虛擬化技術種類繁雜　企業應先確定導入目的及預期效果

前言：看了前述幾個案例，你是否也開始對有助企業開源節流的軟體式虛擬化技術感到好奇，想進一步瞭解，如何以軟體式虛擬化技術，創造出最佳的軟硬體資源運算效能？此外，導入軟體式虛擬化技術的時候，又應注意哪些事項？本文目的即在介紹何謂虛擬化技術及其種類，並進一步論述全球軟硬體業者是如何看待此一市場。

在解析當前極受全球企業市場關注的軟體式虛擬化技術之前，我們應該先從何謂虛擬化技術（Virtualization Technology；VT）談起。

或許有些人對虛擬化技術究竟代表什麼感到困惑，虛擬化技術等同於60年代即被廣泛運用於大型主機架構的實體分割（Physical Partition）技術嗎？以軟體式虛擬化技術所進行的邏輯分割（Logic Partition），也屬於虛擬化技術應用的範疇嗎？

事實上，用戶根本無須執著於虛擬化技術究竟是硬體式實體分割，還是軟體式邏輯分割，總結來說，虛擬化技術是為了實現「資源有效利用」而生，以有效整合及分配企業伺服器運算資源為核心。

以此概念來看，虛擬化技術的應用範疇可以簡單的區分為宏觀及微觀2種類型：

‧微觀（Micro）：將虛擬化技術運用在單一伺服器上，將1個實體伺服器的運算資源邏輯切分為多套系統，於其上運行不同的作業系統及應用系統。最典型的應用，就是前述的實體分割及邏輯分割等伺服器虛擬化技術應用。

‧宏觀（Macro）：透過虛擬化技術，將分散於各地的實體伺服器整合至1個虛擬的邏輯系統，以叢集（Cluster）等機制，進行系統運算管控及備援，使用者可透過其中1台實體伺服器，支配虛擬邏輯系統的伺服器資源，以達資源有效利用，最典型的應用就是網格計算（Grid Computing）。

若依效能來看，網格計算所能發揮的資源共享效益較高，但是，由於網格計算所涉及的基礎資訊系統架構及技術過於龐雜，因此，多以國家級研究機構及軍方單位，才有足夠的資金及資源運作該機制；目前在台灣，僅中科院進行實作。相較於網格計算，單一伺服器虛擬化技術所涉及的技術層面較簡易，因此採用該技術的企業用戶較多，從60年代開始的硬體式虛擬化技術，到現今極受全球企業矚目的軟體式虛擬化技術，皆屬其範疇。

軟硬體業者加持　讓軟體式虛擬化技術應用漸受全球企業重視

對虛擬化技術不陌生的讀者應該瞭解，虛擬化技術絕非新型態的應用，然而何以近2年來，全球企業皆十分關注軟體式虛擬化技術的發展？答案很簡單，因為，有愈來愈多的軟硬體業者開始支援各式軟體式虛擬化技術，並宣稱透過該技術，將可讓企業用戶以價位近人的x86等CISC伺服器，發揮近似RISC伺服器的功效。

2006年初，除了Intel及AMD等處理器業者，宣布將開始支援各式軟體式虛擬化技術外，x86伺服器作業系統的主導者－微軟，亦於2006年4月，正式推出免費版的Microsoft Virtual Server 2005 R2，此外，還有大批專注於研發軟體式虛擬化技術的獨立軟體業者，提供各種支援服務。在軟硬體業者的共同加持下，1個趨於完整的伺服器虛擬化技術生態，正逐漸成形。

台灣微軟營運暨行銷事業群伺服器平台事業部產品行銷經理葉怡君表示，早幾年，由於作業系統業者及相關的硬體業者，多未強力支援軟體式虛擬化技術，因此，軟體式虛擬化技術的應用普及速度相當緩慢。不過，從近1、2年的市場動態來看，即可發現，無論處理器業者、伺服器業者、作業系統業者或虛擬化工具業者，皆已開始致力提升或強化軟體式虛擬化技術應用的可能性，而採納軟體式虛擬化技術的企業用戶，亦日漸增多，也就是說，軟體式虛擬化技術的相關應用，確實趨於成熟與普及。

隨著伺服器虛擬化技術生態圈逐漸成形，是否意謂著只要導入軟體式虛擬化技術，即可讓企業發揮最大的運算效能？答案未必是肯定的，不過，此一生態圈的成形，絕對有助企業鼓起勇氣導入該技術。

Gartner副總Tom Bittman即曾指出，在全球軟硬體業者的加持下，不少企業用戶已開始導入軟體式虛擬化技術，進行系統開發佈署、伺服器整合及系統備援等，而在相關導入案例陸續出現後，軟體式虛擬化技術更成為全球企業用戶關注的焦點。

IDC在2006年3月的研究報告中明白指出，美國企業資料中心之所以能瘦身成功，與其大量使用虛擬化及自動化工具有關。簡言之，在全球軟硬體業者的加持下，軟體式虛擬化技術已不再只是紙上討論的議題，不少企業用戶已開始展開實作。

相較於歐美等地的企業用戶，由於台灣企業的基礎資訊系統架構規模不同，以致採用軟體式虛擬化技術的腳步較為緩慢，不過在相關軟硬體技術不斷革新下，近1年來，台灣虛擬化市場已有明顯的成長。

天剛資訊策略產品事業處產品業務部經理廖鴻銘表示，儘管天剛早自2002年即推出VMWare服務，不過，企業用戶卻是在近1、2年，才比較願意將之用於系統移轉、伺服器整合等應用，尤其，隨著軟硬體技術日趨成熟，2006年下半年的市場迴響相當大，除了第一銀行及聯電等企業，在完成第一階段的伺服器整合後，即開始進行第二階段的伺服器整合應用；包括華航及兆豐金控等企業，也開始以VMWare實作系統備援應用。

虛擬化技術種類繁多　深入了解有助系統建構

根據硬體系統架構及虛擬化技術的不同，可將運用於伺服器上的虛擬化技術種類，簡單區分為2種，一是建基於大型主機（Mainframe）等架構的硬體式虛擬化技術（Hardware Based Virtualization Technology），以分割（Partition）的概念，將大型主機內含的各種底層資源作隔離（Isolation），任何1個分割的硬體底層損壞，都不會影響其他實體分割（Physical Partition）。

另一則是建基於開放架構的伺服器虛擬化技術，應用系統可透過各種軟體式虛擬化技術，與底層硬體資源進行溝通，而依照虛擬化技術與硬體資源的運算溝通技術不同，還可將軟體式虛擬化技術應用，簡單分成硬體層次（Hardware Level）、作業系統層次（Operation System Level）及應用系統層次（Application Level）等3種類型，若進一步細究當中的技術差異，尚可將之細分為以下6種技術：

1.仿效？模擬（Emulation？Simulation）：虛擬機器（Virtual Machine）是以模擬全部硬體資源的方式，讓各種客戶端作業系統（Guest Operation System），可於不同的處理器上運行，此種虛擬化技術，通常被用來測試新處理器的運算效能，典型代表如Bochs、PearPC、Virtual PC的PPC版，及不具備加速功能的Qemu等。

2.原虛擬化？全虛擬化（Native Virtualization？Full Virtualization）：同一台伺服器上，承載各種客戶端作業系統及應用系統，虛擬機器必須模擬初期所需要的硬體資源，這種虛擬化技術通常可於單一伺服器上，模擬多個虛擬環境（Instance），以運行各種客戶端作業系統，不過，其所消耗的硬體資源較大，典型如Virtual Iron、VMware Workstation、VMware Server（早期的GSX Server）、Parallels Desktop、Adeos、Mac-on-Linux、Win4BSD、Win4Lin Pro及z/VM等。

3.部分虛擬化（Partial Virtualization）：虛擬機器可以同時模擬多個虛擬環境所需要的硬體資源，但並不是模擬各個虛擬環境需要的所有硬體資源，在這種虛擬環境中，客戶端作業系統可以確實享有資源分享（Resource Sharing）及處理隔離（Process Isolation）等效益，不過，此技術並不支援獨立的客戶端作業系統環境。雖然這種虛擬化技術不被視為虛擬機器的1種，但是卻被大量運用在CTSS、實驗性的IBM M44/44X、OS/VS1、OS/VS2，及近來的Windows與Linux系統上。

4.半虛擬化（Pare Virtualization）：虛擬機器不一定要模擬出客戶端作業系統及應用系統需要的所有硬體資源，相反的，是以開通特定客戶端作業系統的虛擬化介面，與硬體資源進行溝通，這種資源溝通模式，也被稱作韌體式虛擬層（Hypervisor）技術，典型代表為VMware ESX Server、Win4Lin 9x及z/VM。

5.作業系統虛擬化（OS Level Virtualization）：直接在主機端作業系統（Host Operation System）層上模擬伺服器，可於單一伺服器上運行多個被安全隔離的虛擬伺服器環境，不過，這種虛擬化技術所能支援的客戶端作業系統較少，典型代表為Linux-VServer、Virtuozzo、OpenVZ、Solaris Containers及FreeBSD Jails等。

6.應用系統虛擬化（Application Virtualization）：透過適當的虛擬機器，利用各地區的資源、執行各地區的桌面及伺服器端應用系統，這種虛擬化的應用系統，只要消耗一點硬體資源，模擬虛擬環境所需的文件（Files）、環境變數（Environment Variables）及用戶介面元素（User Interface Elements）等資源即可；其次，由於這種虛擬化技術，是介於作業系統層及應用系統層之間，可消弭各應用系統的資源運算衝突，及應用系統與作業系統的資源運算衝突，典型代表如Sun Java Virtual Machine、Softricity、Thinstall、Altiris及 Trigence等。

企業基礎資訊系統架構與商業模式有別　所需軟體式虛擬化技術亦不盡相同

台灣IDC企業應用研究經理曹永暉表示，實體分割與邏輯分割的應用方向原本就不一致，實體分割強調的是系統穩定性與完全隔離，而邏輯分割則為有效發揮既有的硬體運算資源而生，因此，企業用戶使用這2種虛擬化技術的方向及心態應不相同，這也是企業用戶一開始多只將軟體式虛擬化技術，運用在系統測試的主要原因。

不過，伴隨硬體技術革新及軟體式虛擬化技術日趨成熟，企業用戶除了將軟體式虛擬化技術，運用在系統開發測試外，亦開始將該技術用於執行不需要7×24服務的應用系統，例如郵件系統（Mail System）、列印系統（Print System）、網站系統（Web System）、更新系統（Patch System）及安全系統（Gateway System）等。

曹永輝進一步指出，對跨國企業來說，透過結合軟體式虛擬化技術、儲存？網路等基礎資訊系統架構，及輕型但具高運算能力的終端設備等資訊系統，不僅可以享受軟體即服務（Software as a Service；SaaS）的效益，在某種程度上，亦有助縮減企業基礎資訊系統架構支出，目前在歐美等地，已經有企業開始這麼做，不過，在台灣則未有企業實施這種應用型態。

昇陽亞太區系統工程部協銷資深顧問郭常宏表示，儘管虛擬化技術應用的種類極其多元，但是對歐美等地的企業用戶來說，無論要導入哪種虛擬化技術，都是根據自身的商業經營模式及資訊系統環境進行評估。

舉例來說，對於必須持續處理大量數據資料的企業用戶（例如國家級研究機構），為求穩定及安全，有可能採取網格計算，或以實體分割等方式來執行核心系統；但是，對以提供網站服務的主機業者而言，極可能選擇軟體式虛擬化技術，來分割伺服器資源；至於只想透過虛擬化技術，進行系統開發測試的企業用戶，則可採用免費或初級的軟體式虛擬化技術。

以台灣惠普的導入經驗來看，由於台灣企業的商業經營模式與基礎資訊系統架構不盡相同，因此，對使用虛擬化技術的看法及實作方式也不一，對此，台灣惠普企業系統事業群技術規劃處資訊系統資深顧問楊秦怡表示，無論企業用戶導入的是何種型態的軟體式虛擬化技術，想發揮伺服器的最大運算效能，最關鍵的核心，在於明確的「導入目的及預期成效」。