关于虚拟化的发展的总结和未来的道路分析

虚拟化技术经过20年的发展，终于成就了今天的云计算，在云计算的整体架构中，虚拟化已经成为其基石技术。随着互联网、公有云业务形态的更迭，虚拟化技术也在不断优化与升级，下一步会往哪里走？

虚拟化成为公有云的基石技术

下面是阿里云研发总监张献涛所展示的虚拟化发展简史图，从1998年VMWare的成立，到Xen架构的兴起，虚拟化作为当时的新兴技术进入人们的视野。但这时候硬件性能损耗在40%-50%，虚拟化后的系统难以胜任企业级应用。

直到2005年英特尔发布VT-x/SVM，从CPU层面提供对虚拟化的支持和优化，将性能损耗降低至10-15%。事实上在VMWare成立之前，虚拟化技术在大型机和Unix系统上早已普及，但在x86架构上使用硬件级虚拟化难度颇大。

于是英特尔进一步提高CPU的性能，降低系统组建开销，将焦点从追求CPU速度转移到聚焦CPU的效率，让虚拟化技术真正用到了x86平台，并从桌面延伸到数据中心，最终在私有云领域打开局面。

从2007年开始，KVM逐渐成长为默认的虚拟化引擎，x86虚拟化平台的性能进一步提升，相关开源项目飞速发展，英特尔芯片组对虚拟化的支持也越来越好。2007年，是虚拟化技术走向成熟的一年，KVM+Intel VTX逐渐成为虚拟化平台的标配。云计算也在这个时候与虚拟化交汇，在2007年初露锋芒。

云计算用了11年时间变得家喻户晓，虚拟化从云计算的实现方式之一，发展成为云计算的核心技术，其架构也逐渐从私有云扩展至公有云。

虚拟化永恒的关键词：安全、稳定、性能……

虚拟化技术自始至终都离不开这几个关键词：安全、稳定、性能、隔离、兼容性、热升级、热迁移等等，无论上层应用如何变化，对底层虚拟化平台的需求始终万变不离其宗。

安全性要求首当其冲。在公有云环境中，多租户是最显著的特征，一个物理机上有很多个虚拟机，而该虚拟机可能分属于不同的企业、用户，一损俱损，牵一发而动全身。除了在架构和代码层面尽量确保安全，热修复也是必不可少的技能。

稳定才能业务永续。稳定性即便对于物理机来说都无法做到100%，更何况虚机是硬件之上的一层系统软件，虚拟化平台的稳定性基本决定了业务的稳定性，大规模宕机是最大的灾难，如何快速修复、热升级，打造最稳定的虚拟化技术，是公有云服务商的永恒追求。

性能损耗决定了业务云化的质量。五年前，阿里内部开始阿里巴巴、淘宝等业务线的云化过程，三年的性能损耗目标从10%逐步降低至3%以及0%，最终做到了和物理机相比没有损耗。性能损耗直接决定了业务云化的质量。

隔离程度决定了SLA水平。除了安全性要求严格的隔离之外，当两个虚机跑在同一个物理机上时，相互之间的CPU、内存带宽、Cache、IO的资源争抢也是一大挑战，如若处理不当会对两个业务都有影响。隔离是否做得足够好，决定了公有云整体的SLA水平。

兼容性意味着技术架构一脉相承。技术总是不断更新换代，从最早的Xen到后来的KVM，再到X-Dragon，确保架构和业务设计的一致性，保障最终用户体验通畅无阻是必须的。当然，兼容性还包括镜像、数据等其他体验的兼容。

热升级、热迁移不只是运维层面的问题。升级、迁移都要做到让业务无感知，很多人认为它们是运维层面的问题，但其实更是日常工作，可以算作是主动运维的一部分。

下一步往哪里走？

“好的技术永远都是业务磨练出来的”，在这个讲求用户体验的时代，想要预测未来虚拟化技术的走向，就需要去了解未来的业务和应用场景。未来，业务将会再次重新定义虚拟化架构，以及服务器、芯片、软件调度等，而万变不离其中，它们的着眼点仍然是安全、稳定、性能、隔离等关键词。

这也是阿里云决定重新定义虚拟化标准的初衷，2016年阿里云推出X-Dragon，开启了软硬件以及芯片、服务器架构的变革：同时拥有物理机的处理能力以及云主机可扩展性的神龙云服务器（X-Dragon），从芯片调度到虚拟化结构、软件系统以及其他资源调度，都发生了巨大的变化。

与此同时，阿里云还为下一代虚拟化技术推出了自研虚拟化加速芯片（VAC-001），与X-Dragon配合使用，将软硬融合发挥到极致。在阿里云看来，神龙X-Dragon云服务器，它既不是物理机，也不是虚拟机，而是一个新物种，它是为虚拟化的未来而生。

除了阿里云，华为云、金山云也在基于虚拟化的优化进行自己的公有云变革，华为将其称之为云的２.０时代，作为全球最大的OpenStack践行者，华为针对虚拟化架构所做的优化也都第一时间贡献给了OpenStack社区。

华为云计算首席架构师罗浩表示，“在云的2.0时代，很多应用都已经完成了云化的过程，网络连接、计算能力，甚至未来的VR能力，都对基础设施提出了非常大的挑战。在与英特尔的合作中，华为也是在不断优化其虚拟化平台的性能。”

事实上，随着超大规模公有云平台的诞生，裸金属架构（Bare Meta）也再次进入公有云服务商的视野，即直接在硬件上安装虚拟化软件，再在其上安装操作系统和应用，以来虚拟层内核和服务器控制台进行管理。

在国外，AWS、Google等都在进行相关探索，英特尔也在从硬件层面给以支持，当然也仍然离不开虚拟化的那几个关键词：安全、稳定、性能、隔离、兼容……

未来已来，不仅对整个IT、互联网行业是如此，对于虚拟化等更加具体的技术来说更是如此，最终，是每一个具体技术的变革叠加去推动整个行业的发展与变革。