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伺服器虛擬化平臺發展至今，VMware vSphere獨領風騷，市占已超過一半，接著是微軟Hyper-V緊追在後，Citrix主推的XenServer則又次之，2015年一開春，XenServer和vSphere都陸續發布新版本，前者早在1月正式推出6.5版（先前代號叫做Creedence），現在已經可以下載，後者則在2月宣布了6.0版，但全球發布（GA）的日期未定，很有可能是在3月上半。

XenServer是基於開放原始碼專案Xen的Hypervisor，所開發出來的商業軟體，在6.5這一版當中，該產品開始提供完整的64位元核心架構，用戶可藉此運用近期推出的伺服器硬體與作業系統平臺，以因應企業與電信服務商等級的資料中心虛擬化環境需求。

現在，XenServer也支援Intel處理器所內建的TXT（Trusted Execution Technology）安全防護技術，Hypervisor因此得以具有偵測與避免遭到竄改存取行為的能力，可預防應用系統執行在被駭客侵入的VM上。新版也提供加註資產標籤（Asset Tagging）的機制，使各個工作負載能夠搭配基於地理位置的標籤，讓管理者限制它們只能在特定地區來執行。

XenServer對於GPU虛擬化的支援也繼續延伸，6.5版開始支援Nvidia GRID繪圖卡最新推出的vGPU技術，不只是因應桌面虛擬化應用環境的高階3D繪圖應用程式執行需求，還可將所需的運算伺服器的密度提升50％。

更徹底支援64位元環境，可完整存取4GB以上記憶體空間，驅動程式的穩定度提升，並可支援更多新硬體裝置

6.5版XenServer強調採用了64位元的核心架構，對於網路與儲存應用的效能，也隨之大幅提升。不過，這裡所謂的64位元核心架構，指的是Xen Hypervisor在執行時，第一個載入的控制領域（control domain）──dom0，是整個伺服器虛擬化平臺管理VM及驅動實體硬體裝置的地方。原本dom0是CentOS 5.7版，現在升級到5.10版。

圖中的箭頭處就是所謂的控制領域dom0，它本身也是一臺VM，但作用跟一般VM不同，它負責管理主機、主機共用區，以及提供給所有VM的儲存與網路I/O。XenServer的Dom0到了6.5版之後，正式64位元化，可存取更多記憶體與硬碟、網路裝置，連帶地，每臺主機可負載的VM數量也能提升，並且能適用於當前伺服器出貨普遍採用64位元組態的方式。

Xen hypervisor早已支援64位元的執行模式，所以能承載32位元與64位元的Guest OS，然而，在之前版本的XenServer，dom0核心都是32位元。

32位元dom0會面臨什麼樣的限制？主要是對於下層記憶體（low memory）的作法。就如同大家所熟知的，32位元環境面臨的主要限制，在於系統最大可存取的記憶體容量只有4GB，後來發展出許多延伸的方式來突破，但這些作法也會影響效能，導致作業成本提高的後果。

甚至，後來在32位元Linux作業系統上，還發展出所謂的下層記憶體與上層記憶體（High Memory）的配置，前者負責與作業系統核心有關的一切處理，包括核心記憶體的對應與核心驅動程式，後者則是針對使用者空間（userspace）的處理。由於低層記憶體要處理的東西太多，形成資源不夠用的局面，而這樣的架構也影響到32位元dom0，XenServer安裝後，預設只能存取到752MB的下層記憶體。

XenServer在先前32位元dom0環境所遇到的問題，還不只是這樣。

在32位元BIOS下，MMIO（Memory-Mapped I/O）區域所坐落的實體位址空間，只能在1GB和3GB之間，dom0如果建立了MMIO hole，可選擇重新對應記憶體的位置，讓它投射到虛擬位址空間上，核心必須對應與MMIO hole大約等量的記憶體，而對32位元核心來說，就必須放到下層記憶體。

再加上，許多驅動程式會自行將核心記憶體對應到MMIO hole，以便在開機時能夠成功載入，但如果下層記憶體容量低到不足以滿足MMIO hole重新對應的需求時，就有可能導致無法穩定執行驅動程式的狀況。雖然XenServer支援PAE，可定址超過4GB的記憶體空間，但對於有些驅動程式的執行來說，還是沒幫助，因為它們固定放在32位元的記憶體實體位址空間，在這種情況下，還是會無法存取到4GB以上的記憶體空間，而導致載入失敗。

而到了64位元BIOS環境，MIMO區域改置於實體記憶體的最上層，所以，也就沒有過去這種上下層記憶體的對應管理問題，等於也提升了驅動程式的穩定度。

此外，許多當前的電腦硬體與周邊裝置，都已充分支援64位元處理器與4GB以上的記憶體，而提供了對應的驅動程式，XenServer 6.5現在採用64位元dom0，等於可藉此支援這些新的硬體；同時，由於所能存取的核心記憶體容量不再受限於先前組態，使得XenServer主機端所能搭配的裝置數量與類型都更為豐富。

例如，每臺主機可同時運用的虛擬磁碟數量，6.5版XenServer提升到2048臺（6.2版是512臺）；對於僅提供64位元驅動程式的新一代硬體裝置，例如PCIe SSD，XenServer現在也可支援。

64位元dom0帶來的另一個好處是，XenServer可運用64位元編譯器設定，在編譯時，能促使事件傳輸通道（Event Channel）的數量與程式碼執行路徑，達到最佳化處理效果，並且能夠善用新一代處理器所特有的延伸指令集。

採用4.4版Xen Hypervisor

XenServer 6.5所採用的Xen Hypervisor版本，也提升到2014年3月所推出的4.4版。Xen 4.4的特色，是增加了事件通道數量（從1023擴張到131,071，有128倍之多），可因應VM內部需搭配大量磁碟、網路卡虛擬裝置的應用。

Xen Hypervisor是圖中箭頭所指的地方，這裡提供了控制介面和虛擬硬體，它和Dom0需相互搭配，以便管理整臺實體主機和VM的資源。在XenServer所搭配的Xen是4.4版。

在XenServer前一版（6.2版）時，曾採用了過度作法，來提供4096個事件通道，然而，這只能滿足每臺主機500臺VM的組態（平均下來，每臺VM所能搭配的虛擬裝置也不多）。現在，Xen 4.4擁有更多事件通道後，可讓XenServer 6.5環境下的每臺主機、VM擁有更多虛擬裝置。

同時，這一版Xen對於grant-copy鎖定請求的處理，也變得更有效率，可大幅增加VM硬碟與網路I/O吞吐效能。

XenServer 6.5所搭配的Linux核心，也提升到3.10版，該版核心是以長期穩定為前提而設計的，因此適合XenServer使用。相較之下，6.2版XenServer搭配的是2.6.32版核心，之後推出的2.6.37版，是第一個原生支援Xen dom0執行的Linux核心，從那時候起，眾家標準Linux版本都可以透過PVOPS（paravirt_ops）的核心形式執行──它是Linux核心基礎架構的一部分，可讓Linux在Hypervisor上以半虛擬化的方式執行。

強化對於Nvidia vGPU支援，強化桌面虛擬化應用

伺服器虛擬化平臺與Nvidia vGPU之間的技術應用，談了好幾年，到了2015年終於比較完整，在2013年底推出的XenServer 6.2 SP1率先完成多種模式的支援，而VMware vSphere則是到了2015年推出的6.0版才完成。GPU虛擬化技術的發展至此，終於到達最終階段的里程碑。

圖中是XenServer的vGPU支援架構與彼此的細部運作方式，主要分為三大部分，最底層是Nvidia GPU，中間是Xen Hypervisor，上層是dorm0和Windows VM，需要安裝Nvidia的核心模組、外掛，以及用戶端驅動程式。

由於XenServer 6.5支援vGPU，因此，能夠整合XenServer的Citrix CloudPlatform與其他開放雲端管理平臺，也將跟著原生支援這項GPU虛擬化技術。

Citrix表示，若用XenServer支援vGPU的方式，來供應XenDesktop與XenApp環境的3D繪圖應用程式執行，在伺服器配置的密度上，將可提高50％，可因此降低成本，並兼顧使用者體驗的改善。

過去幾年以來，XenServer與vSphere陸續支援了不同的GPU虛擬化技術，包括透過軟體讓多臺VM共享GPU的模式（GPU Shared）、單臺VM獨佔單顆GPU的模式（GPU pass-through），然後，可同時支援多臺共享或單臺獨佔的硬體GPU虛擬技術（Hardware Virtualization of the GPU），卻較晚就緒。

以最早支援的XenServer 6.2 SP1來說，每臺主機只能支援到64臺VM；到了XenServer 6.5，vGPU支援相關軟體套件直接內建在主系統的安裝ISO映像檔中，無需再額外安裝，而且，主機端可依照搭配的Nvidia GRID硬體繪圖卡數量，支援更多實體GPU存取。以目前來說，每臺XenServer主機運用vGPU加速的VM，最大可支援96臺（搭配3張GRID K1，每張K100繪圖卡最大可支援32個使用者）。

XenServer 6.2支援了3種GPU虛擬化方式，由左而右，分別是GPU Sharing、GPU Pass-through、vGPU。6.5版支援的vGPU程度更高，可支撐高達96臺應用vGPU的VM。

6.5版XenServer也支援Nvidia最近推出的GRID vGPU設定檔，像是K120Q、K160Q、K180Q，以及K220Q與K280Q，以K120Q為例，雖然只有512MB，卻可支援32個一般使用者的雙螢幕顯示，解析度高達2560x1600，。值得注意的是，雖然XenServer本身已內建支援，仍須至Nvidia網站下載最新版驅動程式，與之搭配。

上述兩張圖是Nvidia官網的vGPU相關驅動程式軟體，若要應用vGPU功能，可選擇Nvidia GRID vGPU這個產品型號項目，接下來選XenServer版本與語言別，即可下載。目前可選擇XenServer 6.2和6.5版，vSphere 6.0號稱支援vGPU，但該產品目前（3月7日）還沒正式發布，所以，Nvidia網站並沒有列出vSphere 6的選項。

你也可以應用其他Nvidia GPU虛擬化功能，以Quadro K6000系列為例，就可以選擇VMware ESXi 5.1版或5.5版，但這裡就沒看到XenServer的項目了，關於這個問題，還需要跟Nvidia和Citrix確認一下原因，也許是vGPU一推出之後，可以滿足所有需求吧？

工作負載平衡器重回XenServer懷抱，並提供新的分散式虛擬網路交換控制器

這套產品也重新提供企業等級的工作負載平衡器（Workload Balancing，WLB）的虛擬設備，以及新的分散式虛擬網路交換控制器（Distributed Virtual Switch Controller，DVSC），支援Amazon如此大型的雲端環境使用。

在XenServer 6.2版取消提供的工作負載平衡器（WLB），在6.5版中又回來了，這項功能其實跟vSphere的DRS（Dynamic Resource Scheduler）很類似，可以根據主機端的負載情況搭配政策，將正在執行的VM，自動線上遷移到其他臺主機。
6.5版的WLB增加了更多功能、改善操作介面與稽核機制，授權方式也有變更（XenServer企業版和XenApp白金版、XenDesktop白金版均可使用）。

目前，WLB包含4種功能，包括收集XenServer系統效能資料，例如處理器、儲存與網路的負載，以及分析效能狀態的歷程與趨勢、對資源不足情況提出警告、自動平衡工作負載等等。因此，它可以產生效能監控報表、警示管理者系統可能會出現使用率過高的部分，並且根據歷史資料，自動將VM工作負載配置到不同XenServer主機上。

WLB虛擬設備在XenServer 6.2版時，曾被移除、不再提供，然而，到了最新推出的6.5版，該功能又回歸。有了WLB，系統管理者可以深入掌握系統效能，例如，透過細緻的效能監控報表的產生、警告管理者去發現系統熱區（system hot spots）所在，並且設法使其最佳化，例如根據歷史資料的分析，自動調整工作負載的執行位置，以及基於現有的處理器、儲存與網路負載，動態搬移工作負載至其他地方。

WLB也提供了進階的資源池存取蹤跡稽核記錄（Pool Audit Trail）功能，管理者可以指定稽核記錄收集資料的粗細粒度，之後，可以依據特定使用者、物件和時間等條件，來搜尋與過濾這些資料。

這臺虛擬設備也支援線上升級，企業可透過YUM的更新機制，連至正在執行的SLB伺服器，或是從Citrix網站下載升級套件，然後直接套用、不停機。

在網路端應用方面，XenServer 6.5所提供的開放虛擬交換器（Open vSwitch，OVS），也從先前的1.4版升級到2.1.3。新版OVS支援Megaflow的作法，在絕大多數狀況下，有助於減少流量表（Flow Table）所需記錄的項目，也可以改善dom0的網路負荷程度，能處理大量伺服器VM連接眾多用戶端的應用。

在OVS的網路Flow處理中，會比對網路封包標頭，並給予對應的處理動作，像是轉送或丟棄，而作為伺服器應用的VM之言，本身可能需負荷大量用戶端連線，而每一個連線都需要一個Flow，如果主機端的VM數量增加，dom0的OVS流量表會填入相關資料，導致OVS使用者空間處理的迴圈，其他節點連至VM與VM對外發出的網路吞吐量，也會因此降低。同時，在XenServer 6.2包含的OVS 1.4環境下，Flow必須擁有確切符合的標頭，才能傳輸。而換成新的OVS之後，XenServer 6.5的主機與VM，可望承載更多網路流量。

前面提到，新版XenServer也更新了分散式虛擬網路交換控制器。先前XenServer 6.2所採用的是DVSC-Controller-17223，到了6.5版，XenServer改用DVSC-Controller-37734.1，主要來自被VMware併購的網路虛擬化廠商Nicira，當中最大改變是修正了幾個重大安全漏洞，例如OpenSSL、Shellshock。

除此之外，網路存取而言，XenServer 6.5主機對主機的總吞吐量（Aggregate network throughput），也從先前的3Gb/s提升到25Gb/s，等於增加了7倍，而網路Flow的平均延遲縮短了15倍，改善更為顯著（6.2版是800毫秒，6.5版則為50毫秒）。

XenServer也改良一般網路傳輸與IPv6環境下的效能。例如系統預設支援GRO（Generic Receive Offload）的處理卸載機制，VM接收網路效能可因此提升2倍。只要伺服器端的實體網路卡可相容或支援GRO，入埠的網路封包
就能由網卡端以透明的方式合併，這有助於dom0處理傳入資料時所受到干擾的頻率，會跟著變少，等於節省處理器的計算週期，並且也能更容易搭配與運用10Gb與40Gb的新一代資料中心高速網路。
根據Citrix本身的測試數據，他們看到單一串流網路吞吐量，甚至最大可因此增加4倍。
此外，XenServer 6.5也採用Grant Mapping的方式來傳輸網路流量，而不是用Grant Copy，因此節省了dom0的處理器資源，於是，總體網路吞吐量可增加2倍。

總體而言，6.5版加入不少改善網路吞吐量處理的技術，如此一來，大量VM不論是發出或接收資料，都能以高速的方式進行。

存取儲存裝置的速度大幅改善

這次XenServer改版，同時引進了新的記憶體內讀取快取（In-memory Read Caching），目的是為了改善VM存取磁碟的效能，該功能可減少存取實體儲存裝置的I/O量。快取的輔助加速，在伺服器虛擬化平臺似乎越來越普遍，像VMware從vSphere 5.5開始支援vFlash Read Cache，微軟Windows Server 2012 Hyper-V也支援CSV Cache和Storage Spaces Write-back Cache，但各自的作法，以及所利用的、針對的對象都不太一樣。

透過單一模版方式來同時啟動多個VM，可透過這種集中化機制，節省不必要的I/O負擔。

這項新的快取技術應用，主要是針對常用的VM模版映像（golden images）。原本，XenServer系統可將少數對於特定儲存區塊的上的VM寫入資料，存放在每臺VM所配置的差異磁碟（differencing-disks）上，若搭配這種讀取快取技術，相關VM資料從外部的實體磁碟讀取之後，可暫存在主機端記憶體內，以提升虛擬磁碟效能。若基於這樣的架構，而且許多VM都是複製自同一個VM，改善系統效能幅度更大。

XenServer新增了記憶體內的讀取快取，讓所有VM的I/O都在主機端的記憶體執行，而不是去存本機的磁碟。

記憶體內快取還可搭配XenServer既有的IntelliCache，做到兩階式快取，以及非持續性寫入動作的快取。

Citrix認為，若將其應用在XenDesktop的Machine Creation Service（MCS），能更徹底減少從硬碟端讀取儲存區塊的數量，而且可因應需頻繁讀取磁碟資料的行為。對於那些因繁重I/O而導致服務等級下降的例子，快取的助益會更趨於明顯，就像桌面虛擬化環境面臨的開機風暴（使用者在很短時間內紛紛執行開機），或是VM的排程掃毒作業。設定在同一段時間內密集進行。

搭配固態硬碟時，XenServer在儲存讀取的總體吞吐量（Aggregate storage read throughput）表現上也很亮眼。根據Citrix所公布的效能測試數據，6.2版是2.2GB/s，而6.5版提升到9.9GB/s，幅度有3.5倍之多；相對地，對於儲存寫入的總體吞吐量（Aggregate storage write throughput），XenServer 6.2版是2.8GB/s，6.5版則到7.8GB/s，增加了到近1.8倍。

XenServer對於儲存採用了最佳化的資料路徑（datapath），可將總體吞吐量擴大到更理想的地步，以因應大量VM的存取需求。這項措施讓系統在承載多臺VM時，I/O得以維持在較高的標準上。例如，XenServer新版支援Tapdisk3，可改善多個磁碟同時存取的效能，提供更巨大的總體虛擬磁碟吞吐量。據Citrix估計，提升幅度達到1倍。

面對大量VM同時開機時所產生的巨量I/O負擔（俗稱開機風暴），新版XenServer改善程度很大，這主要受益於In-memory Read Caching技術的採用。Citrix宣稱開機風暴的時間原本是471秒，新版縮短至140秒，加速比例達到70％；在這段過程中所傳輸的資料量，也大幅減少──原本需要18GB，新版XenServer則不到1GB，能做到這樣，有賴於In-memory Read Caching的快取特性之外，再加上，該技術也運用VM共用基本映像檔的方式，因此，大幅降低XenServer主機端存取外部儲存陣列的I/O量。

在XenServer 6.5環境下，同時使大量VM開機時的速度會加快，原因在於支援了新的記憶體內讀取快取技術。當VM全都共用相同的映像檔時，讀取快取能有效降低對儲存陣列的I/O衝擊。

基於Intel處理器架構的安全開機功能支援，也有所改良

在企業版上，XenServer可應用Intel處理器所提供的安全開機功能──TXT（Trusted Execution Technology） Measured Boot，但用戶需安裝相關增補套件軟體，才能應用。該套件是在2013年推出的，XenServer也針對6.1版和6.2版發行了對應版本，而到了6.5版上市，這個TXT Measured Boot套件更新了tboot（Trusted Boot）版本。

Tboot是一套開源的核心前執行（pre- kernel）或VMM模組，當中採用了Intel處理器所普遍內建的TXT技術，以便測量與驗證作業系統核心或VMM的系統啟動程序，防止有心人士從開機程序當中滲透到作業系統或VMM當中。

除此之外，XenServer 6.5版更新的Measured Boot套件，也支援一些新功能，像是加註資產標籤（Asset Tagging），讓管理者可以在伺服器上，標示任何有用的資訊，例如所處的地理位置、所配置的硬體規格與性能，或是法規遵循要求。

有了這項機制，能讓XenServer主機在啟動VM時，驗證是否具有管理者所給予的標籤，以符合特定的條件和加密憑證要求。

支援近期推出的x86伺服器級處理器，虛擬化平臺的最大組態也有所增長

距離XenServer上次大改版（2013年6月）已經有好幾年，6.5版一推出，該平臺也強調可支援較新款的x86伺服器級處理器，像是Intel在2014年初推出的Xeon E7 v2系列（Ivy Bridge EX），以及下半年發表的Xeon E5-2600 v3（Haswell EP），對於AMD Opteron處理器也不偏廢，開始支援2014年初推出、採用Piledriver架構的6338P和6370P（Warsaw）。

在整體平臺的最大組態上，XenServer也調高了主機端與VM端的部分規格。以單臺主機而言，6.5版和6.2版一樣，可支援160顆實體處理器、1TB記憶體和500臺VM，不過，它支援的虛擬磁碟裝置數量，有了突破，從原本的512臺，增加到2048臺，而且所支援的LUN（Multipathed LUN），也提升到256個之多（6.2版是150個）。

最大組態向來是眾家伺服器虛擬化平臺的必爭之地，但XenServer就算是6.5版的規格來看，仍落後其他廠商許多，唯一的亮點，是每一臺主機可支援的虛擬磁碟，高達2,048臺。

若以單一VM來看，在6.5版的XenServer環境下，每臺可配置的記憶體從先前的128GB，提升到192GB。

雖然XenServer 6.5部分最大組態有所調整，只有一項居於領先，主機端可同時存取的虛擬磁碟數量是2048臺（VMware vSphere 6.0也是），但絕大多數規格仍趕不上VMware vSphere 5.x和微軟Windows Server 2012 Hyper-V，甚至比不上Red Hat Enterprise Virtualization當前版本 3.4，尤其是記憶體容量。例如，這三家廠商的產品，至少都提供了1TB的主機或VM配置（相當於Windows Server 2008 R2 Hyper-V）。

XenServer目前的授權方式，分為4種：免費版、標準版、企業版，以及XenApp與XenDesktop白金版。圖中所列的標準版和企業版售價，似乎是不含技術支援的價格。

XenServer標準版和企業版之間的售價、定位、功能的比較。

XenServer現行版本的功能差異比較。

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