虚拟化vs.操作系统

日期: 2008-12-28 作者:李菁 来源:TechTarget中国

  IT产业残酷的一面体现在,革命性技术通过改变游戏规则收割产业巨人们生命的可能性时刻存在,虚拟化正是今日悬在IT产业之上的这把利剑。虚拟化凌厉的剑刃正在无情地削弱着传统操作系统巩固了数十年的地位,同时也扰乱着它们为占据下一代数据中心设计的精美蓝图。在决胜当下与未来、颠覆与捍卫、结盟与对抗之间,一场覆盖整个IT产业链的大战正在如火如荼地展开。

  虚拟化层的引入为今后的计算架构演化埋下了诸多伏笔,削弱乃至终结操作系统则成为其中最令人激动的一种。

  如果我们从地缘政治的角度审视操作系统传统地位今日面临的挑战,不难看出,操作系统阵营的崇高地位正在面临前所未有的威胁。

  在传统的计算架构中,操作系统承担着向下直接管理和调配硬件资源,向上管理应用的重要使命。这两大职能使操作系统同时保有对上层应用软件和下层硬件强大的影响力。

  而在虚拟化技术已经实现的三层计算架构(硬件层、虚拟层、操作系统层)中,操作系统将因为虚拟层的存在无法直接接触硬件资源,只能依赖虚拟机的支持,使用虚拟后的硬件资源。

  单纯从硬件资源使用的角度来说,这与应用软件通过操作系统调用硬件资源的方式并无本质不同。一旦虚拟层在硬件层和操作系统层站稳脚跟,将自然而然地拿下操作系统对硬件的管理权,传统操作系统两大职能,便去其一,传统操作系统厂商对硬件厂商的牵制力也将不复存在。

  但是,虚拟化技术的领先者显然并不仅仅满足于削弱传统操作系统的地位,而是试图彻底在某些领域取而代之,引导用户将目光投向一种全新的计算架构。

  “虚拟化可以做更多服务,例如,我们能够只保留操作系统中必要的软件,并建立起最优化的操作系统。”VMware首席科学家兼创始人Mendel Rosenblum说。他暗示,虚拟化技术可以建立起一种虚拟层直接与CPU和其他硬件集成的系统,该系统会更加可靠、安全、易于管理而且性能更佳。在虚拟机上,软件制造商只需要提供运行某特定程序所需的要素即可。“最终虚拟化会使包括Linux在内的操作系统成为历史。”Mendel Rosenblum说。

  如果这一梦想变为现实,传统操作系统将很大程度上成为虚拟机提供商的附庸,等待他们的将是被肢解甚至被取代的命运,虽然就目前来说,这一阵营的庞大势力使这一猜想仍然显得难以置信。

  数据中心市场前景再现变数

  仅仅是上述威胁,还不足以解释微软和Linux厂商们为何作出比产业链上其他角色更为激烈的反应,另一个原因在于,虚拟化厂商已经把手伸向他们为未来准备的蛋糕。

  如今,除了甲骨文CEO拉里·埃里森和Sun董事会主席斯科特·麦克尼利敢嘲笑“云计算只是个广告概念”之外,很少有人质疑云计算代表了IT产业的未来。无论是“内部云”还是“外部云”,最终都必须依靠数据中心来实现,未来的IT势必将变成一个数据中心林立的世界,而用户对下一代数据中心的基础设施架构的投资无疑将造就一个巨型金矿。

  因此,从几年前开始,产业链上大大小小、形形色色的参与者无不在为这块蛋糕的到来做着精心的准备,操作系统厂商之间的竞争尤为激烈,不管是微软、红帽、Novell还是一直对云计算心存抵触的Sun,都提出了自己的云时代基础设施架构方案,他们都希望用户选择自家的架构建设未来的数据中心,从而称霸云计算时代。

  虽然他们中没有人否认虚拟化将不可避免地成为数据中心整合中产生聚合效应的关键技术,但是,在他们规划的蓝图中,虚拟化技术只是作为未来操作系统下的一个必要功能。

  而这时,VMware却对此大唱反调。VMware告诉客户,对企业来说,虚拟化已经不再是一个功能选择,而是一个架构抉择,VMware也已经从一个虚拟引擎提供商,发展成了一个虚拟架构与解决方案提供商。这让VMware直接站在传统操作系统厂商的对立面,理所当然地引起了他们的警觉。

  显然,VMware没有停止在去操作系统化方面的努力,它推出了一种虚拟化产品内嵌在硬件中,当用户需要使用一个全新的服务器时,不必像在某些操作系统的应用之下,要建立一个标准的运营环境,它保证不和其他环境中的IT有任何的冲突。

  这一内嵌于硬件中的产品是即插即用型的,当用户启动服务器,该软件会自动发现新硬件并告知虚拟层该资源可用。

  新资源立刻进入了资源池,而不会对现有系统造成任何的干扰。VMware认为,这种模式能够更加有效地提升资源使用率,VMware的系统基础设施又可以重新平衡新的硬件和现有的资源。

  这就是VMware所说的数据中心的未来。Vmware向客户推荐这种做法的理由是,成本更低,更加容易使用,而且可靠性也更高。

  “以前的方式是非常笨重的,需要大量的资源,每一次当你有一个新的平台,你都必须重新把这个操作系统安装到平台或者系统上。我们这种内嵌于硬件的方式可以说是更加高效。ESX尽管是内嵌在硬件上的,但它是一个非常绿色的软件,它只占用32兆空间,但如果是一个操作系统的话,至少要占到几个G,而且它的可靠性更高,这是运行数据中心更好的一种方式。”VMware公司副总裁兼亚太区总经理Mike Clayville表示。

  如果这一想法成为现实,操作系统厂商们的既有蓝图必须面临修改以抗衡这一巨变,否则数年心血有可能化为乌有,显然没有人愿意坐以待毙。

  新的虚拟层的引入有可能极大地削弱操作系统现有的地位,从而对操作系统未来的演进方向产生深远影响。

  • 应用层
  • 操作系统层
  • 虚拟层
  • 硬件层
  • 应用层
  • 操作系统层

  硬件层

  捍卫与颠覆

  2008年,操作系统厂商与裸机虚拟化提供商的军备竞赛达到了一个新的高度。虽然操作系统厂商的虚拟化方案仍难弃“集成情结”,但其追赶的速度十分惊人,然而,VDC-OS的发布却突然让VMware跃升到了更高的竞争层面。

  如果回顾2006~2008年操作系统厂商的规划与变迁,我们可以轻易找到它们与其他年份的不同之处:面临潜在的巨大威胁,操作系统厂商们开始以前所未有的速度更新着他们的虚拟化解决方案。而他们迫不及待的心情在2008年达到了最高峰。

  产品针锋相对

  2008年6月,微软高调抛出了自己的虚拟机产品Hyper-V。两个小细节可以说明微软捍卫地位的急迫心情。

  其一,之前,微软一直宣称,Hyper-V正式版的公布不会早于2008年9月,而实际发布日期却足足提前了两个月,这在微软跳票累累的产品发布史上相当罕见。

  其二,尽管Hyper-V备受期待,微软却没有在面世时给它单独的出场机会,而是将Hyper-V与微软新一代服务器操作系统Windows Server 2008捆绑在一起。在此次发布的一个月之后,微软才又推出了独立于操作系统的Hyper-V Server 2008,与Hyper-V不同的是,这一产品并不要求事先安装Windows操作系统。在此之后,微软背靠已有的产品家族陆续推出了虚拟机管理、实时监控等适应虚拟化环境的工具,意图摆开阵势与VMware抢夺市场。

  其三,尽管Hyper-V采用的也是基于Hyperviser的架构,但是在体系架构上却仍然把硬件驱动放在了操作系统层。微软中国技术专家尹川表示,这样不仅减小了Hyperviser的体积,增强了安全性,而且使用户可以使用为服务器物理硬件设计的驱动,而不是虚拟硬件的驱动。不过也有专家表示,微软试图通过这一体系架构,继续在技术上保持与硬件厂商的联系。

  操作系统的另一大阵营Linux反应的激烈程度也毫不逊色。在2008年6月底到9月初的两个多月内,红帽公司接连公布了两项与虚拟化密切相关的重大举措。

  2008年6月23日,红帽公司宣布推出新一代虚拟化解决方案,针对整个企业利用下一代虚拟化技术推出三项战略举措。这些举措将使客户可以横跨整个IT基础架构部署虚拟化,并提供超出同类产品的特性和成本优势。红帽称,这一产品的发展,将使红帽的解决方案为市场提供业界最全面的虚拟化功能。

  新一代虚拟化解决方案与红帽之前的方案最大的区别是,红帽虚拟化方案的重心从以Xen为核心转向了全面依靠KVM。不过,红帽仍然坚持将虚拟化技术集成在操作系统内部。

  2008年9月4日,红帽宣布收购Qumranet公司。该收购内容除了包括Qumranet的虚拟化方案,即KVM平台、SolidICE以及虚拟桌面架构之外,还将Qumranet的专业团队也加入红帽。这个团队主要开发、测试并支持Qumranet解决方案,也是开源社区KVM项目的主要领导者。红帽称,籍由这次并购,它现在可以提供虚拟化厂商所不能提供的、与操作系统紧密集成的全面方案。

  尽管必须在虚拟化领域加速追赶VMware,已经成为传统操作系统厂商的共识,但是, “集成情结”似乎成为他们共同的特点。与一开始就以提供裸机虚拟化操作系统为目标的VMware不同,传统操作系统厂商必须基于自己的优势拓展虚拟化。对此,VMware显然无法认同,VMware认为,将虚拟技术与操作系统紧密集成起来会丢失部分虚拟化带来的价值。

  VMware的跨越式反击

  就在传统操作系统厂商们紧锣密鼓地追赶VMware的同时,VMware在9月中旬召开的2008年全球虚拟化大会上上演了一场跨越式反击。在大会的第一天,VMware就正式公布了名为VDC-OS的虚拟数据中心操作系统。

  “为了运行一台服务器,你需要一个服务器操作系统。为了运行一个虚拟数据中心,你需要一个虚拟数据中心操作系统——一个结合所有资源的构造并与管理层捆绑在一起。”VMware产品与解决方案副总裁Raghu Raghuram说。将VMware Infrastructure平台升级为面向数据中心的虚拟操作系统,意味着VMware正式从虚拟化引擎提供商转型到虚拟数据中心操作系统提供商,从而在虚拟化道路上跨出了里程碑式的一步。但是,对正在努力缩小差距的操作系统厂商们来说,VMware此举无疑形成了新的压力。

  Gartner:虚拟化将主宰IT基础设施和运营市场

  市场研究公司Gartner 4月发布的报告称,到2012年之前,虚拟化应用将在大型企业的IT基础设施和日常运营当中发挥主导作用,从而给各大企业的IT基础设施安装、运营、管理带来变革。

  Gartner称,正因为如此,各大网络设备制造商即将在虚拟化业务领域展开新一轮竞争。

  今后数年内,全球计算设备市场现有格局将被打破,制造商之间的兼并重组将不可避免。

  Gartner认为,在企业市场虚拟化业务中,尤以服务器虚拟化最引人关注。事实上,服务器虚拟化已对全球服务器市场产生影响。

  Gartner估计,由于虚拟化服务器观念的流行,2006年x86服务器销量下降4%;预计到2009年,在x86服务器上安装的虚拟机将超过400万台。此外,PC机虚拟化应用也在大幅增长。预计到2011年时,虚拟化PC机数量将从2007年的不足500万台增至6.6亿台。

  Gartner称,虚拟化不但将为企业用户节约IT硬件开支,而且着眼于长期发展,也将使个人计算更易于管理,安全功能亦大幅提高。

  Gartner报告指出,值得各大网络基础设备制造商引起注意的是,随着企业用户IT基础设施虚拟化和自动化程度的提高,也对这些IT设施的管理水平提出了更高要求,即要求IT基础设施各个组成部分之间能密切协同工作。

  只有那些愿意在虚拟化应用领域大力投入研发资金的网络设备制造商,才有可能在今后数年内占据市场先机。

  决胜生态系统

  新旧势力之间的较量起因于虚拟技术的诞生,但是一家拥有革新技术的公司,却未必能成长为一家成功的企业。当今已经远不是上世纪90年代凭创新产品的单打独斗便能成就一方霸业的时代,胜利女神往往站在那些有能力以自己为核心迅速构建起强大生态系统的企业。

  一家拥有创新性技术的新公司,是否能成长为“参天大树”,关键要看他深埋在土壤中的根系有多广。

  当今已经远不是上世纪90年代凭创新产品的单打独斗便能成就一方霸业的时代。产业链上不断精密的分工模式使链条上的可能的利益相关者越来越多,从某种意义上来说,一家厂商所拥有的生态系统的规模和质量直接决定了他手中主导权的多寡。

  拥有强大生态系统的厂商,通常具备迅速改变产业格局的力量。而对在虚拟化技术方面保持领先的厂商们来说,这一点至关重要。

  任何一部革命历史,都不缺乏革命的先行者最终被他们自己掀起的革命吞噬的例子。要在虚拟化革命中始终保持领先,并最终巩固自己的地位,虚拟化厂商必须拥有强大的生态系统。

  而对传统操作系统厂商们来说,他们面临的压力较小,20多年的发展已经使他们拥有了较为成熟的生态系统,不过他们仍需要进一步广泛地结盟,在增强虚拟化实力的同时,牵制挑战者前进的步伐。

  但是,或许是因为创始人的深谋远虑,或者源于母公司EMC庞大产业资源支持,成立不到10年的VMware已经在经营生态系统方面显得相当成功,所有参加过2008年全球虚拟化大会的人都会对此有相当直观的感受:无论是在芯片端的英特尔和AMD,服务器端的HP、戴尔、IBM、富士通,还是在软件端的SAP、BEA,甚至是应用端的上百家ISV,聚拢在VMware身边的是一个拥有强大能量的生态圈。

  VMware大中华区技术总监张振伦表示,目前在中国,VMware一半的收入来自于OEM的厂商,包括IBM,还有HP、Dell等全球合作伙伴。从今年的年初开始,VMware又陆续在与联想、浪潮以及中国其他一些公司洽谈OEM业务,以扩大在市场上的合作。

  这也有赖于VMware技术合作计划(TAP计划),这个计划中不仅针对ISV,还针对硬件合作伙伴,目前有700多家公司登记参与了该计划。

  不过,近日IDC关于全球虚拟机销量的报告,从一定程度上证明了微软迅速调动已有生态系统资源,形成新的影响力的娴熟功力。报告说,如果算上微软上代虚拟化产品Virtual Server,微软在虚拟化领域新出货量所占比例已经达到23%。

  尽管Hyper-V从功能的丰富性来说还远不及对手,但是从Hyper-V亮相的第一天,各主要服务器装机商和众多软件开发商就纷纷表示了对Hyper-V的支持,这保证了微软虚拟化方案能在出台后很短的时间内形成巨大的威慑力和市场效应。

  此外,为了弥补在产品和技术方面的短板,微软不仅在与Novell两年合作的基础上深度结盟,而且果断地与另一家开源虚拟机提供商思杰联手,欲谋划“孙刘联手抗曹”之局面。

  Novell东亚区技术总监李岩表示,微软与Novell公司联合发布了用于优化混源环境的虚拟化解决方案,这一方案跨越Windows和Linux两大环境,并得到了渠道合作伙伴如戴尔公司等的大力支持。

  相比之下,红帽的路显得多少有些坎坷。事实上,两年前,红帽高调开始了虚拟化征程,其核心是将Xen的虚拟技术集成在自家的操作系统。

  可惜两年间,随着Xen与微软、Novell越走越近,红帽逐渐失去了对Xen项目的影响力,直到Xen最终被思杰收购,终于迫使红帽壮士断腕,在2008年6月来了个大转折,全面转向KVM。这次转型的另一个收获是得到了IBM的强有力支持。

  不过,当前虚拟化的标准尚未形成,因此在虚拟化产业链的参与者大多选择了兼收并蓄的策略。

  正如戴尔大中华区企业解决方案市场总监MilindYedka所说,虚拟化市场目前的竞争态势仍不明朗,存在多种可能。目前戴尔的策略是重视用户需求,与各个不同的虚拟方案提供商保持接触,并根据用户需求为他们选择合适的解决方案。

  操作系统面临数十年未有之变局

  毫无疑问,在人类历史上,没有哪个产业像IT业,能够以如此惊人的频率进行着革新和扬弃。这一产业特质的残酷性在于,在这个产业频繁更改的游戏规则面前,没有多少宠儿能够保持常青。

  在IT产业并不算长的发展历史上,我们不需要太费劲就能找到一堆这种案例,直到今天仍然财大气粗的操作系统厂商也不能例外,虚拟技术也许正是今日悬于它们头上的一把利剑。

  过去,操作系统一直是客户机和服务器计算的重心,说操作系统有可能淡出主流的确有些危言耸听,但是,新的技术、新的计算方式和基础设施虚拟化和自动化正在迅速改变这个架构和操作系统的地位。

  这不仅将显著削弱操作系统厂商手中的产业主导权,同时必将对操作系统自身演化形成巨大的冲击和刺激,单一的、通用的操作系统的时代也许很快将离我们而去。

  从商业角度说,产品形态的变化也许会导致它们的商业模式发生剧烈变化,面临生存大计,它们或许必须改变其获利方式。云计算不仅会催生大量数据中心, 也给软件服务模式带来变革,很多操作系统厂商恰恰正在面临这一艰巨的转型期的考验。而现在虚拟化厂商在市场上的突飞猛进和雄心直指操作系统厂商们的传统领地,又在另一个方向上给其形成了巨大的压力。但是,从另一各角度来看,虚拟化也为操作系统的进一步演进提供了一个契机和必要的刺激,至少操作系统厂商从未以如此大的积极性加快虚拟技术部署的速度。从长远来看,未必不是一件好事。

  事实上,仅就目前的竞争态势而言,操作系统厂商与虚拟化厂商之间谁胜谁负,仍是个未知数。毕竟,当网景公司占据了浏览器市场90%的份额的时候,谁也没有想到它会瞬间倒在微软的脚下。

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李菁
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