云计算概论课件-虚拟化
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云计算——虚拟化技术PPT课件
2021
29
4.4.3 硬件虚拟化的未来
2．异构硬件的融合和归一化
• 首先，异构硬件的融合将本着“优势互补”的原则，向应用提供优势 资源以满足极端化需求。
• 其次，不同的硬件需要采用不同的虚拟化方法，提供各异的接口以获 得最佳的性能。
• 因此，要通过虚拟化实现异构硬件归一化管理，向应用提供统一的编 程接口。可利用来自应用的需求信息动态判断实际的后台执行硬件， 实现应用需求指导的动态硬件选择技术。
• 目前，基于硬件辅助的虚拟化方法在CPU、内存、网络等传统硬 件资源上获得了成功，CPU 和内存虚拟化资源已经接近物理性 能。
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26
4.4.2 硬件虚拟化的代表
1．GPU虚拟化
• GPU是计算机的一个重要组成部分，但GPU这类重要资源虚拟化的性 能、扩展性和可用性相对于CPU还处于滞后的阶段。
2021
4
2．网络虚拟化
• 网络虚拟化以软件的形式完整再现了物理网络，应用在虚拟网 络上的运行与在物理网络上的运行完全相同。
• 网络虚拟化向已连接的工作负载提供逻辑网络连接设备和服务 （逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载均衡器、VPN 等）。
• 虚拟网络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保证，而 且具备虚拟化所具有的运维优势和硬件独立性。
图4.4 使用VMM二进制翻译客户操
2021
作系统的请求 12
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化指的是虚拟机系统和虚 拟化软件层通过交互来改善性能 和效率。
• 半虚拟化涉及修改操作系统内核 来将不可虚拟化的指令替换为可 直接与虚拟化层交互的超级调用 （hypercalls）。
图4.5 将不可虚拟化的操作系统指令替
云计算核心--服务器虚拟化技术原理与应用PPT优秀课件
同质虚拟化： 虚拟机和宿主机是同种指令体系架构，例如，x86虚拟x86，powerpc虚拟 powerpc。 同质虚拟化中很多指令可以直接在物理硬件上运行，而不需要逐条指令翻译。 效率较高，现代实用级别服务器系统虚拟化都是同质虚拟化。
敏感指令： 同质虚拟化中，那些由于会产生冲突无法直接在物理硬件上运行的指令称作 敏感指令。例如，涉及到硬件设备、内存寻址等方面的指令。
软件模块，通过向上一层软件模块提供一个与它原先所期待的运行环境完全一致的 接口和方法，抽象出一个虚拟机的软件或硬件接口，是的上层软件可以直接运行在 虚拟机的环境上。
虚拟化的层面
硬件层虚拟化：通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机，为虚拟机操作系统呈现和物
理硬件相似或接近的硬件层。
操作系统层虚拟化： 指操作系统的内核可以提供多个互相隔离的用户态实例，
同质虚拟化的实现本质就是捕获与模拟。即补获敏感指令，模拟实现其行为。
2021/6/3
7
虚拟化实现技术
实现同质全虚拟化需要解决的问题 CPU虚拟化： 实现CPU指令的模拟；中断和异常的模拟和注入 内存虚拟化：提供所有虚拟机一个从0开始的连续物理内存空间；在各虚拟机之间有
效隔离、调度以及共享内存资源。 IO虚拟化：管理有限的外设资源，截获guest os对设备的访问请求，通过软件模拟
敏感指令是VMM 不可以轻易让客户操作系统执行的指令，如果所有敏感指 令都是特权指令，就可以利用保护异常实现虚拟化
当一部分敏感指令并不是特权指令，这就出现问题了。非特权指令在 Ring1～Ring3上是可以执行。VMM不会处理这些指令。这就是硬件架构上 的虚拟化漏洞
2021/6/3
10
硬件辅助虚拟化
各自有自己独立的文件系统、网络和系统设置、库函数等等。又叫容器虚拟化。
敏感指令： 同质虚拟化中，那些由于会产生冲突无法直接在物理硬件上运行的指令称作 敏感指令。例如，涉及到硬件设备、内存寻址等方面的指令。
软件模块，通过向上一层软件模块提供一个与它原先所期待的运行环境完全一致的 接口和方法，抽象出一个虚拟机的软件或硬件接口，是的上层软件可以直接运行在 虚拟机的环境上。
虚拟化的层面
硬件层虚拟化：通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机，为虚拟机操作系统呈现和物
理硬件相似或接近的硬件层。
操作系统层虚拟化： 指操作系统的内核可以提供多个互相隔离的用户态实例，
同质虚拟化的实现本质就是捕获与模拟。即补获敏感指令，模拟实现其行为。
2021/6/3
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虚拟化实现技术
实现同质全虚拟化需要解决的问题 CPU虚拟化： 实现CPU指令的模拟；中断和异常的模拟和注入 内存虚拟化：提供所有虚拟机一个从0开始的连续物理内存空间；在各虚拟机之间有
效隔离、调度以及共享内存资源。 IO虚拟化：管理有限的外设资源，截获guest os对设备的访问请求，通过软件模拟
敏感指令是VMM 不可以轻易让客户操作系统执行的指令，如果所有敏感指 令都是特权指令，就可以利用保护异常实现虚拟化
当一部分敏感指令并不是特权指令，这就出现问题了。非特权指令在 Ring1～Ring3上是可以执行。VMM不会处理这些指令。这就是硬件架构上 的虚拟化漏洞
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硬件辅助虚拟化
各自有自己独立的文件系统、网络和系统设置、库函数等等。又叫容器虚拟化。
云计算及虚拟化课件
• 服务器虚拟化将系统虚拟化技术应用于服 务器上，将一个服务器虚拟成若干个服务 器使用
2.2.2 典型实现
• 服务器虚拟化通过虚拟化软件向上提供对 硬件设备的抽象和对虚拟服务器的管理
– 虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor） – 虚拟化平台（Hypervisor）
2.2.2 典型实现
Wikipedia：虚拟化是表示计算机资源的抽象方法，通过虚拟化可以 用与访问抽象前资源一致的方法访问抽象后的资源。这种资源的抽 象并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制
:信息技术术语库：虚拟化是为了某些事物创造的的虚拟 版本，比如操作系统、计算机系统、存储设备和网络资源等
影子页表法
页表写入法
2.2.4 核心技术（设备与I/O虚拟化）
• 主流的设备和I/O虚拟化通过软件的方式实现
物理 设备
虚拟 设备
VMware 虚拟化 平台
虚拟 机
2.2.4 核心技术（设备和I/O虚拟化）
• 服务器虚拟化中每个虚拟机都是一个独立的逻 辑服务器，之间通信通过网络接口进行
• 每个虚拟机分配了虚拟的网络接口
细节 – 用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部
分或者全部功能
2.1.3 虚拟化的常见类型
• 基础设施虚拟化
– 网络虚拟化：将网络的硬件和软件资源整合，向用 户提供虚拟网络连接
• 虚拟局域网Virtual LAN • 虚拟专用网VPN
– 存储虚拟化：为物理的存储设备提供一个抽象的逻 辑视图，用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口 来访问被整合的存储资源
Open Grid Services Architecture: 虚拟化是为一组相似资源提供一个 通用的抽象接口集，从而隐藏属性和操作之间的差异，并允许通过 一种通用方式来查看并维护资源
2.2.2 典型实现
• 服务器虚拟化通过虚拟化软件向上提供对 硬件设备的抽象和对虚拟服务器的管理
– 虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor） – 虚拟化平台（Hypervisor）
2.2.2 典型实现
Wikipedia：虚拟化是表示计算机资源的抽象方法，通过虚拟化可以 用与访问抽象前资源一致的方法访问抽象后的资源。这种资源的抽 象并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制
:信息技术术语库：虚拟化是为了某些事物创造的的虚拟 版本，比如操作系统、计算机系统、存储设备和网络资源等
影子页表法
页表写入法
2.2.4 核心技术（设备与I/O虚拟化）
• 主流的设备和I/O虚拟化通过软件的方式实现
物理 设备
虚拟 设备
VMware 虚拟化 平台
虚拟 机
2.2.4 核心技术（设备和I/O虚拟化）
• 服务器虚拟化中每个虚拟机都是一个独立的逻 辑服务器，之间通信通过网络接口进行
• 每个虚拟机分配了虚拟的网络接口
细节 – 用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部
分或者全部功能
2.1.3 虚拟化的常见类型
• 基础设施虚拟化
– 网络虚拟化：将网络的硬件和软件资源整合，向用 户提供虚拟网络连接
• 虚拟局域网Virtual LAN • 虚拟专用网VPN
– 存储虚拟化：为物理的存储设备提供一个抽象的逻 辑视图，用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口 来访问被整合的存储资源
Open Grid Services Architecture: 虚拟化是为一组相似资源提供一个 通用的抽象接口集，从而隐藏属性和操作之间的差异，并允许通过 一种通用方式来查看并维护资源
云计算概论课件-虚拟化
虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
包含了如下三层含义： ①虚拟化的对象是各种各样的资源； ②经过虚拟化后对用户隐藏了不必要的细节； ③虚拟环境中可以实现真实环境中的功能。
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
包含了如下三层含义： ①虚拟化的对象是各种各样的资源； ②经过虚拟化后对用户隐藏了不必要的细节； ③虚拟环境中可以实现真实环境中的功能。
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化与云计算培训课件讲义
虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述 云计算的发展路线
并行计算 云计算
集群计算
网格计算 虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算是并行计算 (Parallel Computing)、分布 式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者 说是这些计算机科学概念 的商业实现
虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院 基本特征：
快速可伸缩性（Rapid Elasticity，云计算的目标之一就是要把网格、SOA等技术 商用化、通俗化，所以用"弹性"（Elasticity）这样的词，而不是 IT业界称常用的" 可伸缩性"（Scalability）这个词）：可以迅速、弹性地提供服务，能快速扩展， 也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说，可 以租用的资源看起来似乎是无 限的，可在任何时间购买任何数量的资源。
Deployment Models Private Cloud Community Cloud Hybrid Cloud Public Cloud
部署模型 私有云 社区云 混合云 公有云
Essential characteristics 基本特征
Broad network access 广泛的网络接入 Measured Service 可计量的服务 On-demand Self-service 按需自助 Rapid elasticity 快速的弹性 Resource Pooling 资源池化
动态的资源池（Resource Pooling）：供应商的计算资源可以被整合为一个动态 资源池，以多租户模式服务所有客户，不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动 态分配。服务商需实现 资源的位置无关性，客户一般不需要知道所使用的资源 的确切地理位置，但在需要的时候客户可以指定资源位置（如哪个国家，哪个数 据中心等）的要求。
一 虚拟化与云计算概述 云计算的发展路线
并行计算 云计算
集群计算
网格计算 虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算是并行计算 (Parallel Computing)、分布 式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者 说是这些计算机科学概念 的商业实现
虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院 基本特征：
快速可伸缩性（Rapid Elasticity，云计算的目标之一就是要把网格、SOA等技术 商用化、通俗化，所以用"弹性"（Elasticity）这样的词，而不是 IT业界称常用的" 可伸缩性"（Scalability）这个词）：可以迅速、弹性地提供服务，能快速扩展， 也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说，可 以租用的资源看起来似乎是无 限的，可在任何时间购买任何数量的资源。
Deployment Models Private Cloud Community Cloud Hybrid Cloud Public Cloud
部署模型 私有云 社区云 混合云 公有云
Essential characteristics 基本特征
Broad network access 广泛的网络接入 Measured Service 可计量的服务 On-demand Self-service 按需自助 Rapid elasticity 快速的弹性 Resource Pooling 资源池化
动态的资源池（Resource Pooling）：供应商的计算资源可以被整合为一个动态 资源池，以多租户模式服务所有客户，不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动 态分配。服务商需实现 资源的位置无关性，客户一般不需要知道所使用的资源 的确切地理位置，但在需要的时候客户可以指定资源位置（如哪个国家，哪个数 据中心等）的要求。
虚拟化和云计算入门教程PPT课件
• 提供灵活的资源调度
– 在线迁移虚拟机、DRS、DPM
为什么要虚拟化
• 降低投资成本
– 提高资源利用率，减少了服务器采购数量，降低了硬件成本 – 减少电能及制冷费用 – 提高管理效率 – 增加投资有效性
• 提高业务灵活性
– 快速响应业务需求 – 动态高可扩展性 – 快速部署
• 提高安全性
– 系统隔离技术 – 单个系统故障不会影响其它系统 – 避免不兼容性 – 低成本冗余技术
服务器池 1
!
服务器池 1
高可用自动重启（HA）
• 自动重启虚拟机- 虚拟机失效 • 完全集群逻辑失效检测 • 即便管理工具不可用，依然可以触发
Resources
Resources
服务器池 1
动态电源管理(DPM)
• 将虚拟机整合到少数服务器上 • 对使用率低的服务器自动关机 • 负载增加是进行反向操作
针对模拟PC硬件的用户空间组件 • 2006年被合并到Linux内核 • 把linux转换成一个Hypervisor.
可以运行Windows,Linux和其它guests • KVM的架构可以利用强大的Linux的力量
RedHat
• 优势
– 性价比 – 开源 – 服务
• 劣势
– 端到端的解决方案推出较晚 – 支持kvm的厂商较少 – 市场份额较小
虚拟化与云计算介绍
主题议程
• 虚拟化
– 什么是虚拟化 – 为什么要虚拟化 – 服务器虚拟化 – 主流虚拟化厂商
• 云计算
– 什么是云计算 – 为什么要云计算 – 云计算架构与提供服务 – 云计算的示例
虚拟化技术
什么是虚拟化
• 简单来讲，就是在一个物理硬件机器上同时运行多个不 同应用的独立的操作系统。
– 在线迁移虚拟机、DRS、DPM
为什么要虚拟化
• 降低投资成本
– 提高资源利用率，减少了服务器采购数量，降低了硬件成本 – 减少电能及制冷费用 – 提高管理效率 – 增加投资有效性
• 提高业务灵活性
– 快速响应业务需求 – 动态高可扩展性 – 快速部署
• 提高安全性
– 系统隔离技术 – 单个系统故障不会影响其它系统 – 避免不兼容性 – 低成本冗余技术
服务器池 1
!
服务器池 1
高可用自动重启（HA）
• 自动重启虚拟机- 虚拟机失效 • 完全集群逻辑失效检测 • 即便管理工具不可用，依然可以触发
Resources
Resources
服务器池 1
动态电源管理(DPM)
• 将虚拟机整合到少数服务器上 • 对使用率低的服务器自动关机 • 负载增加是进行反向操作
针对模拟PC硬件的用户空间组件 • 2006年被合并到Linux内核 • 把linux转换成一个Hypervisor.
可以运行Windows,Linux和其它guests • KVM的架构可以利用强大的Linux的力量
RedHat
• 优势
– 性价比 – 开源 – 服务
• 劣势
– 端到端的解决方案推出较晚 – 支持kvm的厂商较少 – 市场份额较小
虚拟化与云计算介绍
主题议程
• 虚拟化
– 什么是虚拟化 – 为什么要虚拟化 – 服务器虚拟化 – 主流虚拟化厂商
• 云计算
– 什么是云计算 – 为什么要云计算 – 云计算架构与提供服务 – 云计算的示例
虚拟化技术
什么是虚拟化
• 简单来讲，就是在一个物理硬件机器上同时运行多个不 同应用的独立的操作系统。
云计算之服务器虚拟化课件
虚拟化技术
虚拟化是指将物理硬件资源抽象为逻辑资源并提供给上层应用.虚拟化将差异化的物理硬件封装起来，为上层应用提供统一的虚拟化硬件的访问接口。 虚拟化技术实现了软件应用与底层硬件相隔离。这样可以提高资源利用率，简化软件的管理和重新配置过程。
服务器虚拟化的技术特征
硬件独立
可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机
改进IT管理架构 : 动态资源分配，设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。
改善可靠性 : 低维护投入；减少意外宕机时间；在软、硬件故障时候快速恢复系统。
自动化管理 : 实现负荷的动态调配,硬件和服务的高可用性。
池中所有资源一目了然
池中所有真机和虚拟机联网情况一目了然
通过模板一键、快速安装操作系统
1设备
IT设备应用的9-9-1规律
9
90%的服务器
90%的时间
CPU占用率低于10%
9
1
云管理平台为何可以节省成本
2资源
应用1
应用2
VMM / Agent
Cloud Layer
管理操作
应用3
3管理
大量应用一键安装、管理
云管理平台为何可以节省成本
Cloud Layer
应用
应用信
VMM / Agent
通过解决方案一键部署整套应用
兼容性
虚拟机完全兼容标准的操作系统，以及在这些操作系统之上的应用
隔离
每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离
封装
虚拟机将整个系统，包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里
…………. .. ……
…………. .. ……
…………. .. ……
云管理平台
---利用服务器虚拟化,加强企业IT管理,减少企业成本
虚拟化是指将物理硬件资源抽象为逻辑资源并提供给上层应用.虚拟化将差异化的物理硬件封装起来，为上层应用提供统一的虚拟化硬件的访问接口。 虚拟化技术实现了软件应用与底层硬件相隔离。这样可以提高资源利用率，简化软件的管理和重新配置过程。
服务器虚拟化的技术特征
硬件独立
可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机
改进IT管理架构 : 动态资源分配，设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。
改善可靠性 : 低维护投入；减少意外宕机时间；在软、硬件故障时候快速恢复系统。
自动化管理 : 实现负荷的动态调配,硬件和服务的高可用性。
池中所有资源一目了然
池中所有真机和虚拟机联网情况一目了然
通过模板一键、快速安装操作系统
1设备
IT设备应用的9-9-1规律
9
90%的服务器
90%的时间
CPU占用率低于10%
9
1
云管理平台为何可以节省成本
2资源
应用1
应用2
VMM / Agent
Cloud Layer
管理操作
应用3
3管理
大量应用一键安装、管理
云管理平台为何可以节省成本
Cloud Layer
应用
应用信
VMM / Agent
通过解决方案一键部署整套应用
兼容性
虚拟机完全兼容标准的操作系统，以及在这些操作系统之上的应用
隔离
每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离
封装
虚拟机将整个系统，包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里
…………. .. ……
…………. .. ……
…………. .. ……
云管理平台
---利用服务器虚拟化,加强企业IT管理,减少企业成本
《云计算与虚拟化》课件
2
云计算的登录者
云计算将虚拟化技术与网络技术和服务模式结合，提供了更高级别的资源管理和 交付能力。
3
云计算的扩展
虚拟化技术使云计算能够按需扩展和收缩计算资源，提供了更好的资源利用率和 成本控制。
虚拟化技术概述
虚拟化技术通过将计算资源进行抽象和隔离，使多个虚拟机能够在同一物理主机上运行。这种技术能够提高硬 件利用率、降低成本，并提供更好的灵活性和可维护性。
ห้องสมุดไป่ตู้
云计算的三种部署模式
云计算可以按照部署的方式分为三种模式：公共云、私有云和混合云。公共 云是由第三方提供商托管和管理的云平台，私有云是组织内部搭建和管理的 云平台，混合云则是公共云和私有云的结合。
《云计算与虚拟化》PPT 课件
欢迎来到《云计算与虚拟化》的PPT课件。在这个课程中，我们将一起探索云 计算的定义和虚拟化技术，并了解云计算的不同部署模式以及与虚拟化的关 系。
云计算的定义
云计算是一种通过互联网将计算资源和服务交付给用户的模式。它提供了按需使用和灵活扩展的计算能力，无 需用户拥有实际的物理硬件。
公共云平台的例子
Am azon W eb Services (AW S)
全球领先的公共云平台，提供强大的计算和存储服务。
M icrosoft Azure
微软的云计算平台，提供广泛的云服务和解决方案。
私有云平台的例子
企业数据中心
组织内部搭建的企业数据中心，提供私有云服务。
VMware vSphere
一款广泛使用的虚拟化平台，支持构建和管理私有 云。
云计算的优缺点
1 优点
灵活性和可扩展性，降低成本，提高资源利用率，提供高可用性和弹性。
2 缺点
虚拟化(PPT135页)
➢ DAS存储设备主要是磁盘阵列、磁盘簇。
网络附加存储NAS
➢ NAS（Network Attached Storage）网络附加存储。在NAS存储结构 中，存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机，而直接通 过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络访问。
➢ NAS存储就是存储设备通过标准的网络拓扑结构(比如以太网)添加到一 群计算机上。与DAS以及SAN不同，NAS是文件级的存储方法。采用 NAS较多的功能是用来进行文件共享。
虚拟化的优势
➢ 整合资源、扩大资源容量、提高资源利用率。 ➢ 简化资源使用的复杂度，更快、更方便部署系统。 ➢ 简化资源管理，提供自动的资源分配、回收方式。 ➢ 提供统一的安全、备份、容灾方案。
虚拟化的缺点
➢ 性能：虚拟化是对计算资源的分割。 ➢ 错误：虚拟化层的引入增加了系统出错层面。 ➢ 安全：虚拟化会带来一些安全隐患。 ➢ 影响：一台服务器宕机会影响其上所有虚拟机。 ➢ 复杂：带来管理上的复杂性。
➢ 整合多台存储设备 不同品牌、型号、类型、接口
➢ 提高存储容量、性能、安全性 存储池，高性能虚拟化引擎
➢ 提供统一的存储特性 ➢ 提供统一的管理
直接附加存储DAS
➢ DAS（Direct Attached Storage）直接附加存储，直 接附加存储是指将存储设备通过总线（SCSI、PCI、IDE 等）接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本 低，配置简单，因此对于小型企业很有吸引力。
➢ NAS存储也通常被称为附加存储，顾名思义，就是存储设备通过标准的 网络拓扑结构(例如以太网)添加到一群计算机上。
存储区域网络SAN
➢ SAN（Storage Area Network）存储区域网络，是一种高速的、专门 用于存储操作的网络，通常独立于计算机局域网（LAN）。SAN将主机 和存储设备连接在一起，能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设 备提供专用的通信通道。
网络附加存储NAS
➢ NAS（Network Attached Storage）网络附加存储。在NAS存储结构 中，存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机，而直接通 过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络访问。
➢ NAS存储就是存储设备通过标准的网络拓扑结构(比如以太网)添加到一 群计算机上。与DAS以及SAN不同，NAS是文件级的存储方法。采用 NAS较多的功能是用来进行文件共享。
虚拟化的优势
➢ 整合资源、扩大资源容量、提高资源利用率。 ➢ 简化资源使用的复杂度，更快、更方便部署系统。 ➢ 简化资源管理，提供自动的资源分配、回收方式。 ➢ 提供统一的安全、备份、容灾方案。
虚拟化的缺点
➢ 性能：虚拟化是对计算资源的分割。 ➢ 错误：虚拟化层的引入增加了系统出错层面。 ➢ 安全：虚拟化会带来一些安全隐患。 ➢ 影响：一台服务器宕机会影响其上所有虚拟机。 ➢ 复杂：带来管理上的复杂性。
➢ 整合多台存储设备 不同品牌、型号、类型、接口
➢ 提高存储容量、性能、安全性 存储池，高性能虚拟化引擎
➢ 提供统一的存储特性 ➢ 提供统一的管理
直接附加存储DAS
➢ DAS（Direct Attached Storage）直接附加存储，直 接附加存储是指将存储设备通过总线（SCSI、PCI、IDE 等）接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本 低，配置简单，因此对于小型企业很有吸引力。
➢ NAS存储也通常被称为附加存储，顾名思义，就是存储设备通过标准的 网络拓扑结构(例如以太网)添加到一群计算机上。
存储区域网络SAN
➢ SAN（Storage Area Network）存储区域网络，是一种高速的、专门 用于存储操作的网络，通常独立于计算机局域网（LAN）。SAN将主机 和存储设备连接在一起，能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设 备提供专用的通信通道。
云计算网络课件第3章服务器虚拟化与网络技术
4
CPU指令分类
• 特权指令（Privileged Instructions）
• 指的是那些会修改操作系统本身的指令，或者使 用外部资源的操作（磁盘和网络等）的指令等
• 这些指令一般需要通过调用操作系统提供的接口， 进入系统模式后才能被实际执行
• 特权指令只能在最高级别上运行，在低级别状态 下执行会产生Trap。
• FEX
• 主要部署在外部网络的物理交换机上，负责数据 中心内虚拟机之间的互联互通。
24
VN-Tag和以太网帧格式
25
虚拟以太网端口聚合VEPA
• VEPA（Virtual Ethernet Port Aggregator） 没有修改数据帧，而是通过对转发规则的修改 实现了把负载从宿主机CPU卸载到网卡上的功 能。
等
9
服务器虚拟化技术分类
• 操作系统层面的虚拟化（OS Level Virtualization）
• 利用操作系统提供的资源管理技术，例如：Linux 下的Namespace、cgroups和chroot等，把应用程序 所用到的资源进行抽象、转换和隔离，使得这些 程序在部署同一操作系统中也不会互相冲突
• 优点：省去了全虚拟化中的异常捕获和模拟等操 作，提高了虚拟化的效率
• 缺点：要求对Guest OS进行一定的修改 • 典型的半虚拟化技术包括Xen等
8
服务器虚拟化技术分类
• 硬件辅助虚拟化（Hardware Assisted Virtualization）
• 硬件厂商开始研发新功能以简化虚拟化技术，包 括了Intel VT（Intel Virtualization Technology）和 AMD-V（AMD Virtualization）等技术
CPU指令分类
• 特权指令（Privileged Instructions）
• 指的是那些会修改操作系统本身的指令，或者使 用外部资源的操作（磁盘和网络等）的指令等
• 这些指令一般需要通过调用操作系统提供的接口， 进入系统模式后才能被实际执行
• 特权指令只能在最高级别上运行，在低级别状态 下执行会产生Trap。
• FEX
• 主要部署在外部网络的物理交换机上，负责数据 中心内虚拟机之间的互联互通。
24
VN-Tag和以太网帧格式
25
虚拟以太网端口聚合VEPA
• VEPA（Virtual Ethernet Port Aggregator） 没有修改数据帧，而是通过对转发规则的修改 实现了把负载从宿主机CPU卸载到网卡上的功 能。
等
9
服务器虚拟化技术分类
• 操作系统层面的虚拟化（OS Level Virtualization）
• 利用操作系统提供的资源管理技术，例如：Linux 下的Namespace、cgroups和chroot等，把应用程序 所用到的资源进行抽象、转换和隔离，使得这些 程序在部署同一操作系统中也不会互相冲突
• 优点：省去了全虚拟化中的异常捕获和模拟等操 作，提高了虚拟化的效率
• 缺点：要求对Guest OS进行一定的修改 • 典型的半虚拟化技术包括Xen等
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服务器虚拟化技术分类
• 硬件辅助虚拟化（Hardware Assisted Virtualization）
• 硬件厂商开始研发新功能以简化虚拟化技术，包 括了Intel VT（Intel Virtualization Technology）和 AMD-V（AMD Virtualization）等技术
《云计算课件：虚拟化技术详解PPT》
介绍两种主要的硬件虚拟化技术，Intel VT和AMD-V。了解它们如何提供硬件 级别的支持，提升虚拟化技术的性能和安全性。
虚拟机监控器的作用和概念
解释虚拟机监控器（VMM）的作用和原理。了解如何使用VMM实现虚拟化， 并提供对虚拟机的管理和控制。
虚拟化技术的部署和实施
介绍实施 性能优化。
基于虚拟化技术的云计算架构
探讨如何使用虚拟化技术构建弹性、可扩展和高可用性的云计算架构。了解 虚拟化在云端计算中的关键作用。
云计算课件：虚拟化技术 详解PPT
介绍云计算和虚拟化技术的基本概念，探索如何借助虚拟化技术提高计算机 资源利用率和灵活性，助力创新和卓越业务。
云计算和虚拟化技术
解释云计算和虚拟化技术的关系及云计算环境下的虚拟化技术的重要性。使计算资源能被更高效地利用，降低 成本，提高可扩展性。
虚拟化技术的分类
介绍虚拟化技术的不同类型，包括服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。 了解各种虚拟化技术的特点和应用场景。
完全虚拟化和半虚拟化的区别
对比和解释完全虚拟化和半虚拟化的不同之处，包括性能、资源利用和操作系统的支持。了解何时使用每种虚 拟化技术。
虚拟化技术的优势和劣势
探讨虚拟化技术的优点，如资源利用率提升、环境隔离和便捷的部署。同时， 讨论虚拟化技术的一些挑战和劣势。
Intel VT与AMD-V虚拟化技术介 绍
虚拟机监控器的作用和概念
解释虚拟机监控器（VMM）的作用和原理。了解如何使用VMM实现虚拟化， 并提供对虚拟机的管理和控制。
虚拟化技术的部署和实施
介绍实施 性能优化。
基于虚拟化技术的云计算架构
探讨如何使用虚拟化技术构建弹性、可扩展和高可用性的云计算架构。了解 虚拟化在云端计算中的关键作用。
云计算课件：虚拟化技术 详解PPT
介绍云计算和虚拟化技术的基本概念，探索如何借助虚拟化技术提高计算机 资源利用率和灵活性，助力创新和卓越业务。
云计算和虚拟化技术
解释云计算和虚拟化技术的关系及云计算环境下的虚拟化技术的重要性。使计算资源能被更高效地利用，降低 成本，提高可扩展性。
虚拟化技术的分类
介绍虚拟化技术的不同类型，包括服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。 了解各种虚拟化技术的特点和应用场景。
完全虚拟化和半虚拟化的区别
对比和解释完全虚拟化和半虚拟化的不同之处，包括性能、资源利用和操作系统的支持。了解何时使用每种虚 拟化技术。
虚拟化技术的优势和劣势
探讨虚拟化技术的优点，如资源利用率提升、环境隔离和便捷的部署。同时， 讨论虚拟化技术的一些挑战和劣势。
Intel VT与AMD-V虚拟化技术介 绍
云计算虚拟化完整讲义
1.5
• 服务器虚拟化技术
目前从Hypervisor（虚拟机管理程序）安装位置分类，虚拟化层面包括安装在硬件
层上、安装在宿主操作系统层上、安装在内核层上，具体如下：
安装在硬件层上：由Hypervisor直接
操作系 操作系 …… H统yperviso统r （虚拟机管理程
管理硬件，如VMWare ESXi、微软、 思杰KVM、XEN等
半虚拟化：使用Hypervisor（虚拟机管理程序）分享底层 的硬件，但客户操作系统集成了虚拟化方面的代码。由于 操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作，无需 Hypervisor捕获和处理特殊指令
特点：半虚拟化需要客户操作系统配合Hypervisor做一些 修改，性能与原始系统相近。
应用
系统客使户用操硬件客，户如操Virt…ua…lBox、 VM作HW系yapr统eervWis作oor系rks（统ta虚ti拟on机等管理程
宿主序操）作系统 硬件
© ZQY . All rights reserved.
1.6
• 服务器虚拟化技术
从虚拟化程度分类，虚拟化技术包括完全虚拟化、半虚拟化、操作系统级虚拟化等，
1.2
虚拟化安装之前检查
检查CPU是否支持虚拟化技术 Intel VT-x AMD-V
1.3
虚拟化安装之前检查
确认Linux内核已经支持虚拟化技术 如果没有输出YES，请先确认BIOS中已经开启虚拟化功能
grep “vmx” /proc/cpuinfo && echo “yes” grep “svm” /proc/cpuinfo && echo “yes”
3.2
虚拟化架构优势
虚拟化概述PPT课件
物理机于虚拟机对比
物理体系结构
应用 操作系统 x64 体系结构
虚拟体系结构
vSphere x64 体系结构
物理机：系统独享CPU资源。 虚拟机：多个系统共享CPU资源，并且按需分配。
物理机于虚拟机对比
物理体系结构
应用 操作系统 x64 体系结构
虚拟体系结构
1 GB
2 GB
8 GB
vSphere
x64 体系结构
常见虚拟化类型
二、网络虚拟化 网络虚拟化以软件的形式完整再现了物理网络。
应用在虚拟网络上的运行与在物理网络上完全相 同。网络虚拟化将向已连接的工作负载提供逻辑 网络连接设备和服务（逻辑端口、交换机、路由 器、防火墙、负载平衡器、VPN等等）。虚拟网 络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保 证，而且还具备虚拟化所具有的运维优势和硬件 独立性。
可实现服务器整合
物理机于虚拟机对比
vSphere
x64 体系结构
多个虚拟机(VM)共享物理硬件设备，包括CPU、内存、网卡、存储等。Biblioteka 理机于虚拟机对比物理体系结构
应用 操作系统 x64 体系结构
虚拟体系结构
vSphere x64 体系结构
物理机：系统独享CPU资源。 虚拟机：多个系统共享CPU资源，并且按需分配。
物理机：系统独享内存资源。 虚拟机：多个系统共享内存资源，并且按需分配。在虚拟机不需要使用 时即可实现内存回收。
物理机于虚拟机对比
▪ 迁移操作需要停机 ▪ 受物理硬件限制
难以管理：
▪ 需要进行物理维护 ▪ 硬件故障会导致停机
硬件局限性：
▪ 硬件变更会限制对应用的支持能力 ▪ 各个服务器之间实际是相互独立的
精品课件-云计算导论课件-第五章虚拟化技术
虚拟化的目的
（1）可以在一个特定的软硬件环境中去虚拟另一个不 同的软硬件环境，并可以打破层级依赖的现状。
（2）提高计算机设备的利用率。 （3）在不同的物理服务器之间会存在兼容性的问题。 （4）虚拟化可节约潜在成本。
虚拟化节约潜在的成本
类别
可节约潜在成本
硬件
不需要为每台服务器或桌面都配置硬件
view as highly
0
Servers
promising for
大多数设备的平均利用率只obbu有tsaiin5ne-is3ns0g%breenaelfits”,
总体拥有成本（TCO）
初期费用 硬件采购成本 软件使用授权 成本
后继 费培用训费用 管理 操作 维护 支持 了解当前架构的总体花费是估算整合后节约的费用的先决条件
内存虚拟化：专用、共享内存，内存交换文件
存储虚拟化：瘦供给(精简配置)，群集文件系统
以太网虚拟化：共享以太网卡，虚拟以太网卡， 虚拟交换机
I/O虚拟化： Intel VT-d：提供DMA虚拟化、IRQ虚拟化、直接 I/O设备分配、I/O设备共享
NPIV：光纤HAB卡虚拟化
20/1 0
服务器虚拟化拓扑图
400根电源线
部署Vmware虚拟化之后
80 分层的SAN和NAS 300根线缆/端口 10台机架 20根电源线
下电
分布式电源管理 (DPM) 当整个群集需要资源减少
业务需求
时，整合所有负载到少数 几台服务器上
将不需要的服务器置于备 用模式
当负载增加时，DPM自动 将处于备用状态的服务器 唤醒
资源池
特点： ➢ 灵活的访问和使用 ➢ 广泛与简化的终端设备支持 ➢ 终端设备采购、维护成本大大降低 ➢ 集中管理、统一配置 ➢ 使用安全 ➢ 降低耗电、节能减排
《云计算基础技术与应用》教学课件 9.虚拟化基础
（2）虚拟化是为某些事物创造的虚拟（相对于真实）版本，如操作系统、 计算机系统、存储设备和网络资源等；
虚拟化概念
（3）虚拟化是为一组类似资源提供一个通用的抽象接口集，从而隐藏属 性和操作之间的差异，并允许通过一种通用的方式来查看并维护资源；
（4）虚拟化是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。 在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同 的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响， 从而显著提高计算机的工作效率。
值得特别指出的是，利用虚拟化技术，可以用磁盘阵列模拟磁带库，为应用提供 速度像磁盘一样快、容量却像磁带库一样大的存储资源，这就是当今使用范围越 来越广泛的虚拟磁带库，在当今企业存储系统中扮演着越来越重要的角色。
（1）每台主机一个操作系统； （2）软件硬件紧密地结合； （3）在同一主机上运行多个应用程序通常会遭遇冲突； （4）系统的资源利用率低； （5）硬件成本高昂而且不够灵活。
虚拟化的特征
虚拟化后：
（1）打破了操作系统和硬件的互相依赖； （2）通过封装到到虚拟机的技术，管理操作系统和应用程序为单一的个体； （3）强大的安全和故障隔离； （4）虚拟机是独立于硬件的，它们能在任何硬件上运行。
存储虚拟化（Storage Virtualization）最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽 象化表现。
通过将一个（或多个）目标服务或功能与其他附加的功能集成，统一提供有用的 全面功能服务。
典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿 真、整合或分解现有的服务功能等。
服务器虚拟化
服务器虚拟化主要分为三种：“一虚多”“多虚一”“多虚多”。 （1）“一虚多”是一台服务器虚拟成多台服务器，即将一台物理服务器
虚拟化概念
（3）虚拟化是为一组类似资源提供一个通用的抽象接口集，从而隐藏属 性和操作之间的差异，并允许通过一种通用的方式来查看并维护资源；
（4）虚拟化是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。 在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同 的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响， 从而显著提高计算机的工作效率。
值得特别指出的是，利用虚拟化技术，可以用磁盘阵列模拟磁带库，为应用提供 速度像磁盘一样快、容量却像磁带库一样大的存储资源，这就是当今使用范围越 来越广泛的虚拟磁带库，在当今企业存储系统中扮演着越来越重要的角色。
（1）每台主机一个操作系统； （2）软件硬件紧密地结合； （3）在同一主机上运行多个应用程序通常会遭遇冲突； （4）系统的资源利用率低； （5）硬件成本高昂而且不够灵活。
虚拟化的特征
虚拟化后：
（1）打破了操作系统和硬件的互相依赖； （2）通过封装到到虚拟机的技术，管理操作系统和应用程序为单一的个体； （3）强大的安全和故障隔离； （4）虚拟机是独立于硬件的，它们能在任何硬件上运行。
存储虚拟化（Storage Virtualization）最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽 象化表现。
通过将一个（或多个）目标服务或功能与其他附加的功能集成，统一提供有用的 全面功能服务。
典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿 真、整合或分解现有的服务功能等。
服务器虚拟化
服务器虚拟化主要分为三种：“一虚多”“多虚一”“多虚多”。 （1）“一虚多”是一台服务器虚拟成多台服务器，即将一台物理服务器
云计算导论第四章虚拟化技术
4.3 .2 VirtualBox虚拟化
虚拟化解决方案
Oracle VM VirtualBox 管理器
4.3 .2 VirtualBox虚拟化
虚拟化解决方案
在VirtualBox中 创建虚拟机的方法
具体步骤详见P76
VirtualBox虚拟化
4.3 .3 Hyper-V虚拟化
虚虚拟拟化化解 决概方述案
Xen虚拟化技术的研发，Xen的母
01
公司XenSource对其进行了开源。
2007年
02
思杰公司收购了XenSource公司， 基于Xen技术推出了XenServer、 XenDesktop和XenApp等主打桌面 虚拟化的商用虚拟化产品。
4.3 .5 KVM虚拟化
虚虚拟拟化化解 决概方述案
KVM可实现x86架构的虚拟化，但这种虚拟化无法独立实现，需要
物理资源（如服务器、网络、存储和应用等）抽象为逻辑资源，打破实体 设备之间不可分割和组合的障碍，对资源进行重新整合和分配的资源管理 技术。
虚拟化技术的典型应用 就是虚拟机
虚拟化概述
4.1.1 虚拟化和虚拟机
虚拟机是由安装在计算机软件系统上的虚拟机软件部署的。虚拟机软件可将计算机 的硬件资源进行分区、隔离和封装，并抽象出一台逻辑上独立的虚拟主机。用户可在虚 拟机上安装操作系统，该操作系统完全独立于物理主机（称为宿主机）上的原生操作系 统，两者可同时运行，共享物理主机的硬件资源。
桌面虚拟化
应用程序虚拟化
4.2.4应用虚拟化
虚拟化分类
Internet
桌面虚拟化
是指将操作系统用于人机交 互的桌面（如Windows操作系 统的桌面）与终端设备进行解耦 合，然后将完整的桌面及其操作 系统存储在服务器端的虚拟机中， 最后通过管理系统将整个虚拟机 打包作为服务提供给用户。
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包含了如下三层含义： ①虚拟化的对象是各种各样的资源； ②经过虚拟化后对用户隐藏了不必要的细节； ③虚拟环境中可以实现真实环境中的功能。
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
虚拟化引擎
基于存储网络的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。
优点：
与主机无关，不占用主机资源。
能够支持异构主机、异构存储设备。
使不同存储设备的数据管理功能统一。
构建统一管理平台，可扩展性好。 缺点：
SAN+虚拟化引擎
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
硬件辅助虚拟化技术的日趋成熟 发展热点将主要集中在安全、存储、管理
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化的性能、虚拟化环境的部署、虚拟机的零宕机、虚拟机长距离迁移、 虚拟机软件与存储等设备的兼容性等，实现突破。
虚拟化技术的概念
虚拟化技术是一种调配计算资源的方法，它将应用系统的不同层面（硬 件、软件、数据、网络存储等）隔离起来，从而打破服务器、存储、网络数 据和应用的物理设备之间的划分，实现架构动态化，并达到集中管理和动态 使用物理资源及虚拟资源，以提高系统结构的弹性和灵活性，降低成本、改 进服务、减少管理风险等目标。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②桌面虚拟化使用条件
健全的网络环境 高可靠性的虚拟化环境 改变原来的运维流程 充足的网络带宽
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
服务器虚拟化架构
寄生架构
服务器虚拟化架构
裸金属架构
服务器虚拟化架构
寄生架构
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
④终止方面
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
桌面虚拟化特点
①桌面虚拟化优势
降低了功耗、提高了安全性、 简化部署及管理、降低了费用
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
VMware等软件厂商实现了x86服务器架构上的虚拟化 Xen和KVM出现 虚拟化技术发展到硬件支持阶段，Intel的VT技术和AMD的SVM技术
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化技术的发展热点和趋势
①整体来看
当前服务器虚拟化应用最多 桌面和应用虚拟化在虚拟化将会得到很大发展
（如数据迁移、 灾备）
带内虚拟化
需要数据驻留 I/O 延时 光纤端口限制 适用于系统环境
相对稳定或很少 修改的环境 功能置换
谢谢！ 欢迎交流！
其他设备虚拟化
存储虚拟化实现层面
虚拟化实现层面
典型厂家
基于主机 的虚拟化
Symantec
存储虚拟化
基于存储网络 的虚拟化
H3C、IBM、EMC
基于存储设备 的虚拟化
HDS、HP
基于主机的存储虚拟化
主要用途：使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，常用于在不同磁盘阵列之间做数
据镜像保护。
实现方式：一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成（安装客户端软件），不同操作系统的逻辑
虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
卷管理软件也不相同。
优点： 支持异构的存储系统
Agent Agent Agent Agent
不占用磁盘控制器资源
缺点：
占用主机资源，降低应用性能 存在操作系统和应用的兼容性问题
DAS或SAN存储网络
.主机数量越多，实施/管理成本越高
基于存储设备的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
占用交换机资源。
面临带内、带外的选择。
存储阵列的兼容性需要严格验证。
.原有盘阵的高级存储功能将不能使用。
存储虚拟化实施
虚拟化实施
典型厂家
带内虚拟化
IBM、H3C
存储虚拟化
带外虚拟化பைடு நூலகம்
EMC
存储虚拟化架构对比
带外虚拟化
无需驻留/无需 缓存
I/O写速度不变 充分利用光纤带
宽 高可用性 高拓展性 丰富的附加功能
实现方式：在存储控制器上添加虚拟化功能，常见于中高端存储设备。
优点： 与主机无关，不占用主机资源。 数据管理功能丰富。 技术成熟度高 缺点： 消耗存储控制器的资源。 接口数量有限，虚拟化能力较弱。 .异构厂家盘阵的高级存储功能将不能使用。
Agent Agent Agent Agent
SAN存储网络
应用虚拟化
桌面虚拟化
服务器拟化
网络虚拟化
网络虚拟化是让一个物理网络能够支持多个 逻辑网络，虚拟化保留了网络设计中原有的层次 结构、数据通道和所能提供的服务，使得最终用 户的体验和独享物理网络一样，同时网络虚拟化 技术还可以高效的利用网络资源如空间、能源、 设备容量等。
存储虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
存储虚拟化
SNIA共享存储模型
存储虚拟化提供的资源
存储虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带、磁带机、 磁带库虚拟化
文件系统虚拟化
物理CHS地址 磁头数
(Heads)
物理柱存面数储设备 固定(C大ylin小ders) 文件系统虚拟扩化展扇(S性区ec数t差ors) 构建在多个现有文件系统之上
将多文件系块统级汇别聚为一个大型 “虚拟文件系虚统拟” 用户通过虚拟文件系统访问数 据 底虚提无结层高需合拟文备改压带件份 变缩库系速备、V统T度份删虚按易L对和软重需于拟用恢件逻LA提扩存户od辑复gd供展储透ircLe速aBs设明lsAB度e备地lsoc址k
系统虚拟化
软件虚拟化
将应用程序与操作系统解耦合，为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，应 用虚拟化领域目前有很多有国国内外产品，得到广泛应用。 ①Microsoft Application Virtualization(App—V)。前身是Softgrid，被微软收购 ②VMware ThinApp。前身是Thinstall，被VMware收购 ③Symantec Software Virtualization Solution(SVS)。SVS于2006年左右被 Symantec收购 ④Install free ⑤云端软件平台(Softc1oud) ⑥高级语言虚拟化java
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
虚拟化引擎
基于存储网络的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。
优点：
与主机无关，不占用主机资源。
能够支持异构主机、异构存储设备。
使不同存储设备的数据管理功能统一。
构建统一管理平台，可扩展性好。 缺点：
SAN+虚拟化引擎
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
硬件辅助虚拟化技术的日趋成熟 发展热点将主要集中在安全、存储、管理
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化的性能、虚拟化环境的部署、虚拟机的零宕机、虚拟机长距离迁移、 虚拟机软件与存储等设备的兼容性等，实现突破。
虚拟化技术的概念
虚拟化技术是一种调配计算资源的方法，它将应用系统的不同层面（硬 件、软件、数据、网络存储等）隔离起来，从而打破服务器、存储、网络数 据和应用的物理设备之间的划分，实现架构动态化，并达到集中管理和动态 使用物理资源及虚拟资源，以提高系统结构的弹性和灵活性，降低成本、改 进服务、减少管理风险等目标。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②桌面虚拟化使用条件
健全的网络环境 高可靠性的虚拟化环境 改变原来的运维流程 充足的网络带宽
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
服务器虚拟化架构
寄生架构
服务器虚拟化架构
裸金属架构
服务器虚拟化架构
寄生架构
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
④终止方面
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
桌面虚拟化特点
①桌面虚拟化优势
降低了功耗、提高了安全性、 简化部署及管理、降低了费用
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
VMware等软件厂商实现了x86服务器架构上的虚拟化 Xen和KVM出现 虚拟化技术发展到硬件支持阶段，Intel的VT技术和AMD的SVM技术
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化技术的发展热点和趋势
①整体来看
当前服务器虚拟化应用最多 桌面和应用虚拟化在虚拟化将会得到很大发展
（如数据迁移、 灾备）
带内虚拟化
需要数据驻留 I/O 延时 光纤端口限制 适用于系统环境
相对稳定或很少 修改的环境 功能置换
谢谢！ 欢迎交流！
其他设备虚拟化
存储虚拟化实现层面
虚拟化实现层面
典型厂家
基于主机 的虚拟化
Symantec
存储虚拟化
基于存储网络 的虚拟化
H3C、IBM、EMC
基于存储设备 的虚拟化
HDS、HP
基于主机的存储虚拟化
主要用途：使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，常用于在不同磁盘阵列之间做数
据镜像保护。
实现方式：一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成（安装客户端软件），不同操作系统的逻辑
虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
卷管理软件也不相同。
优点： 支持异构的存储系统
Agent Agent Agent Agent
不占用磁盘控制器资源
缺点：
占用主机资源，降低应用性能 存在操作系统和应用的兼容性问题
DAS或SAN存储网络
.主机数量越多，实施/管理成本越高
基于存储设备的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
占用交换机资源。
面临带内、带外的选择。
存储阵列的兼容性需要严格验证。
.原有盘阵的高级存储功能将不能使用。
存储虚拟化实施
虚拟化实施
典型厂家
带内虚拟化
IBM、H3C
存储虚拟化
带外虚拟化பைடு நூலகம்
EMC
存储虚拟化架构对比
带外虚拟化
无需驻留/无需 缓存
I/O写速度不变 充分利用光纤带
宽 高可用性 高拓展性 丰富的附加功能
实现方式：在存储控制器上添加虚拟化功能，常见于中高端存储设备。
优点： 与主机无关，不占用主机资源。 数据管理功能丰富。 技术成熟度高 缺点： 消耗存储控制器的资源。 接口数量有限，虚拟化能力较弱。 .异构厂家盘阵的高级存储功能将不能使用。
Agent Agent Agent Agent
SAN存储网络
应用虚拟化
桌面虚拟化
服务器拟化
网络虚拟化
网络虚拟化是让一个物理网络能够支持多个 逻辑网络，虚拟化保留了网络设计中原有的层次 结构、数据通道和所能提供的服务，使得最终用 户的体验和独享物理网络一样，同时网络虚拟化 技术还可以高效的利用网络资源如空间、能源、 设备容量等。
存储虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
存储虚拟化
SNIA共享存储模型
存储虚拟化提供的资源
存储虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带、磁带机、 磁带库虚拟化
文件系统虚拟化
物理CHS地址 磁头数
(Heads)
物理柱存面数储设备 固定(C大ylin小ders) 文件系统虚拟扩化展扇(S性区ec数t差ors) 构建在多个现有文件系统之上
将多文件系块统级汇别聚为一个大型 “虚拟文件系虚统拟” 用户通过虚拟文件系统访问数 据 底虚提无结层高需合拟文备改压带件份 变缩库系速备、V统T度份删虚按易L对和软重需于拟用恢件逻LA提扩存户od辑复gd供展储透ircLe速aBs设明lsAB度e备地lsoc址k
系统虚拟化
软件虚拟化
将应用程序与操作系统解耦合，为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，应 用虚拟化领域目前有很多有国国内外产品，得到广泛应用。 ①Microsoft Application Virtualization(App—V)。前身是Softgrid，被微软收购 ②VMware ThinApp。前身是Thinstall，被VMware收购 ③Symantec Software Virtualization Solution(SVS)。SVS于2006年左右被 Symantec收购 ④Install free ⑤云端软件平台(Softc1oud) ⑥高级语言虚拟化java