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Xen 是一個開放源代碼虛擬機監視器,由劍橋大學開發。它打算在單個計算機上運行多達100個滿特徵的操作系統。操作系統必須進行顯式地修改(「移植」)以在Xen上運行(但是提供對用戶應用的兼容性)。這使得Xen無需特殊硬體支持,就能達到高性能的虛擬化。

1 Xen -簡介:

  XEN 是一個基於X86架構、發展最快、性能最穩定、佔用資源最少的開源虛擬化技術。Xen可以在一套物理硬體上安全的執行多個虛擬機,與 Linux 是一個完美的開源組合,Novell SUSE Linux Enterprise Server 最先採用了XEN虛擬技術。它特別適用於伺服器應用整合,可有效節省運營成本,提高設備利用率,最大化利用數據中心的IT基礎架構。
  XEN 是英國劍橋大學計算機實驗室開發的一個虛擬化開源項目,XEN 可以在一套物理硬體上安全的執行多個虛擬機,它和操作平台結合的極為密切,佔用的資源最少。目前穩定版本為XEN3.0。支持萬貫虛擬化和超虛擬化。以高性能、佔用資源少著稱,贏得了IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell等眾多世界級軟硬體廠商的高度認可和大力支持,已被國內外眾多企事業用戶用來搭建高性能的虛擬化平台。

2 Xen -使用

  IBM經常在其主機和伺服器上使用虛擬機來儘可能發揮其性能,並類似chroot監禁那樣將程序置於隔離的虛擬OS中以增強安全性。除此之外,它還能使不同和不兼容的OS運行在同一台計算機上。Xen對虛擬機活躍遷移的支持允許工荷平衡和避免停時。

3 Xen -與其它VMM的比較

  Denali使用准虛擬化技術來提高x86電腦上虛擬機的性能。Denali的虛擬機為網際網路服務專門支持了最小化的操作系統。系統可以運行上千虛擬機。Xen與Denali不同,因為它試圖運行適當數量的完整操作系統,而非大量輕量級操作系統。
  VMware為x86提供虛擬機,這些虛擬機可以運行未修改的PC操作系統。所涉及的技術極為複雜,也導致了性能的(有時相當顯著)下降。Xen犧牲了完全的二進位兼容,換取相對的簡易性和改善的性能。

4 Xen -XEN 虛擬化應用領域

  Xen憑著獨特的虛擬化性能優勢贏得了越來越的廣泛應用。目前被用戶充分應用在以下領域:
  ◆ 伺服器應用整合:在一台物理主機上虛擬出多台伺服器, 以安裝多個不同的應用,充分利用伺服器的物理性能,靈活進行伺服器的應用遷移。
  ◆ 軟體開發測試:用戶可利用Linux的低成本優勢非常靈活地搭建多個應用系統開發平台,由此節省了大量的開發成本,加快了開發進程。
  ◆ 集群運算:和單獨的管理每個物理主機相比較,虛擬機管理更加靈活,同時在負載均衡方面,更易於控制和隔離。

5 Xen -XEN 典型應用案例

  1) 騰訊公司---中國最大的Web服務公司
  騰訊公司經過多方測試比較后,最終選擇了Novell SUSE Linux Enterprise Server中的Xen超虛擬化技術。該技術幫助騰訊改善了硬體利用率以及提高系統負載變化時的靈活性。客戶說:「在引入Xen超虛擬化技術后,我們可以在每台物理機器上運行多個虛擬伺服器,這意味著我們可以潛在的顯著擴大用戶群,而不用相應地增加硬體成本。」
  2) 寶馬集團----馳名世界的高檔汽車生產企業
  寶馬集團(BMW Group)利用Novell帶有集成Xen虛擬化軟體的SUSE Linux Enterprise Server來執行其數據中心的虛擬化工作量,從而降低硬體成本、簡化部署流程。採用虛擬化技術使該公司節省了高達70%的硬體成本,同時也節省了大量的電力成本。

6 Xen -Xen的准虛擬化

  Xen通過一種叫做准虛擬化的技術獲得高性能,甚至在某些與傳統虛擬技術極度不友好的架構上(x86),Xen也有上佳的表現。與那些傳統通過軟體模擬實現硬體的虛擬機不同,在Intel VT-X支持下3.0版本之前的Xen需要系統的來賓許可權,用來和Xen API進行連接。到目前為止,這種技術已經可以運用在NetBSD, GNU/Linux, FreeBSD和Plan 9系統上。在Brainshare 2005會議上,Novell展示了NetWare與 Xen的連通。與Windows XP連通的技術曾在Xen開發初期進行,但微軟的協議未能允許它發布。Sun微系統公司也正在積極地將Solaris移植到Xen平台之上。

7 Xen -Xen的半虛擬化

  Xen通過一種叫做半虛擬化的技術獲得高效能的表現(較少的效能損失, 典型的情況下大約損失 2%, 在最糟的情況下會有 8% 的效能耗損; 與其它使用完全的虛擬化卻造成最高到 20% 損耗的其他解決方案形成一個明顯的對比),甚至在某些與傳統虛擬技術極度不友好的架構上(x86),Xen也有極佳的表現。與那些傳統通過軟體模擬實現硬體的虛擬機不同,在3.0版本及在Intel VT-X支援前的Xen需要讓客戶操作系統(guest operating systems)與Xen API進行連接。到目前為止,這樣連結已經可以運用在NetBSD, GNU/Linux, FreeBSD和貝爾實驗室的Plan 9系統上。在Brainshare 2005會議上,Novell展示了NetWare與 Xen的連通。與Windows XP連通的技術曾在Xen開發初期進行,但微軟的協議未能允許它發布。Sun微系統公司也正積極研究Solaris與Xen的連結,使其能在Xen平台上運作。

8 Xen -Xen的完全虛擬化

  Intel對Xen貢獻修改以支持其VT-X Vanderpool架構擴展。如果主系統支持Vanderpool或者Pacifica擴展(Intel和AMD對本地支持虛擬化的擴展),這項技術將允許未修改的客作業系統運行在Xen虛擬機中。事實上,那意味著性能的提升,並且你可以在沒有進行任何協議不允許的修改的情況下對Windows進行虛擬。

9 Xen -虛擬機的遷移

  Xen虛擬機可以在不停止的情況下在區域網內多個物理主機之間實時遷移。在操作過程中,虛擬機在沒有停止工作的情況下內存被反覆的複製到目標機器。虛擬機在最終目的地開始執行之前,會有一次60-300毫秒秒的非常短暫的暫停以執行最終的同步化,給人無縫遷移的感覺。類似的技術被用來暫停一台正在運行的虛擬機到磁碟,並切換到另外一台,第一台虛擬機在以後可以恢復。

10 Xen -平台支持

  Xen目前可以運行在x86,x86_64系統上,並正在向IA64、PPC移植。移植到其他平台從技術上是可行的,未來有可能會實現。
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