書評－虛擬化技術的世界，遠比你想像的寬廣

Virtual Machines: Versatile Platforms 　For Systems and Processes 　James E.Smith & Ravi Nair/著 　Elsevier出版 　售價：1200元

虛擬化是眾人琅琅上口的IT技術流行字彙，但假如今天有人說：從網格運算到作業系統的多行程，也是一種「虛擬化」，你會相信嗎？而現在因英特爾與AMD的x86處理器，都開始支援過去只能在CISC大型主機與高階RISC伺服器才能享受到的虛擬化技術，重要性已水漲船高，也佔領越來越多的媒體篇幅，但虛擬化技術就這麼單純嗎？只是「左手畫圓，右手畫方」而已嗎？

《Virtual Machines: Versatile Platforms For Systems and Processes》一書的問世，將徹底改變你的成見與看法，這也是我們認為目前唯一深入介紹所有虛擬機器技術的專書。

抽絲剝繭，鉅細靡遺，直探各種虛擬化技術的核心
此書每個章節均資料詳實且鉅細靡遺，剖析各類型虛擬機器的技術細節、內部運作流程和設計層面的取捨。像第八章「系統虛擬機器」以VMWare公司的產品為案例，解釋x86指令集先天的諸多限制與VMWare提出的解決之道，進而討論英特爾Vanderpool的存在價值和不足之處，甚至以非常難以虛擬化的RDTSC指令作例子，詳細描繪出Vanderpool運作的全貌和優點。總而言之，此類精密分析遍布全書，極為精彩。

在了解「虛擬」機器之前，我們絕不能缺乏對「真實」電腦的認知。書中提供簡介指令集架構、作業系統、系統初始化流程與多處理器環境的「Real Machines」附錄，協助讀者掌握閱讀前的基本知識。但整體而言，因內容既深且廣，要充分理解仍非常困難，建議你閱讀前，能再重溫計算機結構、編譯器與作業系統等基礎科目。

從單一行程延伸整體系統的虛擬化技術光譜
除了建立虛擬機器與模擬（Emulation）觀念的前兩章和總結的最後一章外，本書可分為兩大部分：單一行程（Process）與整體系統（System）的虛擬化技術。前者包含了二進位執行檔轉換器、高階程式語言虛擬機器，以及藉由硬體輔助的指令集轉換機制，後者進一步延伸至全系統虛擬機器、半虛擬化技術（Paravirtualization）與多處理器環境的虛擬化。

值得注意的是，過去便於移植Pascal編譯器的P-Code到今天的Java和.NET，已是行之有年的虛擬化應用了。

也許你會疑惑：這和虛擬化有什麼關係？事實上，Java的JVM（Java Virtual Machine）與C#的CLI（Common Language Infrastructure）本質上都是一種虛擬機器，擁有獨立於底層硬體的堆疊式指令集架構，並非單純的程式語言，不少計算機結構教科書還特別將其視為指令集架構的範例。

在以VMWare為首的全系統虛擬機器之外，這本書也探討高階伺服器普遍具備的分割區（Partitioning），以及英特爾的Vanderpool處理器虛擬化技術，範圍之廣，由此可見一斑。

告訴你虛擬化技術的未來應用
形形色色的虛擬化技術，最終還得重回實際應用的原點。第十章「浮現中的應用」堪稱集各章節內容的大成，預測虛擬機器的未來用途，如透過動態編譯二進位執行檔來改進程式的強固性，在既有作業系統內建另一個虛擬機器，將把防火牆/IDS等安全性相關的應用程式，放在主控端作業系統裡，藉以保護客戶端作業系統安全，或者經由網路動態轉移電腦設定組態至另一臺電腦上。

諸如此類的應用，從此書出版至今的近兩年，都陸續成為現實中存在的技術與產品，如英特爾的vPro以及預計在新一代vPro平臺整合LaGrande安全運算技術的TXT （Trusted Execution Technology）；或是同一個指令集平臺上能動態重新編譯二進位執行檔的技術，像HP的「Dynamo」與後繼的「DynamoRIO」等，亦可提昇應用程式的安全性。

筆者2005年曾在英特爾總部參加一年一度的RD Day活動，首度得知「Internet Suspend/Resume（ISR）」技術，在這個應用架構上，行動工作者想要把工作用電腦上的設定組態帶著跑，可將虛擬機器的狀態，搬移至扮演個人伺服器角色的手機，再傳送到另外一臺電腦。如果這難以理解，你可以想像今天正在用VMWare執行一個作業系統，只是把這個作業系統的映像檔，透過手機轉移到另一臺執行VMWare的電腦上，搖身一變為隨身攜帶的一臺虛擬個人電腦。本章節不但沒有遺漏這樣的應用，更以此為開端，詳述虛擬個人電腦系統移轉的挑戰，像如何加快收集系統運作狀態與減少網路頻寬的需求等。VMWare VirtualCenter的VMotion虛擬伺服器移轉技術，也成為本章的一部分。

虛擬化發展至最終，我們將邁入「組織虛擬化」，也就是無數軟硬體廠商高喊入雲的網格運算，並描述其概觀作為全書結尾。網格運算看似虛幻，對有心人來說，這導讀是相當簡潔易懂。

虛擬化的範圍到底有多大？
英特爾資深院士兼軟體解決方案事業群總經理Richard Wirt在八月Intel Software Insight雜誌的「The Convergence of Virtualization, Grid, and SOA」文中表示，相較於微觀的處理器虛擬化，網格運算與紅透半邊天的SOA，就是巨觀的虛擬化，象徵著融合成一個整體的IT運算架構。

換言之，我們從更大的視野去檢視「虛擬化」一詞，就可發現意義並不狹隘，它充滿了巨大的發展空間。在未來，虛擬化勢必改變IT架構的風貌，現在檯面上琳瑯滿目的新名詞，只是巨大變革的第一步，而這本不可多得的虛擬機器教科書，將成為引領你踏入這美麗新世界的指南針。文⊙劉人豪