簡要介紹Linux內核級虛擬環境
2024-09-05 23:01:22
供稿：網友
簡要介紹一下Linux內核級虛擬環境。選用合適的虛擬主機方案，能有效利用各種服務器的資源，能為節約開支，簡化硬件環境的維護帶來便利。 同時它也為隔離各服務模塊提供了有效的解決方法，并能一定程度上增強系統的安全性。
以下介紹三種不同的虛擬方式，隨后詳細介紹在生產環境比較常見的內核級虛擬主機。
Emulation 硬件虛擬
為在虛擬出的環境中運行無修改的操作系統提供了可能。這一類的實現包括了從純虛擬化到允許部分代碼直接在CPU上執行以提高性能。此類實現最大的弊端是低性能，低密度。常見的桌面虛擬機多屬于此類，如 VMware products, QEmu, Bochs 和 Parallels.
并行虛擬化
可用于在一套管理程序或者虛擬主機控制器內運行多個操作系統。此類實現包括Xen和UML。與硬件虛擬化相比，并行虛擬化有較好的性能。
操作系統級虛擬化
這種方式在一個系統內核中實現了多個獨立的程序運行環境，可理解為chroot在更低層次的實現。此種方式的實現有最優的性能和密度，并允許資源的動態管理. 這種方式下，多個虛擬主機共用相同的系統內核。FreeBSD Jail, Linux-VServer, OpenVZ 和 Virtuozzo 屬于此類，在生產環境中使用的樣例比較常見。
OpenVZ在Redhat系列的主機中比較常見（官方支持此發行版），Vserver在Debian系列中比較流行（Debian官方支持此實現）。OpenVZ采用SWsoft的Virutozzo虛擬化服務器軟件產品的內核,Virutozzo是SWsoft公司提供的商業虛擬化解決方案，OpenVZ是其開源解決方案。相比Vserver，OpenVZ有更為嚴格的測試，也有更為完善的安全框架模型。Vserver與OpenVZ的管理，維護方式大同小異，大部分命令使用方式類似。在安裝上vserver更為簡潔一些，它不需要借助操作系統模板來簡化安裝。
以下以OpenVZ為例，介紹具體實現：
OpenVZ的結構
OpenVZ的安裝參考這里。安裝完成后即可用 “vzctl enter VPS-NAME” 登錄系統。登錄后看到的將是一個完善的系統，它與主系統共享所有硬件資源，包括CPU、內存和磁盤空間（可指定大小，并支持quota），并可擁有自己的 IP地址。如果需要把主系統中的服務遷移到VPS中，需要把服務綁定到指定的IP地址上。如果不綁定，訪問相同端口的服務（比如SSH）實際會訪問主系統。
OpenVZ主要由三部分組成：內核、管理程序及操作系統模板。在安裝之前需要確認使用了內核已支持OpenVZ，OpenVZ官方已提供。
工具程序 ——— OpenVZ提供幾種工具程序以創建、監控和管理虛擬服務器、軟件包管理和操作系統模板管理，并提供系統快照和熱遷移。熱遷移執行不需要共享存儲,維護網絡連接，并且在不易察覺的幾秒鐘之內完成。vzctl用于創建,配置,修改,啟動和關閉VPS。
模板———為了使VPS創建更容易，OpenVZ提供了模板包，里面是用于定義常見Linux發行版的元數據. 只要你下載或安裝了一個內核和一些附加的軟件包，建立一個OpenVZ系統既快速又容易。創建一個操作系統模板或下載一個預創建操作系統模板需要比較多的時間和帶寬，不過一旦你設置了模板指令，創建運行在任何支持的Linux版本上的VPS非?？焖俸腿菀?。創建一臺VPS和啟動它只要不到兩分鐘的時間。
OpenVZ的特點
由于一臺OpenVZ 虛擬主機只是一套運行在類似chroot環境中的程序,它僅消耗運行這些程序所需要的CPU和內存。一臺運行Web的VPS（如 Apache Web服務器 Sshd Sendmail和 Syslogd）大約只有10個程序，這為單臺主機提供高密度的虛擬環境提供了可能。OpenVZ開發者作過一些測試，在一個RAM為2GB的奔4處理器上可以運行高達320臺的VPS。OpenVZ如此輕便，但功能卻沒減少。OpenVZ有自己的資源管理平臺，系統管理員能為每臺VPS上動態分配資源。
OpenVZ的優勢
OpenVZ適用于許多地方，包括服務器整合、安全、開發與測試。如果有多臺服務器的資源未被充分利用，OpenVZ可以用來把它們整合成少數物理機。為了提高系統的安全性,系統管理員可把生產環境運行在VPS中，它對物理主機是透明的，這樣即便失去了VPS的控制權，重做系統和恢復環境可在不到3分鐘的時間內完成。當然，使用VPS后，單臺主機上將會根據實際出現多個同網段的IP地址，對維護略有影響。
