华为计算虚拟化产品FusionCompute产品介绍
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HCIE-云计算-FusionSphere整体介绍
1. FusionSphere概念 2. FusionSphere组成构件及分述 3. FusionSphere兼容性和规格参数 4. FusionSphere主要场景及典型部署形式 5. FusionSphere灾备方案
认识FusionSphere
概念 华为公司面向多行业客户推出的云操作系统产品 专门为云设计和优化
云启动服务（CBS）
云发放服务（CPS）
裸机硬件服务
CPS : compute
novnao-vcao-mcopmutpeute
CPS : fc-nova-compute
fc-nfco-vnao-vcao-mcopmutpeute
CPS : vmware-nova-compute
vmware-nova-compute
2. ManageOne ServiceCenter负责企业资源统一运营管理。 3. ManageOne OperationCenter负责企业资源统一运维管理。
FusionSphere云数据中心场景
FusionSphere
FusionSphere OpenStack OM
FusionSphere OpenStack
规格 512 16TB 1024 512
2048 16
8 规格 20000 2000 48000 规格 128个 1024个 4096个
1. FusionSphere概念 2. FusionSphere组成构件及分述 3. FusionSphere兼容性和规格参数 4. FusionSphere主要场景及典型部署形式 5. FusionSphere灾备方案
FusionSphere服务器虚拟化场景
FusionSphere
FusionManager
FusionCompute网络虚拟化产品介绍
⚫ 虚拟交换机提供虚拟机虚端口发送方向的广播报文抑制开关，以及抑制阈值设置功 能。可以通过开启虚拟机网卡所在端口组的广播包抑制开关设置阈值，减少过量广 播报文对二层网络带宽的消耗。
⚫ 管理员可以通过系统Portal，基于虚拟交换机端口组对象，配置报文抑制开关和报 文抑制带宽阈值。
第18页
网络安全策略 - 安全组
⚫ 基于vhost-user技术，vhost在用 户态直接和EVS交互，通过地址偏 移获取DPDK大页地址，性能提升 30%-40%。
⚫ 利用批处理和轮询机制提升报文处 理能力。
⚫ 后续会通过ivshm技术以共享内存 与VM通信，进一步提升性能。
华为分布式交换方案
DVSM
第9页
Virtual Switch Agent
上行链路
分布式虚拟交换机
端口组
端口组
vlan100
vlan200
上行链路
物理网卡
物理网卡
端口组 vlan300
第10页
虚拟交换模型
Mgnt
ISCSI
System Interface
System Interface
Uplink Port Aggr
Uplink Port Aggr
eth0 eth1
eth2 eth3
思考题
1. 在FusionCompute分布式交换机里，虚拟机与外部网络通信依靠的是什么端口？（
）
A. Mgnt
B. 存储接口
C. 上行链路
D. 端口组
2. FusionCompute分布式交换机支持哪几种类型？（ ）
A. 普通模式
B. SR-IOV直通模式
C. 用户态交换模式
D. 标准模式
⚫ 管理员可以通过系统Portal，基于虚拟交换机端口组对象，配置报文抑制开关和报 文抑制带宽阈值。
第18页
网络安全策略 - 安全组
⚫ 基于vhost-user技术，vhost在用 户态直接和EVS交互，通过地址偏 移获取DPDK大页地址，性能提升 30%-40%。
⚫ 利用批处理和轮询机制提升报文处 理能力。
⚫ 后续会通过ivshm技术以共享内存 与VM通信，进一步提升性能。
华为分布式交换方案
DVSM
第9页
Virtual Switch Agent
上行链路
分布式虚拟交换机
端口组
端口组
vlan100
vlan200
上行链路
物理网卡
物理网卡
端口组 vlan300
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虚拟交换模型
Mgnt
ISCSI
System Interface
System Interface
Uplink Port Aggr
Uplink Port Aggr
eth0 eth1
eth2 eth3
思考题
1. 在FusionCompute分布式交换机里，虚拟机与外部网络通信依靠的是什么端口？（
）
A. Mgnt
B. 存储接口
C. 上行链路
D. 端口组
2. FusionCompute分布式交换机支持哪几种类型？（ ）
A. 普通模式
B. SR-IOV直通模式
C. 用户态交换模式
D. 标准模式
FusionCompute产品介绍
Server n
···
3% 10% 5%
虚拟化后
VM 1
3%
60%
VM 2
10%
Server
VM 3
5%
分时共享
虚拟化前 Server 1 60% Server 1 10%
Server 2 10% Server 2 60%
白天
晚上
虚拟化后
VM 1 VM 2
60% VM 1 10% VM 2
10% 60%
VM
VM
FS
.QCOW2 .raw
虚拟化层
.QCOW2 .raw
虚拟化层
volume
volume
非虚拟化存储
本地硬盘
存储网络 SAN LUN
FusionStorage 存储池
FusionCompute产品功能 - 虚拟化网络
FusionCompute具备支持分布式虚拟交换，可以向虚拟机提供独立的网络平面。像物理交换机一样， 不同的网络平面间通过VLAN进行隔离。
服务器
虚拟资源调度 安全性
虚拟网络
存储
网络
可扩展性 虚拟存储
安全
FusionStorage Block FusionManager eBackup UltraVR
云机房 机柜
供电
布线
监控
制冷
消防
装修
防雷接地
FusionCompute产品架构
FusionCompute
WebUI Portal
CNA
CNA部署在各需要虚拟化的X86构架服务器上
应用智能管理
FusionSphere应用场景
单虚拟化场景
只采用FusionCompute作为统一的操作维护管理平台对整个系统进行操作与维护的应用场景
···
3% 10% 5%
虚拟化后
VM 1
3%
60%
VM 2
10%
Server
VM 3
5%
分时共享
虚拟化前 Server 1 60% Server 1 10%
Server 2 10% Server 2 60%
白天
晚上
虚拟化后
VM 1 VM 2
60% VM 1 10% VM 2
10% 60%
VM
VM
FS
.QCOW2 .raw
虚拟化层
.QCOW2 .raw
虚拟化层
volume
volume
非虚拟化存储
本地硬盘
存储网络 SAN LUN
FusionStorage 存储池
FusionCompute产品功能 - 虚拟化网络
FusionCompute具备支持分布式虚拟交换，可以向虚拟机提供独立的网络平面。像物理交换机一样， 不同的网络平面间通过VLAN进行隔离。
服务器
虚拟资源调度 安全性
虚拟网络
存储
网络
可扩展性 虚拟存储
安全
FusionStorage Block FusionManager eBackup UltraVR
云机房 机柜
供电
布线
监控
制冷
消防
装修
防雷接地
FusionCompute产品架构
FusionCompute
WebUI Portal
CNA
CNA部署在各需要虚拟化的X86构架服务器上
应用智能管理
FusionSphere应用场景
单虚拟化场景
只采用FusionCompute作为统一的操作维护管理平台对整个系统进行操作与维护的应用场景
华为计算虚拟化产品FusionCompute产品介绍
• 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。
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 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
华为Fus张io婷nC婷ompute介绍
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。
•架构可靠性
管理节点HA（主备节点双机机制） 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））
当由亍灾难性的故障导致管理节点双节点同时故障且丌能通过重启等操作迚行恢复时可使用异地备仹数据立即恢复1个小时之内完成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劣用户确定是否有负载均衡问题失控迚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?软件可靠性黑匣子fusioncompute可靠性fusioncompute技术挃标单vrm支持的最大主机数量256个最大vrm级联数量16个单vrm支持的集群数量32个单个集群支持的主机数量未使用虚拟化数据存储
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。
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 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
华为Fus张io婷nC婷ompute介绍
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。
•架构可靠性
管理节点HA（主备节点双机机制） 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））
当由亍灾难性的故障导致管理节点双节点同时故障且丌能通过重启等操作迚行恢复时可使用异地备仹数据立即恢复1个小时之内完成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劣用户确定是否有负载均衡问题失控迚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?软件可靠性黑匣子fusioncompute可靠性fusioncompute技术挃标单vrm支持的最大主机数量256个最大vrm级联数量16个单vrm支持的集群数量32个单个集群支持的主机数量未使用虚拟化数据存储
华为FusionCompute初始配置指南
FusionCompute V100R005C10初始配置指南文档版本01发布日期2015-11-11版权所有 © 华为技术有限公司 2015。
保留一切权利。
非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。
商标声明和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。
本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。
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除非合同另有约定，华为公司对本文档内容不做任何明示或默示的声明或保证。
由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。
除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。
华为技术有限公司地址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼邮编：518129网址：前言概述本文档描述了FusionCompute的初始配置任务。
指导用户了解FusionCompute的基本配置流程，并完成FusionCompute的软件安装后的基本配置任务。
读者对象本文档主要适用于软件调测工程师。
符号约定在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。
界面图形使用约定文档中所有界面图形仅为示例，请以产品实际界面为准。
修订记录修改记录累积了每次文档更新的说明。
最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新内容。
文档版本 01 (2015-11-11)第一次正式发布。
目录前言 (ii)1 加载License (1)2 设置主机CPU资源隔离 (3)3 在站点中创建集群 (4)4 向集群中添加主机 (10)5 向主机添加数据存储 (17)5.1 背景知识 (18)5.2 添加存储接口 (22)5.3 向站点添加存储资源 (28)5.4 为主机添加心跳平面业务管理接口（虚拟化SAN存储） (33)5.5 添加数据存储 (38)5.6 为主机添加数据存储（使用本地存储） (41)6 为站点添加虚拟网络资源 (46)7 配置DNS服务器 (61)8 配置备份服务器 (63)9 配置NTP时钟源与时区 (66)10 配置VRM支持业务平面与管理平面物理隔离 (70)11 配置MAC地址段 (74)12 附录 (76)12.1 FAQ (77)12.1.1 如何处理FusionCompute主机上无法扫描到存储设备（VRM安装之后） (77)12.1.2 如何取消VRM对管理平面与业务平面物理隔离场景的支持 (82)12.1.3 如何配置FC SAN启动器 (84)12.1.4 如何配置IP SAN启动器 (85)12.1.5 如何创建Advanced SAN的管理帐号 (86)12.1.6 如何判断服务器端口信息 (87)12.1.7 兼容性 (92)12.1.8 绑定网口 (93)12.2 常用操作 (99)12.2.1 配置IE浏览器 (99)12.2.2 配置Firefox浏览器 (101)12.2.3 登录FusionCompute (102)A 术语 (106)A.1 A-E (107)A.2 F-J (108)A.3 K-O (109)A.4 P-T (110)A.5 U-Z (111)1加载License操作场景该任务指导软件调测工程师在完成FusionCompute的安装后，通过FusionCompute为站点加载License文件，使站点获得新的使用期限和服务授权。
FusionCompute资源池介绍
Page 18
HUAWEI
VI MS虚拟集群存储文件系统
V I M S : 是精简部署、快照、存储迁移等高级特性的技术基础
客户机国客户机
S
3
Fi sionComput 3
yf
yf
yf
yf
VIMS
y^
SAN
本地磁盘
NAS
更好支撑集_ 件鵪暑到處撤I k 平鲁中
技术特点 ° 兼容FusionStorageSAN、IPSAN、NAS、 本地磁盘 a 支持固定空间磁盘、动态空间磁盘、差 分磁盘等
DomainU
UVP
(XEN)
控 制 中 心 (XM/Xend)
设 备 模 拟 (Qemu)
半虚拟化驱动(后端)
虚拟交
换 网卡驱
文件系 统
存储驱
■动
精细管 理探针
半虚拟 化驱动 (前端)
VMDq 驱动
软 件 BIOS
虚拟CPU
Hypervisor 虚拟内存
中迷7 事件调度
CPU (VT-x )
I L-------------------------------------------------------------- h
Page 11
HUAWEI
FusionCompute VRM虚拟资源管理层
V R M : FusionCompute的管理中枢，负责资源的分配、调度，并提供统一的操作维护、资源监控、资源管理功能。 V N A : 虚拟节点代理，部署在CNA上 ，实施计算、存储、网络的虚拟化的配置管理。
Copyright © 2017 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
精典-华为云-FusionCompute计算虚拟化
FusionCompute是云操作系统软件，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。它采用虚拟计算、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，从而降低业务的运行成本，保证系统的安全性和可 靠性，协助运营商和企业构筑安全、绿色、节能的云数据中心能力。
用户应用程序
Ring 3 Ring 2 Ring 1
用户应用程序 用户指令
捕获 翻译
Guest OS 模拟
用户指令
Ring 3 用户应用程序
非 root 模式
Ring 2 Ring 1
Ring 0 Guest OS
Ring 0
OS (kernel)
Ring 0
VMM
root模式
VMM
X86硬件结构
没有虚拟化
分类
步骤详解
虚拟化对象 虚拟化过程
CPU虚拟化 内存虚拟化 I/O虚拟化 全虚拟化
半虚拟化
硬件辅助虚拟化
目标是使虚拟机上的指令能被正常执行，且效率接近物理机
目标是能做好虚拟机内存空间之间的隔离，使每个虚拟机都认为自己 拥有了整个内存地址，且效率也能接近物理机。
目标是不仅让虚拟机访问到他们所需要的 I/O 资源，而且要做好它们 之间的隔离工作，更重要的是减轻由于虚拟化所带来的开销。
Userspace Process
…
Guest OS
Linux Kernel
KVM Module
TX Physical Hardware Platfrorm (VT-d or IOMMU supported)
RX Physical NIC
用户应用程序
Ring 3 Ring 2 Ring 1
用户应用程序 用户指令
捕获 翻译
Guest OS 模拟
用户指令
Ring 3 用户应用程序
非 root 模式
Ring 2 Ring 1
Ring 0 Guest OS
Ring 0
OS (kernel)
Ring 0
VMM
root模式
VMM
X86硬件结构
没有虚拟化
分类
步骤详解
虚拟化对象 虚拟化过程
CPU虚拟化 内存虚拟化 I/O虚拟化 全虚拟化
半虚拟化
硬件辅助虚拟化
目标是使虚拟机上的指令能被正常执行，且效率接近物理机
目标是能做好虚拟机内存空间之间的隔离，使每个虚拟机都认为自己 拥有了整个内存地址，且效率也能接近物理机。
目标是不仅让虚拟机访问到他们所需要的 I/O 资源，而且要做好它们 之间的隔离工作，更重要的是减轻由于虚拟化所带来的开销。
Userspace Process
…
Guest OS
Linux Kernel
KVM Module
TX Physical Hardware Platfrorm (VT-d or IOMMU supported)
RX Physical NIC
01 FusionCompute_产品介绍(PDF)
Page 11
虚拟机热迁移技术(VM Motion)
App App App
技术特点
基于内存压缩传输技术，虚
拟机热迁移效率提升1倍
同时支持共享存储与本地存
储热迁移
FusionCompute FusionCompute
适用场景
服务器A 服务器B
可容忍短时间中断，但必须
要快速恢复业务。比如轻量 级数据库业务，桌面云业务
负责网络资源的管理
负责对虚拟化节点的管理，比如上下电 性能管理，负责收集性能数据，进行性能的实时分析和后分析 故障管理，负责收集告警和故障信息 补丁管理模块，负责计算节点的补丁管理
VNA
DVS WebUI API
Virtual Node Agent
Distributed Virtual Switch Web User Interface Application Programming Interface
熟悉FusionCompute的组织架构 熟悉FusionCompute的主要功能特性
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Page 1
目录
1. FusionCompute在FusionSphere 中的作用 2. FusionCompute客户价值 3. FusionCompute系统架构 4. FusionCompute功能特性 5. FusionCompute规格指标
注：vCPU、vRAM在线添加功能不是所 有OS都支持。对于不支持热添加的OS， FusionCompute支持重启虚拟机生效。
FusionCompute
华为FusionCompute 架构原理
弹性计算云解决方案＝虚拟基础设施＋云基础服务＋云管理
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
软件逻辑架构介绍
POE UPF
IMGM
ESC
ESC-OM
FusionStack
IMGS
VRM
NRC
NFS
VNA
CNA
vCompute
vStorage
vNetwork
SLB
FusionCompute
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
功能模块
缩写 ESC UPF IMGS IMGM POE 全称 Elastic Service Controller 弹 性业务控制器 User Profile Function 用户数据功能 Image Storage 镜像存储 Image Management 镜像管 理 Provisioning Orchestration Engine 发放工作流引擎 OMS Operation Maintenance System 操作维护报表日志告警 配置网关，负责与运营系统对接，实现对用 户数据和业务签约的配置。 处理虚拟资源申请 管理虚拟资源及虚拟资产 用于存放用户的信息，业务信息，业务状态 等，提供LDAP接口给ESC 存储用来创建系统盘的镜像文件 镜像服务管理模块，提供注册、注销等接口 功能
管理节点支持单节点部署或 者主备部署
架构演进介绍
R02C01版本：同时支撑虚拟化和云服务市场，导致架构难以承载
R03C00版本：定位于虚拟化增强，补 齐云服务
FusionCompute_V100R005C00_产品介绍(PDF)
Copyright © 2015 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page 3
目录
1. FusionCompute在FusionSphere 中的作用 2. FusionCompute带给客户的客户价值 3. FusionCompute系统架构 4. FusionCompute功能特性 5. FusionCompute规格指标
储迁移等高级特性的技术基础
兼容FusionComputeSAN、
IPSAN、NAS、本地磁盘
支持固定空间磁盘、动态空间磁
VIMS
盘、差分磁盘等
适用场景
需要存储迁移、快照、链接克隆 SAN
本地磁盘
NAS
等高级存储特性虚拟机。
限制约束
基于VIMS存储系统，一个主机
更好支撑集群软件部署到虚拟化平台中
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FusionCompute 系统架构
VRM ：虚拟资源管理，FusionCompute的管理中枢，负责资源的分配、调度， 并提供统一的操作维护、资源监控、资源管理功能。 VNA ：虚拟节点代理，部署在CNA上，实施计算、存储、网络的虚拟化。
虚拟机到新上电物理机，保证业务质量。
Copyright © 2015 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7
目录
1. FusionCompute在FusionSphere 中的作用 2. FusionCompute客户价值 3. FusionCompute系统架构 4. FusionCompute功能特性 5. FusionCompute规格指标
FusionCompute存储虚拟化产品介绍
谢谢
非持久化磁盘即数据不永久保存。处于保护磁盘数据的目的，在启动虚拟机时，对 这种非持久化磁盘先创建差分磁盘，在虚拟机运行过程中，将有更改的数据全部写 入差分磁盘，在虚拟机关机后，将差分磁盘数据删除，达到还原磁盘的目的。应用 于公共计算机、计算机数据自动还原的场景。
第16页
知识小考
裸设备映射、普通磁盘、精简磁盘与普通延迟置零磁盘的性能孰优孰劣？ VIMS心跳出现问题时，系统会如何应对？
第28页
数据存储扩容原理
Node A
Node B
VIMS
Node C
第29页
LUN 1
LUN 2
LUN 3
知识小考
虚拟机快照的作用是什么？有什么应用场景？ 存储热迁移有什么应用场景？
第30页
思考题
1. 下列哪些特性需要虚拟化存储支持（ ）
A. 存储热迁移 B. 存储精简置备 C. 磁盘快照 D. 链接克隆
第14页
50G
虚拟机磁盘 分配空间
10G
虚拟机磁盘 实际占用空间
100G
虚拟机磁盘 分配空间
写前空间分配，用多少分多少
10G
虚拟机磁盘 实际占用空间
差分磁盘
差分磁盘必须基于一个已有的父磁盘来创建，它只记录相对于父磁盘的差异数据，包括数 据的增改，差分磁盘不能脱离父磁盘而存在，如果父磁盘进行了修改，则差分磁盘的数据 将不再可用。
CNA01
VIMS1
CNA02
VIMS1
CNA03
VIMS1
第10页
网络心跳 磁盘心跳
FusionCompute磁盘技术
在存储虚拟化中，所有用户存储都是以文件形式呈现，虚拟机磁盘、快照、虚拟机 配置都对应一个独立的文件，常见的磁盘文件分为以下几种：
FusionCompute计算虚拟化产品介绍
用户应用程序
Ring 3 Ring 2 Ring 1
用户应用程序 用户指令
捕获 翻译
Guest OS 模拟
用户指令
Ring 3 用户应用程序
非 root 模式
Ring 2 Ring 1
Ring 0 Guest OS
Ring 0
OS (kernel)
Ring 0
VMM
root模式
VMM
第10页
X86硬件结构
第1页
目标
学完本课程后，您将能够：
描述计算虚拟化实现原理 区分三种内存复用技术 描述FusionCompute中计算虚拟化功能特性
第2页
目录
1. 计算虚拟化相关概念及技术
计算虚拟化概念 CPU虚拟化 内存虚拟化 I/O虚拟化 FusionCompute计算虚拟化介绍
2. 计算虚拟化功能特性
使用VMM实现CPU、内存、设备 I/O 的虚拟化，而 Guest OS 和计算 机系统硬件都不需要进行修改。该方式兼容性好，但会给处理器带来 额外开销。
使用VMM实现CPU和内存虚拟化，设备 I/O 虚拟化由 Guest OS 实现。 需要修改 Guest OS ，使其能够与VMM协同工作。该方式兼容性差， 但性能较好。
借助硬件 (主要是处理器)的支持来实现高效的全虚拟化。改方式不需要 修改Guest OS ，兼容性好。该技术将逐渐消除软件虚拟化技术之间的 差别，成为未来的发展趋势。
第7页
目录
1. 计算虚拟化相关概念及技术
计算虚拟化概念 CPU虚拟化 内存虚拟化 I/O虚拟化 FusionCompute计算虚拟化介绍
共享内存(Virt RING) Batched I/O 异步事件通知Eventfd轻量级进程间“等待/通
FusionCompute产品介绍
FusionSphere架构说明
部件
FusionCompute FusionManager
eBackup UltraVR
说明
必选部件 FusionCompute是云操作系统软件，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。它采用虚拟计算、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，从而降低业务的运行成本，保证系统的安全性和可靠性，协助 运营商和企业构筑安全、绿色、节能的云数据中心能力。
VM
VM
FS
.QCOW2 .raw
虚拟化层
.QCOW2 .raw
虚拟化层
volume
volume
非虚拟化存储
本地硬盘
存储网络 SAN LUN
FusionStorage 存储池
FusionCompute产品功能 - 虚拟化网络
FusionCompute具备支持分布式虚拟交换，可以向虚拟机提供独立的网络平面。像物理交换机一样， 不同的网络平面间通过VLAN进行隔离。
统一监控告警：支持对多个虚拟化环境、多种物理设备的告警进行统一接入、监控和管理。
私有云场景
多租户共享VPC场景 多租户私有VPC场景
知识小考
FusionSphere虚拟化套件有哪些功能？
虚拟化和云计算有什么关系？
本节介绍了华为FusionSphere服务器虚拟化套件，其中包括了FusionCompute、 FusionManager 、 UltraVR 、 eBackup 相 关 组 件 及 其 功 能 作 用 ， 以 及 FusionSphere产品的特点。
华为计算虚拟化产品FusionCompute产品介绍精编版
2014.9
2014
2009
2011
• 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
• GalaX v2.0
- v2.0虚拟化软件 单独销售，在全球 电信、行业客户开 始商用
2013
• FusionShpere3.10 - V3.10版本发布
• FusionShpere3.0 （January）
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
•软件可靠性
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）
FusionCompute的存储虚拟化技术
功能
链接克隆、精简配置、内存快照 、存储迁移、在线扩容
链接克隆
• 母卷+差分卷->链接克隆卷
• 场景：对个性化操作系统的需求较
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
FusionCompute的功能（2）
存储虚拟化功能 虚拟镜像管理系统
华为虚拟化FusionCompute发布虚拟机及磁盘图文并茂
FusionCompute发布虚拟机
1、在“虚拟机和模板”标签页下，左边树形框中选择“模板和规格”。
再选择模板的更多操作中的“按模
板部署虚拟机”
2、选择“下一步”；
3、可以根据需要的配置修改“CPU”、“内存”等其他参数，再选择“下一步”；
4、下一步；
5、完成；
6、创建新磁盘，选择“存储池”标签页，在左边树形框选择“FusionCompute_01”选项，单击“创建磁盘”。
7、为新磁盘命名，划分大小。
点击“确定”；
7、待虚拟机和磁盘创建完成后，在“虚拟机和模板”标签页下，左边树形选择“虚拟机”，在刚刚创建的虚
拟机后面“更多”中选择“绑定磁盘”；
8、选择刚刚创建的磁盘；点击“确定”完成绑定。
9、在操作系统“磁盘管理中”，右键菜单选择“联机”，再选择“初始化”；
10、磁盘格式化后就可以使用了。
华为计算虚拟化产品FusionCompute产品介绍精品PPT课件
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 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
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 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
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
虚拟存储精简置备 虚拟机快照 存储热迁移
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。
• 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 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
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
虚拟存储精简置备 虚拟机快照 存储热迁移
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。
• 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。
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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
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
- 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
OpenStack
云管理
Customers 客户数量
• • • 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。
•
•
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。
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
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，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
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
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
• 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
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
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。
•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））
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。
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
•
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
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
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