VMware, Microsoft, Red Hat和Citrix都已經(jīng)在各自的虛擬化層中實現(xiàn)了對CPU和內(nèi)存的虛擬化。VMware則更進(jìn)一步，提出了軟件定義數(shù)據(jù)中心的理念，旨在將虛擬化技術(shù)延伸到網(wǎng)絡(luò)和存儲。虛擬化這些資源的意義何在呢?對用戶而言有什么益處?相對于虛擬化CPU和內(nèi)存而言，虛擬化網(wǎng)絡(luò)和存儲又有什么特殊的價值?這絕對值得我們認(rèn)真思考。

CPU虛擬化

我們回過頭看一下，如果把CPU虛擬化定義為抽象物理CPU以方便工作負(fù)載使用計算資源，則VMware并不是***個實現(xiàn)CPU虛擬化的廠商，現(xiàn)代操作系統(tǒng)早就做到了。負(fù)載包括線程和進(jìn)程，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將這些線程和進(jìn)程調(diào)度到CPU中運行。

VMware通過CPU虛擬化技術(shù)解決難題的是如何在一個操作系統(tǒng)實例中運行多個應(yīng)用。實現(xiàn)這一任務(wù)的困難之處在于每一個應(yīng)用都與操作系統(tǒng)之間有著密切的依賴關(guān)系。一個應(yīng)用通常只能運行于特定版本的操作系統(tǒng)和中間件之上。這就是Windows用戶常常提到的“DLL地獄”。因此，大多數(shù)用戶只能在一個Windows操作系統(tǒng)實例上運行一種應(yīng)用，操作系統(tǒng)實例獨占一臺物理服務(wù)器。這種狀況會導(dǎo)致物理服務(wù)器的CPU資源被極大地浪費。能夠使多個操作系統(tǒng)實例同時運行在一臺物理服務(wù)器之上，是VMware所提供的CPU虛擬化技術(shù)的價值所在。通過整合服務(wù)器充分利用CPU資源，可以給用戶帶來極大的收益。

服務(wù)器整合的益處能夠得以實現(xiàn)的前提是工作負(fù)載并不需要知曉它們正在共享CPU，虛擬化層必須具備這種能力。這是CPU虛擬化與其它虛擬化形式所不同的地方。

內(nèi)存虛擬化

VMware的CPU虛擬化通過時間片的方式實現(xiàn)CPU的共享。而通過虛擬化技術(shù)來共享內(nèi)存就沒這么簡單了。假設(shè)一個應(yīng)用程序需要2GB物理內(nèi)存，即使分配2GB虛擬內(nèi)存給它，后面對應(yīng)的物理內(nèi)存也必須存在。否則應(yīng)用程序的性能將變得很差(使用磁盤交換內(nèi)存頁)。VMware通過透明頁共享技術(shù)可以實現(xiàn)一定程度上的內(nèi)存共享。虛擬化層能夠識別出各操作系統(tǒng)只讀內(nèi)存區(qū)域(代碼頁)中的相同部分，這些頁面在內(nèi)存中只保留一個副本。Windows操作系統(tǒng)自身所使用的內(nèi)存大多為代碼頁，因此在運行有N個Windows實例的物理服務(wù)器上vSphere只保留一個Windows操作系統(tǒng)副本。這就是為什么在VDI的環(huán)境中你只需要為VDI映像分配比物理桌面少得多的內(nèi)存。

需要強調(diào)的是，CPU時間分片是虛擬化層能夠?qū)崿F(xiàn)的，內(nèi)存卻不能按時間分片。多個應(yīng)用可以共用一個CPU，但多個應(yīng)用卻不能同時使用一段內(nèi)存區(qū)域。CPU的速度在持續(xù)增長，虛擬機(jī)的密度主要受限于服務(wù)器上物理內(nèi)存的數(shù)量。