ian Pratt 創建。
• 1998年，很著名的 X86 模擬器 Bochs 出現了，其正式版本的推出時間為1998年11月。
• 1999年，Vmware 公司率先推出針對 X86 平臺的商用虛擬機 Vmaware workstation。
• 2001年，目前***的采用動態二進制翻譯技術的虛擬化軟件 Qemu（Quick EMUlator） 發布***個版本，其作者是Fabrice Bellard。
• 2003年，劍橋大學發布了*** Public 的 Xen 版本，通過半虛擬化技術實現了對包括 x86-64 平臺多個平臺的虛擬化支持。
• 同年，Intel 公布了將在 x86 平臺的 CPU 上支持虛擬化技術 VT。
• 2007年1月，Sun 公司發布了開源虛擬化 VirtualBox 。
• 2007年2月，Linux Kernel 主線版本2.6.20合入了由以色列公司 Qumranet開發的 KVM（Kernel-based Virtual Machine ），支持KVM的前提是 CPU 必須要支持硬件虛擬化。
• 2008年***季度，微軟連同 Windows Server 2008 同時發布了虛擬化產品 Hyper-V。
• 2008年6月， Linux Container  發布了0.1.0版本，其可以提供輕量級的虛擬化，用來隔離進程和資源。
• 2008年9月4，Red Hat 收購了色列公司 Qumranet，并著手開始用 KVM 替換在 Red Hat 中的使用的 Xen [Xen開始在主流Linux 發行廠商中衰落]。
• 2010年10月21日，NASA 發布了可以提供基礎設施即服(IaaS)服務的云平臺 OpenStack ，并提供了***個版本。
• 2011年1月11日，Ubuntu的創始人 Mark shuttleworth 宣布，Ubuntu 將采用 Openstack 作為基礎的云平臺，在之前的版本 Ubuntu 采用的是 Eucalyptus。
• 2013年3月15，在加利福尼亞州圣克拉拉召開的 Python 開發者大會上，DotCloud 的創始人兼***執行官 Solomon Hvkes 在一場僅五分鐘的微型演講中，***提出了 Docker 這一概念，并于會后將源碼進行了開源，托管在了Github上。
• 2014年6月，Docker發布了***個正式版本1.0，彼時，Docker的下載量已經超過 275萬次 ，1年之內 Redhat 和 AWS 就宣布為 Docker 提供官方支持。
• 2015年國外國內涌現各種從事云的公司，并提供了各種云服務，諸如Laas，Paas，Saas等。

從上述時間線，我們的發現，各種如春筍般的新技術的出現，必將有舊技術的沒落，技術的革新比我們想象的要快太多。

基礎概念

什么是虛擬化？

這里簡單歸納一下我的理解：

1. 虛擬化是資源的一種邏輯表示，并不會受限于物理資源。

2. 運行的環境不在真實的硬件上，而是硬件之上的虛擬內存中的一段，或者說是虛擬的環境中。

3. 虛擬化為數據、計算能力、存儲資源等提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖。

4. 虛擬化的發展，大幅降低了IT硬件成本，減少了資源的浪費，并且提升了系統的穩定性和安全性。

全虛擬化

全虛擬化(Full Virtualization)也稱為原始虛擬化技術，該模型使用虛擬機協調Guest操作系統和原始硬件，VMM在Guest操作系統和裸硬件之間用于工作協調，一些受保護指令必須由Hypervisor（虛擬機管理程序）來捕獲處理。 全虛擬化的運行速度要快于硬件模擬，但是性能方面不如裸機，因為Hypervisor需要占用一些資源。

半虛擬化

半虛擬化(Para Virtualization)是另一種類似于全虛擬化的技術，它使用Hypervisor分享存取底層的硬件，但是它的Guest操作系統集成了虛擬化方面的代碼。該方法無需重新編譯或引起陷阱，因為操作系統自身能夠與虛擬進程進行很好的協作。 半虛擬化需要Guest操作系統做一些修改，使Guest操作系統意識到自己是處于虛擬化環境的，但是半虛擬化提供了與原操作系統相近的性能。

虛擬化技術的關鍵特性

同質 - Equivalence

即VM的運行環境和物理機的環境在本質上是相同的，表現上允許有一些差異。如CPU的橋片必須一致，CPU core的個數以及內存可以不同，不必使用同類型的網絡適配器驅動等等。

高效 - Efficiency

即VM的性能必須接近物理機。因此，常見的虛擬系統模擬器（Boches，simics等）就不能成為VM。為達此目的，軟件在虛擬系統上運行時，大多數指令要直接運行在硬件上執行，只有少量指令需要VMM的模擬或翻譯處理。

資源受控 - Resource control

即VMM(Virtual Machine Monitor)對物理機的所有資源有絕對的控制力。虛擬機不允許直接執行敏感指令。