第一章虚拟化概论

ICA：远程终端服务协议
2.桌面虚拟化的使用场合 普通办公环境
将办公个人桌面通过虚拟化迁移到虚拟化数据 中心 使用者利用办公电脑通过企业局域网连接到虚 拟桌面，访问原办公环境
高等教育机构
目前高校的计算机实验室的个人电脑都安装还 原设备 通过桌面虚拟化技术能够为每一位需要上机学 习的学生分配单独的虚拟桌面 每次需要上机学习都能够登录隶属于自己的学 习环境
第一章 虚拟化概论 第二章 计算机系统虚拟化方法 第三章 操作系统适配
互联网资料
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可参考书籍
计算机虚拟化技术及应用，鲁松，机械工业出 版社 虚拟化技术指南，Nelson Ruest Danielle Ruest ， 机械工业出版社
3.存储虚拟化的关键技术 异构存储介质的互联和统一管理 数据的共享、冲突与一致性及数据迁移 数据的透明存储和容错容灾策略 性能优化和负载均衡 安全能力，主要包含存储安全及数据访问 的安全 高可靠性和可扩展性
1.4.4桌面虚拟化
桌面虚拟化将用户的桌面环境与其使用的终 端设备松耦合。 桌面虚拟化实现了虚拟桌面的集中管理，不 仅能简化IT支持，还能服务来自各地、使用 各种设备的企业用户。
C）上世纪七、八十年代，虚拟化技术进入低 谷期。 随着大规模集成电路的出现和个人电脑的普 及，计算机硬件变得越来越便宜。 当初为共享昂贵硬件而设计的虚拟化技术已 无人问津了，而只是在高档服务器（如IBM 小型机）中继续存在。
D）在进入上世纪九十年代末期以后，虚拟化 技术迎来了复兴。 首先，由VMware基于二进制转换的全虚拟化， 到Xen的修改客户端操作系统的半虚拟化， 再到Intel和AMD的硬件虚拟化(Intel的VT-D技 术以及AMD的SVM技术)。 至此至今，虚拟化技术进入了一个全面发展 时期，包括有服务器虚拟化、存储虚拟化 和网络虚拟化等。
桌面虚拟化架构借用虚拟机技术，将用户 桌面的镜像文件收藏在数据中心。 每个桌面镜像就是一个带有应用程序的操 作系统，终端用户通过一个虚拟显示协议 来访问他们的桌面系统。 这样做的目标就是使用户的使用体验同他 们使用桌面上的PC一样。 当用户关闭系统的时候，通过第三方配臵 文件管理软件，可以做到用户个性化定制 以及用户的任何设臵都将被保留。
1.2.2虚拟化技术的发展热点和趋势 整体来看，目前通过服务器虚拟化实现资 源整合是虚拟化技术得到应用的主要驱动 力 对于服务器虚拟化技术本身而言，随着硬 件辅助虚拟化技术的日趋成熟，不同的服 务器虚拟化技术在性能方面的差异日益减 小
就当前来看，虚拟化的技术瓶颈主要集中 在虚拟化性能、环境部署、长距离迁移、 虚拟化环境安全等方面，以上任何一个方 面突破，都会给企业带来丰厚的利润
3.服务器虚拟化的关键特性 无论采用的虚拟化方式是寄宿的还是原生的， 服务器虚拟化都具有以下特征： 多实例
一个物理服务器上可以运行多个虚拟服务器
隔离性
在多实例的应用中，一个虚拟机与其他虚拟机 是完全隔离，不会互相干扰
封装性
一个完整的虚拟机环境对外表现就是一台完整 的计算机
高性能
虚拟机监视器的开销要被控制在可承受的范围 之内
1.概念 应用虚拟化用于提供,对集中化应用资源的 多用户远程访问，从而将应用作为一种服 务交付给用户。 基本原理：
分离应用程序的计算逻辑和显示逻辑 不用在用户端安装软件
为了说明应用程序虚拟化与操作系统的关系， 可以从以下三方面看待此技术 应用虚拟化是将应用程序配臵与操作系统 隔离开来 应用程序虚拟化安装在一个虚拟环境里面， 并且与操作系统隔离 应用虚拟化会建立与应用程序相关的所有 相关共享资源
2.典型实现 名词解释： 虚拟机监视器（VMM）
负责对虚拟机提供硬件资源抽象，为客户操作 系统提供运行环境
虚拟化平台（Hypervisor）
负责虚拟机的托管和管理
服务器虚拟化的实现方式
寄宿虚拟化，其VMM运行在宿主操作系统 之上的应用程序； 原生虚拟化，直接运行在硬件之上的虚拟 化平台，由平台提供指令集和设备接口， 以提供虚拟机的支持。
VLAN和VPN都是让一群身处不同地点的主 机，集合在一个广播域中，可以将隶属于 不同交换机下的主机组合成一个网段。 网络虚拟化的最终目的是将逻辑IP地址与物 理IP地址“松耦合”
请分小组讨论： 举例说明现实生活中，哪些实物与实物之 间属于“松耦合”关系
1.4.3存储虚拟化 1.存储虚拟化的概念 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的表现。 存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简 化本来可能会相对复杂的底层基础架构的 技术。
2.应用虚拟化的优势 把应用程序从操作系统中解放出来，使应用 程序不受用户端计算环境变换等带来的影 响，给应用程序带来了极大的机动性、灵 活性、IT效率以及安全性和控制力。 从用户的角度而言，用户无需在自己的计算 机上安装完整的应用程序，也不受自身有 限的计算条件的限制即可获得极高的使用 体验。
1.概念 桌面虚拟化架构是一种基于服务器的计算模 型. 借用了传统的瘦客户端的模型，让管理员与 用户能够同时获得两种方式的优点： 将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并 统一管理. 用户能够获得完整PC的使用体验.
服务器上存放的是每个用户的完整桌面环 境。 用户可以使用具有足够处理和显示功能的 不同终端设备通过网络访问该桌面环境。 XenDesktop桌面虚拟化
基于网络的存储系统简介 a.以服务器为中心的DAS DAS——直接附加存储（SAS，服务器附加存 储） 存储设备通过电缆直接接到服务器上，输 入/输出请求直接发送到存储设备 依赖于服务器，本身就是硬件的叠加，不 带任何存储操作系统
b.以数据为中心的NAS NAS——网络附加存储 在此结构中，存储系统 不再通过I/O总线附属某 个特定的服务器或客户 机 而是直接通过网络接口 与网络直接相连，由用 户通过网络访问
虚拟化是一个广义的术语，是指计算元件在 虚拟的基础上而不是真实的基础上运行， 是一个为了简化管理，优化资源的解决方 案。 把这种有限的固定的资源根据不同需求进行 重新规划以达到最大利用率的思路，在IT领 域就叫做虚拟化技术。
虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制 的约束。 虚拟化的主要目的是对 IT 基础设施、系统和 软件等进行简化。
4.桌面虚拟化使用的条件 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
1.4.5应用虚拟化 将应用程序与其操作系统和硬件之间“松耦 合”。 应用程序运行在本地应用虚拟化环境中时， 这个环境为应用程序屏蔽了底层可能与其 他应用产生冲突的内容。 应用虚拟化是SaaS的基础。
Safety：物理硬件由虚拟机管理器全权管理， 被虚拟出来的执行环境的程序（包括操作 系统）不能直接访问物理硬件。
虚拟化技术的分类可以有很多种分类方式。 按照资源的类型分类，可分为： 基础设施虚拟化
网络虚拟化（VLAN、VPN） 存储虚拟化（基于存储设备的存储虚拟化、基 于网络的存储虚拟化）
系统虚拟化
随着虚拟化技术的不断完善和普及，人们更 愿意接受在构建数据中心基础架构平台时， 应用虚拟化技术来提供标准化的IT基础架构 平台，用以支撑业务应用系统。 并且该技术能够推动IT基础设施建设以及运维 管理，实现下列三个统一 统一架构 统一标准 统一手段
Fidelity：应用系统程序在虚拟机上执行， 除了时间因素外，将表现为与在物理硬件 上相同的执行行为。 Performance：在虚拟环境中应用程序绝大 多数指令在虚拟机管理器不受干预的情况 下，直接在物理硬件上执行。
B）上世纪六、七十年代，虚拟化进入了萌芽 发展状态。 IBM发明操作系统虚拟机技术，允许用户在一 台主机上运行多个操作系统，让用户尽可 能的充分利用和共享昂贵的大型机资源。 同时，加州大学圣地亚哥分校的仿真处理器 P-code机，使P-code程序具有高度可移植性， 能够运行在任何具有P-code功能的虚拟机上。
1.4.2网络虚拟化 网络虚拟化包括： 虚拟局域网（VLAN） 虚拟专用网（VPN） 1.VLAN概述 VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一 个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交 换技术。
2.VPN概述 VPN被定义为通过一个公用网络(通常是因特 网)建立一个临时的、安全的连接，是一条 穿过混乱的公用网络的安全、稳定隧道。 使用这条隧道可以对数据进行几倍加密，以 达到安全使用互联网的目的。
c.以网络为中心的SAN SAN——存储区域网 千兆位速率的网络 依托光纤通道，为服务器和存储设备之间 的连接，提供更高的吞吐能力 支持更远的距离和更可靠的连通
磁带库的用途： 在网络系统中，磁带库通过SAN系统形成 网络存储系统 为企业存储提供有力保障，可轻松完成 远程数据访问、数据存储备份，或通过 磁带镜像技术实现多磁带库备份 数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存 储设备。
存储虚拟化的思想是将资源的逻辑映像与物 理存储分开，从而为系统和管理员提供一 幅简化、无缝的资源虚拟视图。 存储虚拟化实现的是存储空间与存储硬件之 间的“松耦合”
非虚拟化存储结构与虚拟化存储结构的比较
2.存储虚拟化发展 RAID（磁盘阵列）是存储虚拟化的雏形。
这种虚拟化形式是基于存储设备的存储虚拟化 通过将多块物理磁盘以阵列的方式组合起来， 为上层提供一个统一的存储空间。
课程简介
计算机虚拟化技术是一个对整个信息产业有突 破性的信息技术，也是云计算的核心技术。本 课程介绍了虚拟化技术的基本概念、关键技术、 虚拟计算系统的安全可信以及虚拟化技术的发 展前景及应用。
预备知识
信息技术导论 操作系统 计算机网络
课时：45 分为两部分：
理论部分：30 实践部分：15
培养目标 通过本课程的学习，深入理解虚拟化的概念、 分类，迁入虚拟环境，了解虚拟化未来的 发展方向及应用，掌握典型虚拟机如KVM 的使用方法，为云计算后期的专业课程做 铺垫。