漫談IBM Power VM歷史及其特點

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IBM虛擬化是在微軟、思杰、VMware等同樣擁有自己產品和解決方案的眾多廠商中，歷史最為久遠和成熟的代表，本文將對IBM Power VM的歷史及其特點進行介紹。

談到IBM在虛擬化方面的歷史，可謂是非常古老了。IBM早在40多年前就開發出第一代虛擬化軟件，并應用在它的大型主機上，當時IBM使用一種專為 System/360 Mainframe. 量身訂造的操作系統 CP-40。在 1967 年，第一個虛擬化軟件Hypervisor誕生，第二版的Hypervisor（CP-67）則在1968年誕生，在那時它就支持跨虛擬機共享內存，為每個用戶提供單獨的內存空間。Hypervisor（Hypervisor）是一種軟件，它允許多個操作系統共享一臺硬件主機。這個版本被用于整合物理硬件和更迅速地部署環境（比如開發環境）。在 20 世紀 70 年代，IBM 一直在改進他們的技術，支持 MVS 與其他操作系統（比如 UNIX）在 VM/370 上一起運行。在 1997 年，同樣是在大型機上創建虛擬化技術的這些人在 IBM 中端平臺上創建了一個Hypervisor。IBM Hypervisor所基于的一個關鍵元素在于，虛擬化是系統固件本身的一部分的事實，這與其他基于Hypervisor的解決方案不同。這是因為操作系統（OS）、硬件和Hypervisor之間集成非常緊密，Hypervisor是介于 OS 與提供虛擬化功能的硬件之間的系統軟件。

在 2001 年，經過 4 年的設計和開發，IBM 發布了一款面向中端 UNIX 系統的Hypervisor，該Hypervisor支持全局分區。2004 年發布了高級POWER虛擬化（Advanced Power Virtualization，APV，這里的Power不是指電源，而是指POWER System服務器），它是 IBM 第一款真正的虛擬化解決方案，支持共享資源，它在 2008 年被重新命名為 PowerVM，PowerVM成為IBM新的虛擬化軟件代號。

能夠在競爭激烈的市場上占有一席之地，與VMware、微軟、思杰的虛擬化技術相比，PowerVM具有自己鮮明的特色，發展至今，PowerVM目前有以下幾個重要的特點與功能：

l???????? 虛擬I/O服務器（VIOS，Virtual I/O Server）： 這個服務器負責為虛擬分區提供 I/O 服務。它負責管理物理適配器供一個或多個 VIO 虛擬的客戶分區共享。這有助于消除對專用網絡和/或 I/O 的需求，從而減少了成本。IBM 的實現方法使用了共享以太網和虛擬 SCSI 來支持共享網絡和磁盤 I/O。

l???????? 微分區和共享處理器邏輯分區（Micro partitioning and Shared Processor Logical Partitioning，SLPAR） ：微分區允許虛擬分區只占用一部分的CPU資源，最細的顆粒度可以只到一個CPU核心的1/10。虛擬服務器可以在任何物理服務器上運行，因為物理處理器是完全共享的。而共享的處理器邏輯分區可以在微分區的基礎上，通過使用一種稱為未封頂分區的特性來擴大 CPU 數量和它們的授權容量（Entitled Capacity，EC），授權容量在創建 CPU 的配置文件時配置。這是一項重要特性，因為允許系統在突發的 CPU 密集時期，從一個共享的處理器池的其他邏輯分區中分配未使用的 CPU 資源，這些資源在其他時間是空閑的，這樣，能夠以一種動態方式簡化工作負載管理。 則CPU資源的調整單位可精細到1/100核心，方便精確性管理。

l???????? 動態分區遷移（Live Partition Mobility）：這個功能支持將正在運行的邏輯分區 LPAR（等同于一個虛擬機，可以是 AIX 或 Linux）從一個物理服務器移動到另一個服務器。

l???????? 共享專用容量：允許專用處理器分區將空閑 CPU 周期捐獻出來，以便在空閑處理器池中使用。

l???????? 多個處理器池：允許在分配給共享池的分區之間均衡處理能力，從而提高吞吐量。

l???????? Lx86：這項技術支持運行直接在 Linux 分區上運行沒有專門移植到 Power Architecture 的 x86 Linux 應用程序，無需執行必要的重新編譯操作。可以有效的整合基于x86的Linux應用服務器。

l???????? 工作負載分區（Workload Partitioning ，WPAR）與遷移：這是一個非常有用，且十分重要的特性，它的對象并不是一個完整的虛擬化區，而是相應的工作負載（Workload）。類似于 Solaris 容器/專區，它提供了將邏輯分區拆分為工作負載的能力。每個工作負載都具有自己的包含環境，但沒有自己的內核。經過配置的 WPAR 是 LPAR 的一部分，它減少了需要維護的 AIX 映像的數量。WPAR 在 AIX 實例共享系統資源：目錄、CPU、RAM 和 I/O。而且可以像遷移LPAR那樣，將WPAR進行遷移且不需要中斷應用的運行（即Live Application Mobility），這個特性還允許執行多系統負載平衡，可以用來節約數據中心的成本。

l???????? 活動內存共享（Active Memory Sharing，AMS）：與處理器池的概念相似，多個分區可共享一個物理內存池，而每個分區根據工作負載的情況可動態的調配內存資源。當然，管理員也可以為分區分配專一的內存資源以確保應用性能，而AMS的出現為靈活的運用內存提供了可能。

l???????? 主動內存擴展（Active Memory Expansion，AME）：應用有需求的時候（比如SAP的ERP應用），通過內存壓縮技術將現有的內存數據進行壓縮，以騰出物理內存空間，最多可等效擴充50%的內存容量，用戶也因此可以在部署相關應用時節省50%內存容量的成本。

并且，從IBM Power服務器的發展歷史和定位來看，IBM對Power的解釋是：Power是Performance(可靠)、Optimization(優化)、Wisdom(智能)、Efficiency(高效)和Reliability(可靠)的縮寫。在業界，POWER架構處理器始終保持1-2年的領先性。正是有了這樣的硬件基礎，加之使用Power VM實現虛擬化技術管理，才能有效地提高資源的利用率，讓用戶及時的滿足預期的需求或者是超過預期的一些峰值的需求，從而使得用戶可以從IT的投資當中獲得收益的最大化。

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總結

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