本节书摘来自异步社区《数据中心虚拟化技术权威指南》一书中的第1章，第1.3节，作者【巴西】Gustavo A. A. Santana，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.3　虚拟化技术分类

数据中心虚拟化技术权威指南
虽然正式的定义有助于理解技术之间的相似点，但对某单一技术的分析要求关注它们的不同之处。基于这个意图，本书提出了一个分类系统，旨在协助分析各种虚拟化技术。

在古希腊，分类法的字面意思是“一种布置方法”。通俗而言，分类法为一组元素内的变化和关联提供了一个高层次的视野。

毫无疑问，最著名的分类法是生物学，它基于科学观察到的生物特性，为生物体定义了层次化分组。在现代生物分类法中，每个层次组均给定一个排名，如（从最一般的到最具体的）域（Domain）、界（Kingdom）、门（Phylum）、纲（Class）、目（Order）、科（Family）、属（Genus）以及种（Species）。

因为每个组均可被分割为子组，直到一个物种被完全归类，所以，生物分类法图形上可以以树状形式表示。图 1-7 通过一个当前被认可的“生命之树”小子集举例说明了生物分类机制。

为了简单起见，图 1-7 只是描述了 4 个级别（域、界、门、纲）。从真核生物域（多细胞生物） 以及动物界（动物），展现了如下的 3 个门。

脊索动物门：所汇集的动物包括那些带有鳃裂、背神经索、脊索，以及在生命阶段有肛后尾的。其子集包括有哺乳纲、鸟纲和爬行纲。

节肢动物门：包括那些带有一个外部骨架、一个分段躯体和多关节肢的无脊椎动物。昆虫纲、蛛形纲、 唇足纲均属于这个门。

扁形动物门：双侧不分段的软体动物，无体腔。它们也可以分为几个子类，如图中所描述的绦虫纲、涡虫纲和吸虫纲。

此外，图 1-7 说明了来自 3 个不同门的动物（鸭、蝴蝶和涡虫）。

除了由分类定义的类型之外，物种可以被进一步按照其他的信息来分类，如地理分布、大小、识别特征和生命周期等。这种分类模型反映出来的特征正如本书所研究的并应用于数据中心虚拟化技术的分组。

从此，每个虚拟化“物种”将会按照以下特征进行分类：

• 仿真；
• 类型和子类型；
• 可扩展性；
• 技术领域和子领域；
• 优势。

此刻，我相信您已经清楚了仿真的含义（通过它，IT 资源将通过虚拟化而生成）以及优势（虚拟化的好处）。因此，在后续的章节中将接着讨论虚拟化的其他功能特征。

1.3.1　虚拟化分类

尽管与生物圈相比虚拟化技术在种类变化上远远不及，但我们的分类系统也可以从层次化分类中受益。在虚拟化技术中，第一层将被简单称为分类和将涉及的物理组件数量和逻辑组件数量之间的比例。

如图 1-8 所示为 3 种类型的虚拟化技术。

在池化虚拟技术中，几个物理组件会同时工作从而组建一个单独的逻辑实体，这些逻辑实体与原来的实体分享其特征。如图 1-8 所示，动物世界里的一个类比是一群鸭子，它们按照更加符合空气动力学的“V”形队伍飞行，增加了效率和单一个体的范围（巧合的是，字母“V”也存在于大多数虚拟化技术的命名之中）。

池化技术可以进一步分为两个子类。

同构：资源池中的所有组件都是由相似的组件所组成。

异构：这里，资源池由不同的物理组件所组成，并可以部署某些层次结构。在这种情况下，虚拟实体必须具有相似性，至少物理资源池中要有一个。

根据前面章节（“数据中心虚拟化起源”）中的例子所解释，虚拟内存就可以归类为采用异构子类所实现的池化虚拟技术（因为虚拟内存是由两个不同的存储设备所组成，它们是主内存和辅助
内存）。

根据定义，在抽象虚拟化技术中，为了创建一个逻辑实体，仿真不会增加或减少物理组件的数量。在这些技术中，一个物理资源创建一个单独的虚拟组件来提供不同的特征，以实现设备或用户交互。如图 1-8 所示，以 Caligomennon（猫头鹰蝶）所使用的模仿为例说明了这些技术，而这些技术也被用作防御其猎食者的一种机制。

关于书中所分析到的全部虚拟化技术，我发现了以下两个抽象子类。

地址重映射：当只改变地址或标识符时，逻辑设备共享物理实体的属性。

结构化：是指一个不共享设备格式的虚拟组件部署其虚拟化。例如，两个路由器可以通过一个隧道，创建一条虚拟背靠背连接。

按照这种分类法，HSRP 使用了地址重映射子类的方式，部署一个抽象虚拟化。

注意：
尽管多个路由器接口可以作为同一 HSRP 组的一部分，但常见的情况是，一个组内只能有一个活动 IP。然而，以这种分类法，可认为 GLBP（多个网关之间部署负载平衡）是一种池化虚拟技术。
最后，分区虚拟化技术的特点是采用独立的逻辑分区来模拟物理资源的特点。尽管有点粗略，但图 1-8 中，涡虫类从原始标本中创造了完美的生命副本，其演示了动物界中的镜像行为。

本书分类学将分区技术划分为以下两个类型。

资源分配型：可以为每一个虚拟分区预留物理资源的资产。

没有资源分配型：对于每个创建的分区，没有资源控制部署。

回顾前面章节中所讨论的内容，“大型机虚拟化”，IBM 虚拟机毫无疑问符合这个分区虚拟化类型，并且属于资源分配型。

1.3.2　虚拟化的可扩展性

与虚拟化技术相关的一大风险是：仿真可以被盲目地接受。我常常见到工程师在虚拟化技术上非常自信，以至于他们已经完全忘记了在设计时考虑其局限性。

为了避免灾难性的情况，强烈建议读者清楚地了解每个虚拟化技术的可扩展性，如：

可以池化在一起的设备的最大数量；

每个设备的地址重映射的最大数量；

分区的最大数量。

1.3.3　技术领域

正如动物物种可以定位于一个单独的地理区域，虚拟化技术也可以放置在一个“技术领域”。这些抽象的位置在前面章节中已被简单提到。

在过去的 30 年里，数据中心基础设施虚拟化解决方案附属于 3 个基本领域：服务器、存储和网络。“定位”一个虚拟化技术到这 3 个领域中的其一，会进一步指定可能与它们有直接交互的运营团队。

对于本书中所探讨的虚拟化技术，图 1-9 说明了其技术定位。

就像生物物种不知道虚幻的界限一样，图 1-9 描绘的大量技术可能属于一个以上的技术领域。最近的趋势反映出，为了达到操作简化和资源优化的目的，技术整合已经在数据中心中实现。

注意：
尽管应用虚拟化技术（如Java虚拟机JVM和SAP Netweaver景观虚拟化管理LVM）也可以在我们的分类系统提供另一个领域，但它们超出了本书的范围。如图 1-9 所示，本书的重点是针对基础设施的虚拟化技术。
这一分类系统往前更进一步，可以对每个技术领域内进行子分区内定义。因此，子分区将准确地指明在单一技术领域最常用的组件中，“哪里”正在被执行虚拟化。例如，存储虚拟化可以在以下位置执行。

存储设备：代表着数据存放的位置。

主机：代表了能有效检索和保存数据的计算机系统。

互连：包括主机和存储设备之间的网络或媒介。

在服务器技术中，虚拟化肯定会发生在计算机系统内部。然而在这些设备内，有多个组件可以被有效地部署虚拟化。

硬件：不依赖于所安装的任何操作系统提供虚拟化。

操作系统：软件层直接控制服务器硬件，并因此提供了虚拟化特性。

应用：虚拟化是通过运行在服务器操作系统之上的一个标准应用来执行的。

提示：
服务器的虚拟化将在第 13 章详细讨论。
一般来说，网络虚拟化是在网络设备上执行的（尽管在本书中对于这个陈述有显著例外）。尽管如此，这些虚拟化技术可以分布在网络平面之中，它代表着网络设备中不同的功能组件。

网络虚拟化技术可以聚合、创建或分割一个（或更多）如下平面。

数据平面：处理穿越两个或两个以上网络接口的流量（穿越数据包）。负责大部分流入这些设备的数据，它也被称为转发平面。

控制平面：处理直接送往网络设备本身和起源于其他设备的流量。例如，来自路由协议的控制数据包，控制数据平面的行为。

管理平面：运行组件用于设备管理，如命令行界面（command-line interface，CLI）、简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）。这个平面通常会与第三方软件交互，可以修改控制平面和数据平面的行为。

图 1-10 描绘了本书所包含用于虚拟化技术的分类领域和分区。

注意：
本书将只采用网络平面来为存储网络技术建立分区。这是因为从存储的角度来看，它们显然与分区互连相对应。此外，为了简单起见，统一计算系统（Unified Computing System，UCS）服务配置文件将被归类为服务器虚拟化技术。

1.3.4　分类的例子

下面我将示范这个分类系统是如何开展实际工作的（后文简称为虚拟化分类）。在表 1-1 中，我将使用它来对前一章节“数据中心虚拟化起源”中所描述的技术进行分组。

1阿特拉斯计算机的虚拟内存最初是由16000字的主内存和96000字的辅助存储所组成。

2这些值是参考HSRP v1版本给出的。

显然，这个分类系统并不是对虚拟化技术进行分类唯一的途径。本书中主要是用来对一个技术进行分析之前，为其提供快速的可视化。

然而，作为对这个特别系统的辩护，让我指出一个事实：自瑞典植物学家 Carl Linneaeus在1735 年提出了第一个动物和植物科学分类方法，生物分类领域便陷入了没完没了的讨论和不断修正之中。因此，就像他们所分类的生命形式一样，分类法才能不断发展。希望本书提出的这一点能代表朝向更好地理解 IT 的演变迈出一小步，或者至少是一个有趣独到的见解……