虚拟计算机的发展历程

虚拟计算机可以追溯到上世纪70年代 。当时计算机的内存主要由磁芯存储器组成,由于受磁芯本身特性和驱动时延等因素的影响,计算机内存储器往往是做不大的，一般只有几KB到几十KB,因而严重影响了计算机的应用和发展。为此，人们提出了虚拟存储器的概念。在具有存储器的计算机中，外存储器(磁鼓、磁带或磁盘)被当做内存储器使用。对用户来说，好像机器具有一个很大的内存储器。虚拟内存储器的容量由计算机的地址结构和辅助存储器的容量决定,与实际内存无关。

在当时情况下，对于一些部件不完整性的计算机，可利用其他部件设施或别的机器的可公用部分，构成一个独立完整的运算操作，好像就是一台计算机，所以被称为虚拟计算机。

虚拟计算机和虚拟存储器概念的提出和应用，对于上世纪70年代计算机和存储资源紧张的情况下要完成大型计算和数据处理、信息处理任务，的确起到了一定的积极作用。

随着大规模、超大规模集成电路的出现和应用，出现了大型计算机和巨型计算机。大型计算机的出现和应用给需要进行大量计算的部门带来福音，但同时一台大型机的价格也十分昂贵。另外安装大型机以后，对于一个单位而言，计算任务往往是不饱满的，机器的空闲率很高，因而虚拟化又成为讨得用户欢心的拿手绝活，通过虚拟化提高了大型机的有效使用率。

今天，越来越多的企业发现自己大量的服务器资源被严重闲置，服务器实际使用率亟待提高，管理亟待改善，人们开始把希望寄托在虚拟化技术的应用上，希望利用虚拟化技术来解决服务器闲置的问题，提高服务器的利用率。虚拟化技术的应用，不仅是大型机的拿手绝活，已开始向中小型机及服务器延伸，这已成为新时期虚拟化技术研究应用的热潮，虽然这一时期和上世纪70年代虚拟化技术应用的内涵不同，但是虚拟化在计算机技术中应用的目标却惊人的相似，都是围绕着如何提高计算机应用效率而发展的。

技术的发展与应用，总是和社会的需求分不开，目前信息系统发展到“大集中”时代，计算机虚拟化的应用发展，已经出现两大流派和技术。一是利用虚拟化来提高现有计算机、服务器的利用率，已开始从大型机向小型服务器扩展。世界范围内已经出现了代表性的厂商和产品。二是整合计算技术和网络技术，整合存储网络和开放的操作系统，形成一个柔性的企业级集约化的虚拟机平台，按需设置，整合数据中心多种应用和需求。这一方向是从建设开放、虚拟计算平台理念出发，把虚拟计算机技术应用推到了一个新的水平。

服务器的发展历史  服务器的发展历史要追溯到计算机的发展历史。     

1）1946-1954年，第一代电子管计算机时代     1946年，第一台电子计算机ENIAC研制成功；1951年，IBM生产出第一台用于科学计算的大型机IBM 701；1953年，IBM推出了第一台用于数据处理的大型机IBM702和第一台小型机IBM650，为第一代商用计算机描绘出了一个丰满而生动的形象。  

2）1954-1964年，晶体管造就了第二代计算机     1954年，第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC诞生于美国贝尔实验室,采用了浮点运算，实现计算能力的飞跃；1958年，大型科学计算机IBM 7090诞生，实现了晶体化；1961年，第一台流水线计算机IBM7030研制成功，其成为了超级计算机的雏形  

3）1964-1970年，集成电路使第三代计算机脱胎换骨     1964年，第一台通用计算机IBM/360研制成功，其采用了集成电路技术，实现了通用性（集科学计算、数据处理和实时控制功能于一身）、系列化（区分了小型机、大型机和超级计算机，统一了指令格式、数据格式、字符编码、I\O接口和中断系统，实现了不同型号兼容）和可扩展性（具有开发价值），成为了计算机发展史上的一个重要里程碑；  

4）1970年至今，第四代计算机    1970年，IBM S/370问世，单晶硅电路技术、虚拟存储器技术、多处理技术相继应用其中，到1976年，S/370已发展成为具有17种型号的庞大家族。     1981年，S/370系列的地址线位数被增加到了31位，大大增强了其寻址能力，并且在存储方面还增加了扩展存储器，与主存分离，改善了系统性能。     80代年上半叶以前，服务器主要是面向高端用户。80年代下半叶，大型机系统体系机构更新步伐加快。1986年，IBM 9370系列发布，标志着S/370开始向低端方向延伸，目标是服务于中小型企业。

您使用服务器虚拟化了吗？ 虚拟服务器技术正是虚拟化技术的代表，它为人们带来了前所未有的体验。关于服务器虚拟化的概念，各个厂商都有自己不同的定义，然而其核心思想是一致的，即它是一种方法，能够通过区分资源的优先次序，并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源。用更加直白的语言来讲，所谓虚拟化技术应该有两个方向来帮助服务器更加合理地分配资源，一种方向就是把一个物理的服务器虚拟成若干个独立的逻辑服务器，使用户可以在这些看似独立的虚拟服务器上运行不同的操作系统和应用，这个方向的典型代表就是分区；虚拟技术的另一个方向，就是把若干个分散的物理服务器虚拟为一个大的逻辑服务器，使用户可以像使用同一台服务器的资源一样支配这些物理上独立的服务器，从而达到最大化利用资源的目的，这个方向的典型应用就是网格。 现在的虚拟服务器技术绝不是什么精巧的小玩意，它可以带来实实在在的好处。一套精心设计的虚拟化解决方案的作用包括简化IT管理、降低硬件成本、提高系统敏捷性、提高生产率等方面：合并硬件管理，降低成本；根据需求情况进行资源分配；安装和配置新系统的时间极大缩短；应用程序以及操作系统的错误不至于影响系统的整体状态；降低异质资源管理的难度；在受控环境中方便测试和查错。 服务器虚拟技术的产生和发展 “虚拟化”并非刚刚出现的新技术，作为计算领域的一项传统技术，虚拟化的产生与发展可以追溯到上世纪60年代。“虚拟”一词最早来源于光学，用于理解镜子里的物体。之所以使用“虚拟”的概念定义一项技术，是因为人们希望虚拟机看起来和工作起来都与真正的机器一模一样，这同时也意味着，虚拟机并不是真正的机器，但是它能像真正的机器一样工作。 服务器虚拟化的最初应用是将利用程度较低的服务器硬件设备集中起来，构成由少量计算机组成的高效计算方案。从最初出现到现在，服务器虚拟化已经发展成为一种多用途的解决方法。 近来，Intel和AMD都争相推出dual-core甚至4-core的CPU以瞄准高性能服务器市场；同时，IBM和Sony等公司联合推出了有多达8个处理器单元的Cell芯片，它们掀起了高性能服务器向多核/多线程技术的转移，可以预见4-core或者8-core SMP不久将推向市场。另一方面，随着深亚微米技术的蓬勃发展，SoC体系结构在不久的将来将成为现实，到那时，拥有几十亿只晶体管的SoC将可能统治高性能计算领域。例如，如果技术能够降低到35nm，制造拥有多达32/64处理器的SoC将成为可能。因此，网络服务器必须采用多核SMP与SoC技术。这就要求网络服务器的体系结构必须做出变革，以拥抱新的硬件技术的发展。在关注硬件技术发展的同时，必须注意到虚拟化技术的迅猛发展。Intel和AMD分别开发了VanderPool和Pacifica技术，在底层硬件上就支持虚拟化。IBM、Sun Microsystem （例如Solaris Zone）、HP（例如HP research Lab’s SoftUDC）、VMWare（例如ESX server）、Transitive和Microsoft（例如Virtual Server）等也都大力发展服务器级的虚拟化技术，以实现对服务器的加固，特别是提高服务器资源的利用率、性能与故障隔离、安全性、管理性和可扩展性。因此，高性能的网络服务器也必须充分利用虚拟化技术的重大成果，迫切需要发展新的面向虚拟化技术基于多核与SoC技术的体系结构。 进入2006年以来，服务器虚拟化技术的队伍大大扩充了，从处理器层面的AMD和Intel到操作系统层面的微软的加入，从数量众多的第三方软件厂商的涌现到服务器系统厂商的高调，我们看到一个趋于完整的服务器虚拟化技术生态系统正在逐渐形成。它们在虚拟化技术方面不断推出的新技术、新产品，对虚拟化技术在用户端的应用，将起到很大的推动作用。 硬虚拟、软虚拟各有所长实际上，从原理上看虚拟技术虚拟的是指令集。所有的IT设备，不管是PC、服务器还是存储设备，都有一个共同点：它们被设计用来完成一组特定的指令，这些指令组成一个指令集。对于虚拟技术而言，“虚拟”实际上就是指这些指令集。虚拟机有许多不同的类型，但是它们有一个共同的主题就是模拟一个指令集的概念。每个虚拟机都有一个用户可以访问的指令集，虚拟机通过把这些虚拟指令“映射”到计算机的实际指令集来完成工作。 当“虚拟”成为现实，它所带来的好处也显而易见：有利于整合服务器资源，降低系统的总拥有成本；有利于服务那些希望使用服务器资源，但并不希望购买服务器的用户；有利于提高系统的资源利用率；有利于提供对操作系统的监控，提供HA支持和资源使用的负载平衡，简化满足新的应用需求的工作；有利于减少操作系统对硬件平台的依赖。 鉴于服务器在使用效率、维护难度及升级成本等方面的问题，虚拟机技术长期以来一直是一个研究热点。在网络服务器方面，Stanford大学提出了基于虚拟机的vMatrix服务器以服务在线游戏。总体来说，虚拟机技术是一种通过在一组集中的计算资源上按需的为用户构造虚拟硬件平台，并在其上运行传统操作系统以提供应用运行环境的技术。目前主要存在两种实现虚拟机的技术路线：物理虚拟机和软件虚拟机。

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