华为计算虚拟化产品FusionCompute产品介绍
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- v2.0虚拟化软件 - GalaX更名为
（January）
FusionShere
• UVP1.0
- 配合桌面云解决 方案在华为内部项 目、电信市场小规 模商用
单独销售，在全球
电信、行业客户开 始商用
软件定义的云操作系统FusionSphere
Openቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtack
云管理
Customers 客户数量
具备VLAN、DHCP隔离、带宽限速等基本功能，同时具备良好的功能扩展性。 发送方基于网络平面的带宽控制；基于端口组成员接口的带宽控制；不支持同一主机上虚拟机之间的流量限制 集中的网络配置、跨主机迁移时网络配置
FusionCompute的功能（2）
存储虚拟化功能
虚拟镜像管理系统 虚拟存储管理 虚拟存储精简置备 虚拟机快照 存储热迁移 集群文件系统，可让多个虚拟机共同访问一个整合的集群式存储池；可部署在任何基于SCSI的本地或联网存储设备上 将存储设备抽象为数据存储并进行管理，支持两种文件系统格式：虚拟镜像管理系统、网络文件系统（NAS设备上的文件系统） 只要使用虚拟镜像管理系统，就能提供虚拟存储精简配置功能；容量监控，空间回收当前支持NTFS格式的虚拟机磁盘回收。 虚拟机快照保存的内容包括虚拟机所有磁盘的信息。 虚拟机正常运行时，管理员可通过手动操作，将虚拟机的磁盘迁移至其他存储单元。可在存储虚拟化管理下的同一个或不同存储设备之间进 行迁移。同一时刻，单个主机上最多允许1个存储（磁盘）进行迁入和迁出。
流量控制（接入点流控、系统内部瓶颈环节流控，避免大流量冲击导致系统崩溃） 故障检测（提供故障检测和告警功能，使用数据可视化工具观察集群管理和分配负载，帮助用户确定是否有负载均衡问题、失控进程或硬件性能下降的趋势等问题） 数据一致性审计（定时审计管理节点中所有虚拟机数据的一致性及磁盘文件数据的一致性，生成审计日志）
•
Domain 0：包含原生设备驱动，可直接访问物理硬件，与 Hypervisor提供的管理API交互，实现对其它VM的管理。
•
Domain U HVM Guest：只支持全虚拟化虚拟机。
FusionCompute的技术特点
提升性能方面 节约成本方面 保证用户体验方面
VMDq,前后端驱动，SRIOV 内存复用（4、5、8）、链接克隆、精简部署 CPU QoS，存储QoS，网络QoS
Tile2 Tile3
Tile N
Gartner 魔力四象限成员
3年来首家进入 Gartner x86 虚拟
化魔力四象限厂商
… …
Blue = Disk IO Green = Network IO
虚拟平台与硬件
FusionCompute逻辑结构及部署方式
开放协议接口 CNA：计算节点代理；管理计算节点上的资源。 VRM：虚拟资源管理，管理集群资源；对外提供弹性计算、存储、IP等服务；提供统一的操作维护管理接口等。
弱，如学校机房、网吧；
软件经常需要统一更新；
VM重启后还原为初始状态
虚拟化平台
屏蔽存储差异，特性不依赖存储 设备能力 异构各种厂商设备 支持IP SAN、NAS、FC SAN 和本地磁盘 •
精简配置
将大于物理存储空间的容量呈现给用户
• 场景：规划的存储比实际的多，业务对存
储的需求不明确，如Email，网络磁盘等。
FusionCompute技术指标
管理容量 单VRM支持的最大主机数量 最大VRM级联数量 单VRM支持的集群数量 单个集群支持的主机数量 系统支持的最大模板数量 系统支持的最大管理用户数 主机规格 每物理主机支持的最大逻辑CPU 每物理主机支持的最大内存 虚拟机容量 单VRM支持的最大虚拟机数量 单个主机支持的最大虚拟机数量 单个集群支持的最大虚拟机数量 5120个 普通网卡：512个 iNIC网卡：250个 3000个 指标值 256个 16个 32个
2014.9 2014 2015.9
• FusionShpere6.0
- V6.0版本发布
2013
2011
• FusionShpere5.0
- V5.0版本发布
• FusionShpere3.10
- V3.10版本发布
（September）
2009
• FusionShpere3.0 • GalaX v2.0
Cloud Data Centers 云数据中心
软件定义计算
FusionCompute
软件定义存储
FusionStorage
软件定义网络
FusionNetwork
2014年中国云计算新增市场
华为FusionSphere 5.0 云操作系统架构
Part Two
2
服务器虚拟化产品FusionCompute
500个 300个 指标值 160个 2TB 快照容量 系统支持的最大快照数量 单个虚拟机支持的快照数量 网络容量 系统支持的最大分布式交换机数量 单个分布式交换机管理的最大主机 数量 单个分布式交换机支持的最大端口 组数
指标值 48000个 32个
100个 500个 4096个
Part Two
2
个Layer 2分类/排序器，根据MAC地址和 VLAN信息将数据包发送到指定的网卡队列中 去，这样虚拟机收发包时就不需要Dom0的参
与。
为虚拟机提供接近物理机的网络通信性能。兼 容部分虚拟化高级特性，比如在线迁移，虚拟 机快照等。
未使用虚拟化数据存储：128个 使用虚拟化数据存储：64个
虚拟机规格 单个虚拟机支持的VCPU数量 单个虚拟机支持的网卡数量 单个虚拟机支持的磁盘数量 单个虚拟机支持的内存容量 单个虚拟机支持的磁盘规格
• • •
指标值 64个 12个 60个 1TB
虚拟化存储（除本地存储）、NAS存储： 64TB SAN存储：30TB Advanced SAN存储、虚拟化本地硬盘、 本地硬盘：2TB
• 性能：SAN精简卷性能有少量下降，主要
用于用户容量大但IOPS要求不高的磁盘。
Dsware精简卷无性能下降。
FusionCompute的网络虚拟化1——VMDQ
硬件辅助虚拟化技术 VMDQ——利用VMDq（虚拟机设备队列） 技术，针对对虚拟机网络性能有极高要求的场
景，在支持VMDq的网卡上，用硬件实现了一
服务器虚拟化产品FusionCompute
• • • FusionCompute简介 功能介绍 关键技术
本节要点
技术架构
技术特点
计算虚拟化技术
存储虚拟化技术
网络虚拟化技术
可用性、安全性、可维护性技术等
FusionCompute的技术架构
•
Xen Hypervisor：进行CPU调度和内存分配，不会处理网 络、存储设备、视频以及其他I/O。
•
•
FusionCube，一站式云基础设施交付平台
FusionAccess，华为桌面虚拟化平台
FusionShpere6.0---2015年9月18日，华为在云计算大会（HCC）大
会上推出了面向企业和运营商客户的企业级开放的云操作系统，在组件 、架构、生态，三个维度全面拥抱开源，实现了深度的软件开放。
可用性
虚拟机热迁移
虚拟机故障迁移(HA) 虚拟机热备份（FT） 虚拟机内存快照
支持跨集群内自由迁移虚拟机。
用户创建虚拟机时，可以是否支持HA功能。系统周期检测虚拟机状态，当物理服务器故障引起虚拟机故障时，系统会将虚拟 机迁移到其他物理服务器重新启动。能够检测的故障包括物理硬件故障、系统软件故障。 可支持多次硬件故障实时切换，当故障发生主备虚拟机倒换后，自动再次形成主备状态，并可支持多核虚拟机。 虚拟机内存快照必须配合存储快照一起使用，共同保证数据一致性
华为FusionCompute介绍
张婷婷
华为FUSIONCOMPUTE产品简介
Part One
1
华为云计算产品简介
华为云计算整体战略视图
•
FusionSphere，云操作系统，华为公司级战略产品，
实现现有异构计算、存储、网络乃至虚拟化软件资源的
池化，降低企业IT基础设施TCO，提升企业核心业务应 用部署与生命周期管理的敏捷性。
• • • FusionCompute简介 功能介绍 关键技术
FusionCompute定位及功能
• FusionCompute，主要负责硬件资源的虚拟化，以 及对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。 • 采用虚拟计算、虚拟存储、虚拟网络等技术，完成计 算资源、存储资源、网络资源的虚拟化。同时通过统 一的接口，对这些虚拟资源进行集中调度和管理。
•软件可靠性
管理节点HA（主备节点双机机制）
•架构可靠性
管理数据备份和恢复（提供配置数据和业务数据定期在本地和异地备份的能力；管理节点服务异常无法自动修复时，通过本地备份数据立即
恢复；当由于灾难性的故障导致管理节点双节点同时故障且不能通过重启等操作进行恢复时，可使用异地备份数据立即恢复（1个小时之内完成））
分布式资源调度和电源管理
虚拟机热迁移
集群内服务器的负载均衡；动态节能调度
可支持并发8台虚拟机同时迁移。被用于双机容错、负载均衡和节能降耗等应用场景。
网络虚拟化功能
虚拟网卡
虚拟交换机 网络I/0控制 分布式虚拟交换机
虚拟网卡有自己的IP地址、MAC地址；支持智能网卡，实现多队列、虚拟交换、QoS、上行链路聚合功能
安全功能
虚拟网络访问控制 业务安全隔离 虚拟机安全隔离 设置虚拟网卡的VLAN ID划分虚拟机所示的网络范围 VPC 安全组
FusionCompute可靠性
虚拟机HA 虚拟机热迁移（手动迁移、自动迁移） 虚拟机负载均衡（集群内均衡） 快照 虚拟机故障隔离（系统基于虚拟化软件实现虚拟机隔离，每台虚拟机可以使用独立的内存空间、网络地址空间、CPU堆栈寄存器和磁盘存储空间） 虚拟机OS故障检测（虚拟机OS内部故障，如Windows虚拟机的蓝屏故障，或Linux虚拟机的panic状态，故障系统都能检测到并处理。） 黑匣子（收集当前系统的信息，系统故障时，保存系统的故障现场信息，如存储内核日志、系统快照、异常退出前屏幕输出信息、诊断工具的诊断信息）
可用性方面
可运维性 安全性
热迁移、HA；资源热插、内存快照
内存快照；VM精细探针；UVP扩展接口；KBox； 虚拟资源热插拔 Dom0安全加固
FusionCompute计算虚拟化技术
CPU虚拟化（VT-x） 内存虚拟化（EPT）；采用内存气泡、零页共享、内存交换的复用策略。 I/O虚拟化：前后端驱动+VT-d
GPU虚拟化：GPU直通+GPU软件虚拟化技术（虚拟机GPU中截获图形命令调用，交由主机处理）
Host NUMA——CPU负载均衡。
FusionCompute的存储虚拟化技术
链接克隆
功能
链接克隆、精简配置、内存快照 、存储迁移、在线扩容
•
母卷+差分卷->链接克隆卷
• 场景：对个性化操作系统的需求较
FusionCompute服务器虚拟化性能
SPECvirt 性能测试
虚拟化 软件
FusionSphere 5.0 Linux 6.4 (KVM) ESXi 5.1
• 性能
单集群的节点数
测试得分
排名
- <5% 低CPU损耗 - 支持数据库，Email, ERP,CRM 等业务
632 625 472
1
Part Two
2
服务器虚拟化产品FusionCompute
• • FusionCompute简介 功能介绍
•
关键技术
FusionCompute的功能（1）
计算虚拟化功能
服务器虚拟化 虚拟机资源管理 虚拟机资源动态调整 裸金属架构;CPU虚拟化；内存虚拟化，支持智能内存复用策略；GPU、iNIC网卡、USB设备直通 虚拟机生命周期管理（包括休眠和唤醒）；虚拟机模板；CPU QoS；内存QoS；虚拟资源动态复用；虚拟机统计； 离线/在线调整VCPU数目和内存大小、添加/删除虚拟网卡、挂载虚拟磁盘；虚拟机管理程序会监控虚拟机上的资 源压力情况，当出现计算资源CPU压力达到上限阈值时，通过调用VCPU热插拔来增加一个VCPU个数，从而缓解 系统计算资源的压力。
128
• 可靠性
- 秒级故障检测和恢复 - 主动事件检测 - 主备管理节点，无中断升级 - 多层级灾备计划
2 3
FusionSphere 5.0
2014年：SPECvirt_sc2013官方测试
Tile1
VM Infra O S VM Web O S VM IMAP O S VM APP O S VM DB O S VM Idle O S
（January）
FusionShere
• UVP1.0
- 配合桌面云解决 方案在华为内部项 目、电信市场小规 模商用
单独销售，在全球
电信、行业客户开 始商用
软件定义的云操作系统FusionSphere
Openቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtack
云管理
Customers 客户数量
具备VLAN、DHCP隔离、带宽限速等基本功能，同时具备良好的功能扩展性。 发送方基于网络平面的带宽控制；基于端口组成员接口的带宽控制；不支持同一主机上虚拟机之间的流量限制 集中的网络配置、跨主机迁移时网络配置
FusionCompute的功能（2）
存储虚拟化功能
虚拟镜像管理系统 虚拟存储管理 虚拟存储精简置备 虚拟机快照 存储热迁移 集群文件系统，可让多个虚拟机共同访问一个整合的集群式存储池；可部署在任何基于SCSI的本地或联网存储设备上 将存储设备抽象为数据存储并进行管理，支持两种文件系统格式：虚拟镜像管理系统、网络文件系统（NAS设备上的文件系统） 只要使用虚拟镜像管理系统，就能提供虚拟存储精简配置功能；容量监控，空间回收当前支持NTFS格式的虚拟机磁盘回收。 虚拟机快照保存的内容包括虚拟机所有磁盘的信息。 虚拟机正常运行时，管理员可通过手动操作，将虚拟机的磁盘迁移至其他存储单元。可在存储虚拟化管理下的同一个或不同存储设备之间进 行迁移。同一时刻，单个主机上最多允许1个存储（磁盘）进行迁入和迁出。
流量控制（接入点流控、系统内部瓶颈环节流控，避免大流量冲击导致系统崩溃） 故障检测（提供故障检测和告警功能，使用数据可视化工具观察集群管理和分配负载，帮助用户确定是否有负载均衡问题、失控进程或硬件性能下降的趋势等问题） 数据一致性审计（定时审计管理节点中所有虚拟机数据的一致性及磁盘文件数据的一致性，生成审计日志）
•
Domain 0：包含原生设备驱动，可直接访问物理硬件，与 Hypervisor提供的管理API交互，实现对其它VM的管理。
•
Domain U HVM Guest：只支持全虚拟化虚拟机。
FusionCompute的技术特点
提升性能方面 节约成本方面 保证用户体验方面
VMDq,前后端驱动，SRIOV 内存复用（4、5、8）、链接克隆、精简部署 CPU QoS，存储QoS，网络QoS
Tile2 Tile3
Tile N
Gartner 魔力四象限成员
3年来首家进入 Gartner x86 虚拟
化魔力四象限厂商
… …
Blue = Disk IO Green = Network IO
虚拟平台与硬件
FusionCompute逻辑结构及部署方式
开放协议接口 CNA：计算节点代理；管理计算节点上的资源。 VRM：虚拟资源管理，管理集群资源；对外提供弹性计算、存储、IP等服务；提供统一的操作维护管理接口等。
弱，如学校机房、网吧；
软件经常需要统一更新；
VM重启后还原为初始状态
虚拟化平台
屏蔽存储差异，特性不依赖存储 设备能力 异构各种厂商设备 支持IP SAN、NAS、FC SAN 和本地磁盘 •
精简配置
将大于物理存储空间的容量呈现给用户
• 场景：规划的存储比实际的多，业务对存
储的需求不明确，如Email，网络磁盘等。
FusionCompute技术指标
管理容量 单VRM支持的最大主机数量 最大VRM级联数量 单VRM支持的集群数量 单个集群支持的主机数量 系统支持的最大模板数量 系统支持的最大管理用户数 主机规格 每物理主机支持的最大逻辑CPU 每物理主机支持的最大内存 虚拟机容量 单VRM支持的最大虚拟机数量 单个主机支持的最大虚拟机数量 单个集群支持的最大虚拟机数量 5120个 普通网卡：512个 iNIC网卡：250个 3000个 指标值 256个 16个 32个
2014.9 2014 2015.9
• FusionShpere6.0
- V6.0版本发布
2013
2011
• FusionShpere5.0
- V5.0版本发布
• FusionShpere3.10
- V3.10版本发布
（September）
2009
• FusionShpere3.0 • GalaX v2.0
Cloud Data Centers 云数据中心
软件定义计算
FusionCompute
软件定义存储
FusionStorage
软件定义网络
FusionNetwork
2014年中国云计算新增市场
华为FusionSphere 5.0 云操作系统架构
Part Two
2
服务器虚拟化产品FusionCompute
500个 300个 指标值 160个 2TB 快照容量 系统支持的最大快照数量 单个虚拟机支持的快照数量 网络容量 系统支持的最大分布式交换机数量 单个分布式交换机管理的最大主机 数量 单个分布式交换机支持的最大端口 组数
指标值 48000个 32个
100个 500个 4096个
Part Two
2
个Layer 2分类/排序器，根据MAC地址和 VLAN信息将数据包发送到指定的网卡队列中 去，这样虚拟机收发包时就不需要Dom0的参
与。
为虚拟机提供接近物理机的网络通信性能。兼 容部分虚拟化高级特性，比如在线迁移，虚拟 机快照等。
未使用虚拟化数据存储：128个 使用虚拟化数据存储：64个
虚拟机规格 单个虚拟机支持的VCPU数量 单个虚拟机支持的网卡数量 单个虚拟机支持的磁盘数量 单个虚拟机支持的内存容量 单个虚拟机支持的磁盘规格
• • •
指标值 64个 12个 60个 1TB
虚拟化存储（除本地存储）、NAS存储： 64TB SAN存储：30TB Advanced SAN存储、虚拟化本地硬盘、 本地硬盘：2TB
• 性能：SAN精简卷性能有少量下降，主要
用于用户容量大但IOPS要求不高的磁盘。
Dsware精简卷无性能下降。
FusionCompute的网络虚拟化1——VMDQ
硬件辅助虚拟化技术 VMDQ——利用VMDq（虚拟机设备队列） 技术，针对对虚拟机网络性能有极高要求的场
景，在支持VMDq的网卡上，用硬件实现了一
服务器虚拟化产品FusionCompute
• • • FusionCompute简介 功能介绍 关键技术
本节要点
技术架构
技术特点
计算虚拟化技术
存储虚拟化技术
网络虚拟化技术
可用性、安全性、可维护性技术等
FusionCompute的技术架构
•
Xen Hypervisor：进行CPU调度和内存分配，不会处理网 络、存储设备、视频以及其他I/O。
•
•
FusionCube，一站式云基础设施交付平台
FusionAccess，华为桌面虚拟化平台
FusionShpere6.0---2015年9月18日，华为在云计算大会（HCC）大
会上推出了面向企业和运营商客户的企业级开放的云操作系统，在组件 、架构、生态，三个维度全面拥抱开源，实现了深度的软件开放。
可用性
虚拟机热迁移
虚拟机故障迁移(HA) 虚拟机热备份（FT） 虚拟机内存快照
支持跨集群内自由迁移虚拟机。
用户创建虚拟机时，可以是否支持HA功能。系统周期检测虚拟机状态，当物理服务器故障引起虚拟机故障时，系统会将虚拟 机迁移到其他物理服务器重新启动。能够检测的故障包括物理硬件故障、系统软件故障。 可支持多次硬件故障实时切换，当故障发生主备虚拟机倒换后，自动再次形成主备状态，并可支持多核虚拟机。 虚拟机内存快照必须配合存储快照一起使用，共同保证数据一致性
华为FusionCompute介绍
张婷婷
华为FUSIONCOMPUTE产品简介
Part One
1
华为云计算产品简介
华为云计算整体战略视图
•
FusionSphere，云操作系统，华为公司级战略产品，
实现现有异构计算、存储、网络乃至虚拟化软件资源的
池化，降低企业IT基础设施TCO，提升企业核心业务应 用部署与生命周期管理的敏捷性。
• • • FusionCompute简介 功能介绍 关键技术
FusionCompute定位及功能
• FusionCompute，主要负责硬件资源的虚拟化，以 及对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。 • 采用虚拟计算、虚拟存储、虚拟网络等技术，完成计 算资源、存储资源、网络资源的虚拟化。同时通过统 一的接口，对这些虚拟资源进行集中调度和管理。
•软件可靠性
管理节点HA（主备节点双机机制）
•架构可靠性
管理数据备份和恢复（提供配置数据和业务数据定期在本地和异地备份的能力；管理节点服务异常无法自动修复时，通过本地备份数据立即
恢复；当由于灾难性的故障导致管理节点双节点同时故障且不能通过重启等操作进行恢复时，可使用异地备份数据立即恢复（1个小时之内完成））
分布式资源调度和电源管理
虚拟机热迁移
集群内服务器的负载均衡；动态节能调度
可支持并发8台虚拟机同时迁移。被用于双机容错、负载均衡和节能降耗等应用场景。
网络虚拟化功能
虚拟网卡
虚拟交换机 网络I/0控制 分布式虚拟交换机
虚拟网卡有自己的IP地址、MAC地址；支持智能网卡，实现多队列、虚拟交换、QoS、上行链路聚合功能
安全功能
虚拟网络访问控制 业务安全隔离 虚拟机安全隔离 设置虚拟网卡的VLAN ID划分虚拟机所示的网络范围 VPC 安全组
FusionCompute可靠性
虚拟机HA 虚拟机热迁移（手动迁移、自动迁移） 虚拟机负载均衡（集群内均衡） 快照 虚拟机故障隔离（系统基于虚拟化软件实现虚拟机隔离，每台虚拟机可以使用独立的内存空间、网络地址空间、CPU堆栈寄存器和磁盘存储空间） 虚拟机OS故障检测（虚拟机OS内部故障，如Windows虚拟机的蓝屏故障，或Linux虚拟机的panic状态，故障系统都能检测到并处理。） 黑匣子（收集当前系统的信息，系统故障时，保存系统的故障现场信息，如存储内核日志、系统快照、异常退出前屏幕输出信息、诊断工具的诊断信息）
可用性方面
可运维性 安全性
热迁移、HA；资源热插、内存快照
内存快照；VM精细探针；UVP扩展接口；KBox； 虚拟资源热插拔 Dom0安全加固
FusionCompute计算虚拟化技术
CPU虚拟化（VT-x） 内存虚拟化（EPT）；采用内存气泡、零页共享、内存交换的复用策略。 I/O虚拟化：前后端驱动+VT-d
GPU虚拟化：GPU直通+GPU软件虚拟化技术（虚拟机GPU中截获图形命令调用，交由主机处理）
Host NUMA——CPU负载均衡。
FusionCompute的存储虚拟化技术
链接克隆
功能
链接克隆、精简配置、内存快照 、存储迁移、在线扩容
•
母卷+差分卷->链接克隆卷
• 场景：对个性化操作系统的需求较
FusionCompute服务器虚拟化性能
SPECvirt 性能测试
虚拟化 软件
FusionSphere 5.0 Linux 6.4 (KVM) ESXi 5.1
• 性能
单集群的节点数
测试得分
排名
- <5% 低CPU损耗 - 支持数据库，Email, ERP,CRM 等业务
632 625 472
1
Part Two
2
服务器虚拟化产品FusionCompute
• • FusionCompute简介 功能介绍
•
关键技术
FusionCompute的功能（1）
计算虚拟化功能
服务器虚拟化 虚拟机资源管理 虚拟机资源动态调整 裸金属架构;CPU虚拟化；内存虚拟化，支持智能内存复用策略；GPU、iNIC网卡、USB设备直通 虚拟机生命周期管理（包括休眠和唤醒）；虚拟机模板；CPU QoS；内存QoS；虚拟资源动态复用；虚拟机统计； 离线/在线调整VCPU数目和内存大小、添加/删除虚拟网卡、挂载虚拟磁盘；虚拟机管理程序会监控虚拟机上的资 源压力情况，当出现计算资源CPU压力达到上限阈值时，通过调用VCPU热插拔来增加一个VCPU个数，从而缓解 系统计算资源的压力。
128
• 可靠性
- 秒级故障检测和恢复 - 主动事件检测 - 主备管理节点，无中断升级 - 多层级灾备计划
2 3
FusionSphere 5.0
2014年：SPECvirt_sc2013官方测试
Tile1
VM Infra O S VM Web O S VM IMAP O S VM APP O S VM DB O S VM Idle O S