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还记得三大虚拟化技术之一的XenServer吗?

导读: XenServer是一个由Citrix发起和管理的开源项目和社区。该项目开发的开源软件实现了虚拟化的多种功能,允许在硬件设备上安全地运行多个操作系统和应用程序,完成硬件整合和自动化;将静态、复杂的IT环境转变为更加动态、易于管理的虚拟数据中心。

前言

XenServer是一个由Citrix发起和管理的开源项目和社区。该项目开发的开源软件实现了虚拟化的多种功能,允许在硬件设备上安全地运行多个操作系统和应用程序,完成硬件整合和自动化;将静态、复杂的IT环境转变为更加动态、易于管理的虚拟数据中心,有效地降低IT资源成本,提供的先进管理功能,实现虚拟数据中心的集成和自动化,简化服务器和应用程序的管理。

XenServer的发展

Xen最开始起源于剑桥大学的一个研究项目“XenoServer 范围的计算项目”,由剑桥大学高级讲师Ian Pratt领导,后来他与剑桥大学的Simon Crosby共同创建了Xensource。

Xen的首次公开发行是在2003年。

2004年,Xen2.0发布后不久,Ian Pratt和其他几位技术领先者成立了Xensource,将Xen hypervisor从一个研究工具升级为一个具有竞争力的企业计算产品。作为公司战略的一部分,Xen hypervisor仍然是一个开源解决方案。

2005年,xen hypervisor得到了广泛的采用,Red Hat、Novell和Sun都将Xen hypervisor添加进他们的虚拟化解决方案。同年,xen hypervisor得到了广泛的采用,Red Hat、Novell和Sun都将Xen hypervisor添加进他们的虚拟化解决方案。开发社区还通过Xen 3.0版本加速了Xen的功能。Microsoft和VMware也采用了由Xen社区首次引入的准虚拟化概念。

2006年,XenServer 3.1的发布,打破了Xen虚拟机只对linux的限制,通过Intel VT和AMD-V的硬件特性,实现了windows虚拟机的支持。

2007年10月22日,Citrix Systems完成了对Xensource的收购,并公开了Xen项目咨询委员会(Xen AB)的存在,该委员会的成员来自Citrix、IBM、Intel、Hewlett-Packard、Novell、Red Hat、Sun Microsystems和Oracle等。在被Citrix收购前不久,XenSource发布了XenEnterprise v4,引入了新的集群管理组件XAPI工具集和全新的基于.NET的界面化管理工具XenCenter,这是一款将XenSource引入Enterprise版本的商用产品。Citrix收购之后将其产品整合,统一更名为XenServer。

2009年,XenServer 5.5.0发布,功能包括合并备份、增强搜索工具、与Active Directory整合、以及对Windows、Linux等操作系统更大的支持。奠定了Citrix在服务器虚拟化市场的地位。之后的多个版本继续丰富了虚拟化技术的各个方面,如在线实时迁移,自动恢复,使用ovs作为默认网络管理工具,增强了在计算、存储、网络功能和对guest操作系统的支持。

2013年4月15日,Xen项目被宣布作为一个合作项目移至Linux基金会下。Linux基金会推出了一个新的“Xen项目”以区别于旧的“Xen”。2013年6月24日,Citrix宣布了开源XenServer项目,其目标是将其以前的专有产品XenServer作为一种开源产品交付给开源社区,以获得更多的投入和参与。

2015年1月,XenServer 6.5版本发布,基于64-bit的CentOS 5.10实现的control domain,使用Xen hypervisor v4.4,提升了网络、存储及vGPU的功能和性能。这是目前使用较为广泛的一个版本。

目前,XenServer版本已发布到7.6版本。

XenServer架构

还记得三大虚拟化技术之一的XenServer吗?

上图是Xen的架构。Xen hypervisor直接运行在物理硬件上,负责处理CPU、内存、定时器和中断等相关任务。系统在完成引导加载程序后,Xen hypervisor首先启动。

在Xen hypervisor之上,运行着多个虚拟机,这些运行着实例的虚拟机在Xen中被称为域(domain)或来宾(guest)。其中最特殊的domain被称为Domain 0或 VM 0,这是一个控制Domain,简称为Dom0,如上图左侧。Domain 0除去包含了对应系统设备的所有驱动程序外,还有用来管理基于Xen系统的一个控制栈及多种系统服务。通过Domain 0分解,可以将某些Domain 0中的服务及设备驱动拆出来,放在某专有虚拟机中运行,这需要一些特殊配置。

Xen hypervisor:Xen hypervisor是一个非常瘦的软件层(ARM上<65ksloc,x86上<300ksloc),直接在硬件上运行,负责管理CPU、内存和中断。它是引导装载程序退出后运行的第一个程序。管理程序本身不处理I/O功能,如网络和存储。

Guest Domain:别名DomU,这是实际业务的虚拟化环境,每个都运行自己的操作系统和应用程序。管理程序支持几种不同的虚拟化模式,Guest Domain与硬件完全隔离:换句话说,它们没有访问硬件或I/O功能的特权。因此,它们也被称为无特权域(DomU)。

Control Domain(Domain 0):别名Dom0,这是一个特殊的虚拟机,具有特殊的特权,例如直接访问硬件、处理对系统I/O功能的所有访问以及与其他虚拟机交互的能力。没有Dom0(系统启动的第一个虚拟机),Xen hypervisor就不能使用。在标准设置中,Dom0包含以下功能:

系统服务:如用来管理参数的xenstore / xenbus(XS),向虚机暴露用户接口的Toolstack工具集(TS),基于Qemu的设备仿真(DE)服务。

原生设备驱动:Dom0纳管了物理设备驱动,因此对Xen系统支持原生的硬件支持。

虚拟设备驱动:Dom0除去有物理设备驱动,还支持虚拟设备驱动,也被称为backends。

工具集:允许用户管理虚拟机的创建、删除和修改配置。工具集提供的功能接口,既可以由命令行、图形界面调用,也可以通过第三方的云管平台调度,如openstack和cloudstack。多种不同的工具集可以与Xen一起使用。

Xen Project-enabled operating systems:Dom0需要一个有效的内核。基于比Linux 3.0更新的内核的Linux发行版支持Xen项目,通常包括包含hypervisor和工具(默认工具集和控制台)的包。

XenServer基本概念

在xen提供的虚拟化服务中,对计算、网络、存储中的多个概念抽象出不同对象,以便在逻辑上有效管理,隔离出具体实现和操作,使得用户可以更专注于业务逻辑和使用实例。

还记得三大虚拟化技术之一的XenServer吗?

上图罗列了Xen中主要的数据对象和关系,可通过命令行、界面化XenCenter和XAPI来操作实现计算、存储、网络的各种相关功能。映射于功能的主要对象如下图,虚拟机和Xen服务器间从网络和存储两条功能线上联系起来。

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