1.1 什么是PowerVM（IBM小型机）虚拟化技术

最后更新2021/07/03

在计算机世界里，虚拟化是一个已经被用滥了的词汇，其所涵盖内容之广、涉及层次之深、延续历史之长，几乎再无第二种技术名词能与之匹敌。计算机领域的虚拟化，可以简单地理解为资源的抽象化。任何实际存在的物体都可以算作是某一种资源，它有各种不同的属性。虚拟化技术是一种屏蔽各种资源本身独特的特性，只提取、保留其中最重要的的关键特性的计算机技术。通俗地解释，虚拟化隐藏了计算机组件各自不同的物理特性，让使用者使用抽象意义上的计算机设备。举例来说，小型机虚拟化让用户不再知道自己是在独立使用一台计算机或者还是与他人共用，甚至无法了解自己是否在使用真实存在的计算机！用户操作虚拟计算机的感觉与操作真实计算机的体验完全相同，只是不能真正看到和触摸它而已。从深度上理解，一台（或者很多台）小型机不再是各种独特硬件的组合，而是各种逻辑资源的组合，这些资源包括：计算资源（及内存资源）、存储资源、网络/IO资源等等，使用者可以用拼积木的方式，，组合自己的虚拟计算机。当然由于虚拟化实现的深度、广度、技术不同，组合虚拟计算机并不能完全随心所欲，而需要遵照一些特定的规则。
虚拟化技术不仅仅用于虚拟计算机（小型机），它可以用于计算机范畴内的任何地方，无论是计算机、存储、操作系统甚至应用程序，都可以被虚拟（当然需要特定的技术实现）。
计算机领域的新技术已经够多了，为什么还要凭空引入虚拟化技术呢？其实，虚拟化并不是什么新技术，不过是在最近几年才被再次热炒的名词，旧酒装新瓶而已。当然这也并非是完全没有任何实际意义的市场炒作行为，而是技术发展到一定阶段，设计、生产、使用者众望所归的必然，属于循环上升式的发展。而且只有到了现今阶段，大规模虚拟化技术实施才变得可行；另一方面，虚拟化的核心是资源抽象化，无论是将虚拟资源进行切分分配，还是将分散的资源虚拟整合为一，甚至先整合再切分，都极大地提高了资源的利用效率；更有其他管理、安全等诸多优点，使得虚拟化技术成为当今计算机应用技术领域的热点。
日新月异都不足以描述IT技术发展之速度，仅仅几年的时间，今天，虚拟化技术已经开始Out，取而代之的“云计算”是当今更热门、时髦的话题而其实，如果把云计算比作是一种应用程序，虚拟化技术就是编程语言，尽管云计算不是必需要通过虚拟化来实现，可是事实上没有哪个云不是经由虚拟化构架实现的。云有很多层次，基础设施云就是共享的IT基础设施；应用云就是共享的IT应用系统。虚拟化与云显然是对同一事物的不同视角表述。虚拟化技术或者说IBM PowerVM虚拟化技术更偏重于基础设施层面，虚拟化是实现云的基础。
虚拟化技术这个名词早在上个世纪60年代就已经被在计算机领域广为使用，与当时的含义相近的另外一个名词是“封装encapsulation”。其含义是将所要虚拟化的对象封装起来，对上层提供标准的使用接口，并支持各种复杂但统一的访问方式（包括并行访问），而被封装的对象可能是不同的物理实体（但特性相近，例如同为存储设备，但具有不同物理位置、不同生产厂商）。与Virtualization在一起还有另外两个很难分辨的词汇：simulation和emulation。作者既不是英文大师也非国学专家，思考了很久也无法明确的区分他们之间的不同，各种权威字典、词典解释得也很模糊。一种带点主观臆断的解释是这三个词并无本质的区别，比较微小的区别是描述对象不同。

Virtualization是不改变本质的，都是在同种、同系列、同类物质之间进行虚拟或者模拟，改变的只是量，不是质。例如IBM Power CPU虚拟以后还是IBM CPU，指令代码不变，不过分配单位不同。
Simulation则有仿真、模仿的意思。为了某种需要（例如测试），用另一类东西去模拟，属于质变，例如用计算机程序去模拟真实的物体。不过此类模仿只要和原型目标大概相似，实现功能，不要求非常精确。例如JAVA虚拟机应当算作一种Simulation。
Emulation与simulation含义相近，不同的是更倾向于与原型目标完全相同，不仅仅“仿”，更要做到等同，没区别，就是原型目标脸上有一个无关痛痒的麻子，也要做得一模一样。例如一些调试工具软件就可以运行在x86计算机上但“模拟”出Power PC指令集的CPU的运行环境。

尽管有更精确的词汇，但在本书中并未区分各种不同方式实现的“模仿或模拟”，统统用Virtualization这个词来表示，而且在业界也是这样使用，我们没有必要去区分不同，只要记得一点：本质上他们都是假的，但看起来和真的一样。
虚拟化可以在很多层面实现，例如处理资源虚拟化是IBM自60年代就已经提出的概念，也就是虚拟机（Virtual Machine），现在可以被划分到计算平台虚拟化一大类。本书所谈论的小型机虚拟化技术则是虚拟化技术全景中基于IBM Unix小型机（即Power System）的相关技术技术。要想区分不同虚拟化技术的实际应用，必须了解以下几个方面的概念：

资源共享与隔离
资源分配方式和分配粒度
虚拟层与上下层之间的相互关系
这三组概念互相独立存在，在虚拟化系统中组合使用，可以理解为是从三个不同的角度去分析和观察虚拟化技术。

尽管PowerVM仍有不足，特别是它与Power小型机硬件深度绑定，但无可否认，它是当前业界最强大、高效的计算机虚拟化技术之一。对于虚拟化技术，特别是小型机（CPU）虚拟化技术特别感兴趣的读者可以参考：
http://www.kernelthread.com/publications/virtualization/
该文章详细地介绍了虚拟化技术的历史，特别是CPU虚拟的历史和技术。

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