虚拟化技术介绍V1.pptx

分区
• 分区是指在单一物理服务器上同时和独立地运行
多个虚拟机。
– 虚拟化层为多个虚拟机划分服务器资源的能力； – 每个虚拟机可以同时运行一个单独的操作系统，使得
能够在一台服务器上运行多个应用程序； – 每个操作系统只能看到虚拟化层为其提供的“虚拟硬
件”（虚拟网卡、虚拟内存、虚拟CPU等等），从而使 它认为它是运行在自己的专用服务器上。分区这个特 性可以提高物理资源的利用率并减少物理服务器的数 量。
– 基于主机虚拟化软件需要先在服务器硬件上安装主操作系统，被 称为Host OS，然后在这个OS上建立虚拟层，之后在该虚拟层上 创建不同Guest OS的虚拟机，代表软件有VMware Workstation、 SWsoft Virtuozzo等，基于主机的虚拟化软件依赖于物理主机的 操作系统。
– 基于硬件的虚拟化软件直接安装服务器裸设备上，在服务器硬件 上建立一个被称作hypervisor的虚拟层，虚拟机可以任意创建在这 个虚拟层上，在虚拟机上可以安装各种操作系统，部署应用业务， 代表软件有VMware ESX、XenSource等，这类软件依赖于虚拟层 内核，性能远远优于基于主机的。
拟机监控器（Virtual Machine Monitor， VMM）软件，将服务器物理的CPU、内存、 网卡和硬盘等资源抽象出来，映射成若干 个虚拟的CPU、内存、网卡和硬盘，构成虚 拟机，每个虚拟机上可运行一个独立的操 作系统和若干应用软件。
服务器虚拟化特性
• 主要有四大特性：
– 分区； – 隔离； – 封装； – 硬件独立。
• VMware的优缺点 • 优点
– 老牌的虚拟化厂商，拥有业界领先的技术。 – VMware的产品线比较完整，针对不同的行业应用，都有完整的解决方案。 – 不需要Windows Server 2008的支持，可以直接安装在裸机上。
• 缺点
– 可以用Virtual Center来管理多台VM主机和虚机，但是缺乏统一的管理平台，需要购买第三方 的管理平台，对虚机和真机进行统一管理。
• VMware ESX
– VMware的技术更加成熟。 – VMware采用VMotion技术，采用内存后台备份的机制，可以实现
在线迁移，几乎没有停机时间。 – VMotion需要共享存储的支持，虚机的磁盘文件保存在共享存储设
备上，VMotion并不是基于群集的。
微软和VMware虚拟化技术原理
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。12:24:1912:24:1912:247/29/2020 12:24:19 PM
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.7.2912:24:1912:24Jul-2029-Jul-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。12:24:1912:24:1912:24Wednesday, July 29, 2020
– VMotion需要相对比较昂贵的费用。 – Hyper-V快速迁移则包含在Windows Server 2008的授权费用中，
不需要额外付费。 – VMotion适用于计划维护停机事件，如果是突发故障，可以借助
VMware的HA功能（需要付费），让虚机在另外一台主机上重启。 – Hyper-V可以借助主机群集功能同时实现快速转移和高可用性。
• 虚拟机之间不会泄露数据，应用程序只能通过配
置的网络连接进行通信。
封装
• 封装是指将所有与虚拟机有关的内容（硬件配置、
BIOS 配置、内存状态、磁盘状态、I/O 设备状态、 CPU 状态）储存在独立于物理硬件的一组文件中， 复制和移动虚拟机就像复制和移动文件一样简单。
– 服务器资源调配类似于拷贝文件； – 服务器迁移类似于数据迁移，而不是搬动物理服务器； – 备份和恢复也相对简单很多，类似于数据的备份和恢
• 技术区别
– VMotion采用后台内存拷贝的模式，只有在拷贝内存位图表时，才 会临时中止客户端访问，用户几乎感觉不到服务中断（一般最多 1~2秒）
– Hyper-V快速迁移需要有一个内存状态的保存和恢复时间，根据虚 机内存和存储带宽的大小，有少量的服务中断时间（少则1~2秒， 多则1~2分钟）。
虚拟化技术简介
什么是虚拟化
• 虚拟化(virtualization)：
– 是一个广义的术语，在计算机方面通常是指计 算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运 行。
– 把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以 打破物理结构之间的壁垒。
为什么要进行虚拟化
• 对 IT 基础设施进行简化。 • 简化对资源以及对资源管理的访问。
复； – 为应用程序提供标准化的虚拟硬件，可保证兼容性。
硬件独立性
• 硬件独立性是指虚拟软件的虚拟化层从操
作系统和应用程序中抽取硬件，所以虚拟 机不在乎实际硬件是什么，从而达到相对 于硬件独立。
• 打破了操作系统和硬件以及应用程序和操
作系统/硬件之间的约束。
服务器虚拟化的好处
• 控制和减少物理服务器的数量，降低硬件
成本，提高服务器平均利用率
• 降低管理和运营成本 • 应用部署快捷化 • 旧硬件与新操作系统无兼容性问题 • 硬件维护零宕机，易备份 • 提供高可用性和负载均衡 • 提高IT投资回报率
服务器虚拟化软件的分类
• 大体分为两类，基于主机（Hosted Architecture）和基
于硬件(Bare Metal Architecture)。
虚拟化的优势
• 更高的资源利用率
– 支持实现物理资源和资源池的动态共享，提高资源利用率。
• 降低管理成本
– 提高工作人员的效率； – 减少物理资源的数量; – 隐藏物理资源的部分复杂性; – 通过虚拟可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求。
• 更高的可用性
– 在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、升级或改变。
CPU虚拟化技术
• CPU虚拟化技术是一种硬件方案，支持虚拟
技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制 虚拟过程，通过这些指令集，VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器)会很容易 提高性能，相比软件的虚拟实现方式会很 大程度上提高性能。
服务器虚拟化概念
• 服务器虚拟化就是在服务器上安装一个虚
。2020年7月29日星期三下午12时24分19秒12:24:1920.7.29
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T H E E N D 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年7月下午12时24分20.7.2912:24July 29, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年7月29日星期三12时24分19秒12:24:1929 July 2020
隔离
• 隔离是指同一系统中虚拟机之间互相独立地运行，
影响某一个虚拟机的崩溃、病毒等问题都不会影 响在同一物理主机上运行的其它虚拟机，隔离功 能还可以确保一个虚拟机不会占用同一系统中其 它虚拟机的资源。
• 可以在单一物理服务器上同时运行多个负载/应用
程序/操作系统，而不会出现传统x86 服务器体系 结构中的一些有局限性的问题（比如应用程序冲 突、DLL 冲突等等）。
• 13、志不立，天下无可成之事。20.7.2920.7.2912:24:1912:24:19July 29, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
• 更高的可扩展性
– 根据不同的产品，资源分区和汇聚可支持实现比个体物理资源小得多或大得多的 虚拟资源。
• 互操作性和投资保护
– 虚拟资源可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性。
• 改进资源供应
– 能够以更小的单位进行资源分配； – 虚拟资源因其不存在硬件和操作系统方面的问题而能够在出现崩溃后更快地恢复。
创建一个抽象层。
– 文件虚拟化层管理跨服务器的文件和文件系统， 允许管理员向客户机提供一个所有服务器的逻 辑文件挂接；
– 虚拟文件存储整合允许文件服务器之间共享访 问存储容量；
– 文件服务器之间实施的数据迁移对于最终用户 和应用程序都是透明的。
存储虚拟化技术
• 虚拟存储(Storage Virtualization)，就是把
微软和VMware虚拟化技术原理
• 微软Hyper-V
– 虚机的磁盘文件（.VHD）存放在共享存储设备（iSCSI或者光纤 SCSI设备）上，同时挂载到多台主机上，主机维护需要快速迁移 时，不需要迁移庞大的磁盘文件。
– 发生突发性的硬件故障或者断电，虚机可以借助高可用性群集功 能在另外一个节点上重新启动。
– VMware的虚拟化管理层是一个独立产品，需要付费。 – 许可证方面的开销巨大，每安装一个Windows虚机，都必须对其中的Windows操作系统付费。
虚拟化的发展和趋势
• 虚拟化开始从早期的存储虚拟化向服务器
和操作系统的虚拟化以及整体的虚拟化发 展。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 7.2920.7.29Wednesday, July 29, 2020
虚拟化的诞生
• 早在上世纪60年代，IBM公司就发明了一种
操作系统虚拟化技术，允许在一台主机上 运行多个操作系统，让用户尽可能地充分 利用昂贵的大型机资源。
虚拟化的几种技术
• 文件虚拟化 • 存储虚拟化 • CPU虚拟化 • 服务器虚拟化
文件虚拟化(File Virtualization)
• 文件7、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午12时24分19秒下午12时24分12:24:1920.7.29
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微软和VMware虚拟化产品优缺点
• 微软的优势
– 和微软Windows操作系统兼容性更强。 – 虚拟化管理层本身无需额外付出成本。 – 微软自己的应用程序，包括SQL Server、Exchange Server、活动目录、IIS等服务端应用，可
以更好地在Hyper-V上运行，其兼容性、稳定性和性能，都会得到保障。 – 采用微软虚拟化方案，在许可证方面可以享受不小的优惠。 – 微软最大的优点，在于有一个完整的、集成的平台，这是其他第三方产品所不具备的。
多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一 定的手段集中管理起来，所有的存储模块 在一个存储池中得到统一管理。
– 主机级虚拟化； – 存储子系统级虚拟化； – 网络级虚拟化。
存储虚拟化特点
• 存储虚拟化是一个SAN里面的存储中央管理、集
中管理；
• 存储虚拟化打破了存储供应商之间的界线； • 可以应用于不同品牌的高中低档的存储设备。