1998-2009 VMware書寫的“虛擬化”歷史
VMware的傳奇歷史
虛擬化技術在 20 世紀 60 年代首次開發，當時是為了對大型機硬件進行分區以提高硬件利用率。30 多年前，IBM 率先實施虛擬化，作為對大型機進行邏輯分區以形成若干獨立虛擬機的一種方式。這些分區允許大型機進行“多任務處理”：同時運行多個應用程序和進程。由于當時大型機是十分昂貴的資源，因此設計了虛擬化技術來進行分區，作為一種充分利用投資的方式。
在 20 世紀 80 年代和 90 年代，由于客戶端-服務器應用程序以及價格低廉的x86 服務器和臺式機成就了分布式計算技術，虛擬化實際上已被人們棄用。20 世紀 90 年代 Windows 的廣泛使用以及 Linux 作為服務器操作系統的出現奠定了 x86 服務器的行業標準地位。x86 服務器和桌面部署的增長帶來了新的 IT 基礎架構和運作難題。這些難題包括：
——基礎架構利用率低。根據IDC的報告，典型的 x86 服務器部署平均達到的利用率僅為總容量的 10% 到 15%。組織通常在每臺服務器上運行一個應用程序，以避免出現一個應用程序中的漏洞影響同一服務器上其他應用程序的可用性的風險。
——物理基礎架構成本日益攀升。為支持不斷增長的物理基礎架構而需要的運營成本穩步攀升。大多數計算基礎架構都必須時刻保持運行，因此耗電量、制冷和設施成本不隨利用率水平而變化。
——IT 管理成本不斷攀升。隨著計算環境日益復雜，基礎架構管理人員所需的專業教育水平和經驗以及此類人員的相關成本也隨之增加。組織在與服務器維護相關的手動任務方面花費過多的時間和資源，因而也需要更多的人員來完成這些任務。
——故障切換和災難保護不足。關鍵服務器應用程序停機和關鍵最終用戶桌面不可訪問對組織造成的影響越來越大。安全攻擊、自然災害、流行疾病以及恐怖主義的威脅使得對桌面和服務器進行業務連續性規劃顯得更為重要。
——最終用戶桌面的維護成本高昂。企業桌面的管理和保護帶來了許多難題。在不影響用戶有效工作的能力的情況下控制分布式桌面環境并強制實施管理、訪問和安全策略，實現起來十分復雜且成本高昂。必須不斷地對桌面環境應用數目眾多的修補程序和升級以消除安全漏洞。
1999 年，VMware 推出了針對 x86 系統的虛擬化技術，旨在解決上述很多難題，并將 x86 系統轉變成通用的共享硬件基礎架構，以便使應用程序環境在完全隔離、移動性和操作系統方面有選擇的空間。今年是IT168網站成立十周年，值此之際，IT168服務器頻道推出了系列回顧性文章，以梳理服務器產業過去的風風雨雨，從而幫助大家對那些如同璀璨明星一樣的企業和產品有了一個歷史性的認知和把握。下面就讓我們一起來回顧VMware自1998年成立以來其產品技術不斷發展變遷的歷程。
IDC：虛擬化技術發展道路上的里程碑
VMware（NYSE:VMW）是總部設在美國的一家專門研究虛擬化軟件的公司，成立于1998年，總部位于加利福尼亞州的帕洛阿爾托市，主要控股股東是存儲界的巨頭EMC（NYSE:EMC）公司。VMware這個稱呼源自“VM”，即“virtual machine”（虛擬機）的首字母縮寫，結合了“Software”中第二部分的ware ，最后便形成了VMware這個詞，即虛擬機軟件。VMware的桌面軟件可以運行在Windows、Linux和Mac OS X上，VMware的企業軟件VMware ESX Server可以直接運行在服務器裸機上，不需要任何操作系統的支撐。
回顧系列：
生于2000年 刀片服務器迎來多元化時代
從POWER1到POWER7 IBM處理器20年簡史
1998-2009 英特爾至強處理器的12個年頭
2003-2009年 盤點AMD皓龍處理器歷程
VMware的傳奇歷史
VMware由Diane Greene（1976年獲得佛蒙特大學機械工程學士學位，1978年獲得美國麻省理工學院建筑學學士學位，1988年獲得美國加利福尼亞大學伯克利分校計算機科學碩士學位），Mendel Rosenblum（美國弗吉尼亞大學數學學士，1991年獲得美國加利福尼亞大學伯克利分校博士學位），Scott Devine（美國康奈爾大學學士，斯坦福大學碩士），Edward Wang（1983年計算機學士，1988年碩士，1994年博士，都是在美國加利福尼亞大學伯克利分校獲得的）和Edouard Bugnion （瑞士蘇黎世理工學院學士，斯坦福大學碩士）創辦于1998年。Rosenblum和Greene后來結婚了，兩人是在伯克利分校時認識的。直到2005年Edouard Bugnion一直是VMware的首席架構師和CTO，后來他創立了Nuova Systems（目前已被思科收購）。
公司總部設在美國加利福尼亞州的帕洛阿爾托市，2005年在劍橋和麻省理工學院建立了R&D中心。VMware軟件可以運行在Windows和Linux上，2006年12月首次發布了運行在Mac OS X上的版本?，F在，VMware 已成為 x86 虛擬化領域的全球領軍企業，年收入19億美元，員工6500人，擁有 130,000 多家客戶，其中包括財富 100 強中的全部企業，它們都認識到了虛擬化的好處，包括總體擁有成本更低，投資回報率更高，并改善了它們產品的服務能力。
1999年VMware發布了它的第一款產品VMware Workstation，2001年通過發布VMware GSX Server（托管）和VMware ESX Server（不托管）宣布進入服務器市場。VMWare Workstation、GSX Server、ESX Server三者的區別在于：ESX Server并不需要操作系統的支持，它本身就是一個“操作系統”，可以用來管理硬件資源，所有的系統都安裝在它的上面，帶有遠程web管理和客戶端管理功能；GSX Server這個版本就要安裝在一個操作系統下，這個操作系統叫做HOST OS，這個HOST OS可以是Windows 2000 Server以上的Windows版本或者是Linux(官方支持列表中只有Redhat,Novell SUSE,Mandrake等少數幾種)，和ESX Server一樣帶有遠程web管理和客戶端管理功能；VMware WorkStation和GSX Server類似，也是要安裝在一個操作系統下，對操作系統的要求也是Windows 2000以上或者Linux，但區別在于沒有web遠程管理和客戶端管理功能。
2003年VMware推出了VMware Virtual Center，包括最初的VMotion（虛擬機動態實時遷移功能，將正在運行的虛擬機從一臺物理服務器移動至另一臺物理服務器，而不影響最終用戶）和Virtual SMP（允許一個虛擬機同時使用最多四個物理處理器）技術，使得VMware的軟件在高可用和性能方面建立了優勢，得以進入關鍵應用領域，并靠其自身實力建立起了行業領袖地位，2004年推出了64位支持版本，同一年，VMware被EMC收購。
2007年8月，EMC在紐約證券交易所發行了VMware 10%的股份，每股29美元，當天報收51美元，上漲了22美元。虛擬化技術成為IT領域眾星捧月般的“明星”技術。
隨著X86虛擬化市場日益紅火，眾多廠商開始加入戰團，包括微軟、思杰、紅帽、Parallels、Virtual Iron等。面臨激烈競爭，VMware的市場霸主地位受到侵蝕和挑戰。2008年7月8日，VMware共同創始人，當時的董事長兼CEO Diane Greene被VMware董事會突然解雇，取而代之的是Paul Maritz，Paul Maritz曾在微軟干過14年，后來又領導過EMC的云計算業務部門，同時還宣布了VMware 2008的收入將在2007年的基礎上大約增長50%，因此VMware的市場價格下降了將近25%，2008年9月10日，公司的首席科學家Rosenblum辭去了VMware的工作。
VMware現任CEO Paul Maritz
2008年9月16日，VMware宣布和思科合作，提供數據中心連接解決方案，合作的第一個成果就是思科的Nexus 1000V，Nexus 1000V是一款分布式虛擬交換機，它作為VMware基礎架構的一個集成選項。
2008年11月26日，VMware收購了專門從事3D圖形驅動開發的Tungsten Graphics公司。
核心產品設計理念
x86 計算機與大型機不同，它在設計上不支持全面虛擬化，因此 VMware 必須克服難以解決的難題才能在 x86 計算機上開發出虛擬機。
在大型機和 PC 中，大多數 CPU 的基本功能都是執行一系列存儲的指令（即軟件程序）。x86 處理器中有 17 條特定指令在虛擬化時會產生問題，從而導致操作系統顯示警告、終止應用程序或直接完全崩潰。因此，這 17 條指令是在 x86 計算機上首次實現虛擬化時的嚴重障礙。
為應對 x86 體系結構中會產生問題的這些指令，VMware 開發了一種自適應虛擬化技術。在生成這些指令時此技術會將它們“困住”，然后將它們轉換成可以虛擬化的安全指令，同時允許所有其他指令不受干擾地執行。這樣就產生了一種與主機硬件匹配并保持軟件完全兼容性的高性能虛擬機。VMware 首創了這項技術。
#p#
VMware提供了一套完整的虛擬化硬件給客戶機操作系統，VMware軟件虛擬化了顯卡、網卡和硬盤，主機為客戶機USB、串行和并行設備提供驅動，因此VMware虛擬機就可以在不同計算機之間進行快速遷移，因為每個主機看到的幾乎是一樣的客戶機，實際上，系統管理員可以暫停在虛擬機客戶機上的操作，移動或拷貝客戶機到另一個物理計算機上，而且正好在暫停點恢復執行。另外，對于企業用戶，有一個實用的工具VMotion，它允許遷移正在運行的虛擬客戶機到獨立的主機上，但存儲是共享的，轉移過程對于所有用戶而言都是透明的。
VMware Workstation、GSX Server和ESX對目標操作系統都進行了優化，比起模擬器（如Bochs）性能要好得多。模擬器在目標主機上一個一個模擬每個CPU指令的功能，或動態重新編譯它們第一次執行的機器指令編譯塊，當代碼再次運行時直接使用翻譯后的代碼，微軟公司的Virtual PC for Mac OS X就是使用的這種方法。VMware軟件部模擬不同硬件的指令集，大大提升了性能，但在不同指令集計算機之間移動虛擬客戶機可能會出現問題（如從64位Intel CPU主機移動到AMD CPU主機上）；如果源和目標主機的CPU數量不一樣也可能會出現問題，在移動虛擬客戶機之前先停掉它，然后再移動到不同CPU型號的主機上通常不會出現問題。
VMware的產品使用CPU直接運行代碼（如在x86上運行用戶模式和虛擬的8086模式），當直接執行不起作用時，VMware產品動態重寫代碼，VMware管這個過程叫做“二進制轉換”或BT，轉換的代碼存儲在多余的內存中，通常在地址空間的末尾，它的分段機制可以保護和隱身，正是由于這些原因，VMware要比那些模擬器的運行速度更快，在相同的硬件上，虛擬客戶機的運行速度大約上升80%左右，VMware宣傳在計算密集型應用程序上系統開銷要少3%-6%。
VMware的方法巧妙地避開了基于x86平臺上虛擬化的困難，虛擬機可以通過替換處理干擾指令，或在用戶模式下運行內核代碼。雖然VMware虛擬機運行在用戶模式下，但VMware Workstation本身需要安裝主機操作系統的各種驅動，特別要注意GDT和IDT表動態切換。VMware產品線也可以在雙啟動系統上運行不同的操作系統。
第1頁：VMware的傳奇歷史 第2頁：核心產品設計理念 第3頁：形形色色的產品 從桌面到數據中心 第4頁：服務器軟件 第5頁：更多功能產品 形形色色的產品 從桌面到數據中心
桌面軟件
? VMware Workstation（VMware 1999年發布的第一款產品），它允許用戶在同一物理主機上安裝和運行多個x86或x86-64兼容的操作系統實例。
? VMware Fusion為MacIntel平臺提供了與VMware Workstation類似的功能，完全兼容由VMware產品創建的虛擬機。
? VMware Player是為那些沒有VMware Workstation或VMware Fusion許可準備的，它是一款可免費使用的產品，它可以運行創建好的虛擬機（但不能創建虛擬機）。
服務器軟件
VMware有兩款用于服務器的虛擬化產品：
1）VMware ESX（之前叫做“ESX Server”），它是一個企業級產品，比免費軟件VMware Server的性能更好，系統開銷更小，VMware ESX是一個裸機產品，直接運行在服務器硬件上，可以直接控制虛擬服務器，使用更多或更少的硬件資源。此外，VMware ESX還被集成到了VMware vCenter中，它提供額外的服務為服務器部署增強可靠性和可管理性，如：
——VMotion – 從一個ESX主機將正在運行的虛擬機移動到另一個ESX主機上
——Storage VMotion – 將正在運行的虛擬機從一個存儲設備移動到另一個存儲設備
——DRS（Dynamic Resource Scheduler） -- 使用VMotion自動平衡ESX集群
——HA（High Availability）-- 集群中硬件失效時，虛擬服務器自動在集群中另一個主機上重新啟動。
VMware ESX Server是為關鍵業務環境中分區、合并和管理服務器的虛擬基礎架構軟件，非常適合企業數據中心使用，ESX Server通過提高資源利用率使計算基礎架構的總體擁有成本降到最低，同時與硬件無關的虛擬機封裝文件的管理大大增加了管理的靈活性。
2）VMware ESXi（之前叫做“VMware ESX 3i”）和ESX非常類似，不同之處就是移除了服務控制臺，使用了更輕巧的BusyBox進行代替。相對ESX而言，ESXi需要的磁盤空間更小，內存占用也減少了，ESXi既可以運行在閃存盤上，也可以運行在普通硬盤上，VMware ESXi主機不能直接從控制臺進行管理，所有管理都是通過VirtualCenter Server進行的。2008年7月，VMware決定將ESXi免費。
3）VMware Server（之前叫做“GSX Server”）也是一款免費軟件，和VMware Player類似，但它可以創建虛擬機，它是一個“托管”應用程序，需要運行在現有的Linux或Windows操作系統上。
更多功能產品
VMware vCenter Converter（VMware Converter）既有服務器版本也有獨立運行的版本，它主要用于完成以下任務：
——將物理機轉換成虛擬機，也叫做P2V
——將虛擬機從一個類型轉換到另一個類型
——在VMware ESX/ESXi服務器上運行自動配置任務
轉換的虛擬機和VMware ESX/ESXi Server，VMware Server和VMware Workstation兼容，可以在任何運行Windows XP（或更高版本）或基于Linux的操作系統（Linux只能在獨立版本上工作）的物理機上進行P2V轉換，通過中央控制臺管理轉換，允許同時執行多個轉換。VMware vCenter Converter替代了VMware的舊產品“P2V Assistant”和“Importer”， P2V Assistant允許用戶將物理機轉換成虛擬機，Importer則負責從其它產品中將虛擬機導入到VMware Workstation。
#p#
VMware Capacity Planner是一款IT容量規劃工具，在異構計算環境中收集可利用的數據，和行業標準參考數據進行比較，最后提供分析報表和決策支持模型。
VMware ACE提供了一種分布式安全的虛擬桌面給網絡客戶端計算機。
VMware ThinApp是一款創建可移動軟件的虛擬化套件，這些軟件可以在光盤、U盤、閃存卡、軟盤中進行啟動運行。
VMware Infrastructure是一個管理VMware ESX/ESXi服務器環境的虛擬化產品集合。
VMware vSphere是一個云操作系統，VMware vSphere 4最初叫做VMware Virtual Infrastructure (VI) 4，它可以管理大型基礎架構池，包括內部和外部網絡上的軟件和硬件。
vSphere不同版本的功能比較
VMware Tools包為不同客戶機操作系統提供驅動和實用程序提升圖形應用性能，這個包讓主機和客戶機之間結合得更加緊密，包括共享文件夾，即插即用設備，時鐘同步和跨環境剪切/粘貼，VMware Tools包適用于Windows、Linux、Solaris、FreeBSD和Novell NetWare客戶機操作系統。
在2007年9月11日的VMworld大會上，VMware宣布VMware Tools包中適用于Linux、Solaris和FreeBSD客戶機操作系統的驅動和實用工具都采用GPL或GPL兼容的許可。他們也宣布了在Sourceforge.net上創建Open Virtual Machine Tools（open-vm-tools）項目。
【編輯推薦】
