虚拟化技术51页PPT
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云计算——虚拟化技术PPT课件
2021
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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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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。
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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
虚拟化技术 ppt课件
7.虚拟化技术
云计算技术
数据
中心
规模不断增大 成本逐渐上升 管理日趋复杂
云计算
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7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
传统的数据中心
7.虚拟化技术
采用了多种技术 业务之间孤立
网络结构复杂
虚拟数据中心
高速
扁平
虚拟化
云计算
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7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
7.虚拟化技术
数据中心
服务器虚拟化
应用程序的代码运行在最低运行级别上ring3上，不能做受控操作。如果要做，那就要 通过执行系统调用（函数），执行的时候，CPU的运行级别会发生从ring3到ring0的 切换，并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行，这样内核就为你完成了设备访问， 完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用户态和内核态的切换。
服务器虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 桌面虚拟化
云计算
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20世纪60年代
IBM公司推出虚拟化技术
主要用于当时的IBM大型机的服务器虚拟化
虚拟化技术的核心思想是利用软件或固件管理程序构成虚拟化层，把 物理资源映射为虚拟资源。在虚拟资源上可以安装和部署多个虚拟机， 实现多用户共享物理资源。
7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
云计算
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硬件辅助的全虚拟化
7.虚拟化技术
2005年后，CPU厂商Intel 和 AMD 开始支持虚拟化了。 Intel 引入了 Intel-VT 技术。
主机操作系统
物理机（底层硬件）
图7-1 寄居虚拟化架构
云计算
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7.2 服务器虚拟化
服务器虚拟化的层次
虚拟化培训课件ppt.ppt
CPU Pool
Storage Pool
Storage Pool
Oracle CRM
SAP ERP
File/Print
虚拟化技术也是云计算的核心技术
更低的IT费用 更高的利用率 更少的复杂性 更自动化管理
Exchange
Virtual Infrastructure
更高的服务质量 支持动态迁移 容错性更好 具有隔离性，安全性更好 基于容器的管理，具有封装性 具有弹性，易于扩展
虚拟化常见类型
系统虚拟化 核心思想：使用虚拟化软件在一台物理机上虚拟出一台或多台虚拟机(VM) PC/服务器虚拟化：系统虚拟化的最大价值所在。 桌面虚拟化：解决个人电脑的桌面环境（包括应用程序和文件等）与物理机之间的耦合关系。经过虚拟化的桌面环境被保存在远程的服务器上，当用户使用具有足够显示能力的兼容设备（比如PC, 智能手机等）在桌面环境上工作时，所有的程序与数据都运行和最终保存在这个远程的服务器上。
随需应变的数据中心
主要内容
数据中心现状和趋势 虚拟化的定义 虚拟化的常见类型 服务器虚拟化关键技术 主流的虚拟化软件与虚拟化技术实践
虚拟化的定义
虚拟化本质：将原来运行在真实环境上的计算系统或组件运行在虚拟出来的环境中。
CPU
Hard Disk
Memory
I/O Devices
Operating System
JVM (Java VM)
VMWare ThinApp…
主要内容
数据中心现状和趋势 虚拟化的定义 虚拟化的常见类型 服务器虚拟化关键技术 主流的虚拟化软件与虚拟化技术实践
服务器虚拟化技术
便于管理; 提高利用率; 降低成本; 以技能为重点 只买需要的 简化环境 侧重于核心技能 提高业务变化的响应速度
虚拟化技术最新优质PPT课件
虚拟化的发展趋势
2.连接协议标准化
桌面虚拟化连接协议目前有VMware的PCoIP，Citrix的ICA， 微软的RDP等，特别值得一提的是国内虚拟化软件公司—— 方物软件的FAP.多种连接协议在公有桌面云情况下，将带来 终端兼容性的复杂化，终端将需要支持多种虚拟化客户端软 件，对于嵌入式的云终端来说，限制了客户采购的选择性和 替代性。 未来桌面连接协议标准化之后，将解决终端和云平台之间的 广泛兼容性，形成良性的产业链结构。
虚拟化转换软件： Vconverter
虚拟化的发展趋势
1.平台开放化
作为基础平台，封闭架构带来不兼容性，无法支持异构虚拟机 系统，也难以支撑开放合作的产业链需求。随着云计算时代的 来临，虚拟化管理平台逐步走向开放平台架构，多种厂家的虚 拟机可以在开放的平台架构下共存，不同的应用厂商可以基于 开放平台架构不断的丰富云应用。
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服务器虚拟化的解决方案
VMware公司推出一套服务器虚拟化解决方案 ：vSphere 目前使用很高的版本：vSphere5.0
vSphere5 中的核心组件为 VMware ESXi 5.0.0（取代原ESX）, ESXi是一款可以独立安装和运行在祼机上的系统，它与以往 VMware Workstation 软件不同的是它不再依存于宿主操作系统 之上。
虚ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化的发展趋势
4.公有云私有化
在公有云场景（如产业园区），政府/企业整体IT架构构建在 公有云上，对于数据的安全性有非常高的要求，可以说，如 果不能解决公有云的安全性，就难以推进企业IT架构向公有云 模式的转变。在公有云场景，需要提供类似于VPN的技术， 把企业的IT架构变成叠加在公有云上的“私有云”，这样既享 受了公有云的服务便利性，又可以保证私有数据的安全性。
虚拟化技术简介ppt
– 操作系统级虚拟化(稍后展开) – 便携式应用程序，允许程序在便携式设备中运行而不用在操作系统中安装 – 跨平台虚拟化，允许针对特定CPU或者操作系统的软件不做修改就能运行在其他平
台上，例如Wine，Adobe AIR， Java – 虚拟设备，运行于虚拟化平台之上，面向应用的虚拟机映像
• 虚拟内存，将不相邻的内存区，甚至硬盘空间虚拟成统一连续的内存 地址
Operating system-level virtualization / Application virtualization / Workspace virtualization
内存聚合技术/虚拟内存隔离技术
Memory virtualization / Virtual memory
物理存储的逻辑抽象处理/分布式文件系统
虚拟化技术简介
2011, 孟祥元
-
关于虚拟化技术
-
一、什么是虚拟化技术
• 在计算机科学中，虚拟化（Virtualization）是一个表现逻辑群组或计算机 资源的子集的进程，用户可以用比原本的组织管理更好的方式来存取这些 进程。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组 态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料储存。
• 在准虚拟化（paravirtualization）中，虚拟机不需要模拟硬件，而是 提供一个特殊的API只能被特制的客户机操作系统使用。
-
完全虚拟化之硬件辅助虚拟化
• 在硬件辅助虚拟化(hardware-assisted virtualization)中， 硬件提供结构支持帮助创建虚拟机监视并允许客户机操作 系统独立运行。硬件辅助虚拟化在1972年，为了使用第一 个虚拟机操作系统VM/370，第一次由IBM System/370引 入。在2005年与2006年，Intel和AMD为虚拟化提供了额 外的硬件支持。支持硬件辅助虚拟化的有 Linux KVM， VMware Workstation， VMware Fusion， Microsoft Virtual PC， Xen， Parallels Desktop for Mac， VirtualBox and Parallels Workstation。
台上，例如Wine，Adobe AIR， Java – 虚拟设备，运行于虚拟化平台之上，面向应用的虚拟机映像
• 虚拟内存，将不相邻的内存区，甚至硬盘空间虚拟成统一连续的内存 地址
Operating system-level virtualization / Application virtualization / Workspace virtualization
内存聚合技术/虚拟内存隔离技术
Memory virtualization / Virtual memory
物理存储的逻辑抽象处理/分布式文件系统
虚拟化技术简介
2011, 孟祥元
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关于虚拟化技术
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一、什么是虚拟化技术
• 在计算机科学中，虚拟化（Virtualization）是一个表现逻辑群组或计算机 资源的子集的进程，用户可以用比原本的组织管理更好的方式来存取这些 进程。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组 态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料储存。
• 在准虚拟化（paravirtualization）中，虚拟机不需要模拟硬件，而是 提供一个特殊的API只能被特制的客户机操作系统使用。
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完全虚拟化之硬件辅助虚拟化
• 在硬件辅助虚拟化(hardware-assisted virtualization)中， 硬件提供结构支持帮助创建虚拟机监视并允许客户机操作 系统独立运行。硬件辅助虚拟化在1972年，为了使用第一 个虚拟机操作系统VM/370，第一次由IBM System/370引 入。在2005年与2006年，Intel和AMD为虚拟化提供了额 外的硬件支持。支持硬件辅助虚拟化的有 Linux KVM， VMware Workstation， VMware Fusion， Microsoft Virtual PC， Xen， Parallels Desktop for Mac， VirtualBox and Parallels Workstation。
《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
项目3虚拟化技术PPT
兼容性问题
虚拟化技术可能存在与某些特定硬 件或软件的兼容性问题。
04
虚拟化技术的实施步骤
需求分析
确定目标
明确虚拟化技术的实施目标，如 提高资源利用率、降低成本、简 化管理等。
资源评估
评估现有硬件和软件资源，包括 服务器、存储设备、网络等，以 确定虚拟化的范围和要求。
业务需求调研
了解业务部门的需求，如系统性 能、数据安全、业务连续性等， 确保虚拟化技术能够满足业务需 求。
干预和错误率。
人工智能与虚拟化结合还可以提 高虚拟机的安全性和可靠性，通 过智能监控和安全防护，降低安
全风险和损失。
5G网络与虚拟化的结合
5G网络的高带宽、低延迟和大规模连 接特性为虚拟化技术的发展提供了新的
机遇。
5G网络与虚拟化结合可以实现更高效 5G网络与虚拟化结合还可以拓展虚拟
的数据传输和处理，提高虚拟机的性能 化的应用领域，例如物联网、远程医疗、
安全测试
对虚拟化系统的安全性进行测 试，确保数据安全和系统稳定 。
文档编写
编写虚拟化技术实施的相关文 档，如实施方案、操作手册等
。
05
虚拟化技术的未来发展
云计算与虚拟化的结合
云计算为虚拟化提供了更广阔的应用 场景，通过云平台可以实现虚拟机的 快速部署和管理，提高资源利用率和 灵活性。
云计算与虚拟化结合还可以降低IT成 本，通过集中管理和自动化运维，减 少人力和物力投入，降低运营成本。
详细描述
存储虚拟化技术能够提高存储设备的利用率和管理效率，简化存储设备的配置和 管理，支持异构存储设备的统一管理，提高数据可靠性和安全性。
网络虚拟化
总结词
网络虚拟化是一种将网络设备资源进 行抽象和统一管理的方法，通过虚拟 化软件将多个网络设备整合成一个统 一的虚拟网络平台，提供网络连接、 路由和安全等服务。
虚拟化技术可能存在与某些特定硬 件或软件的兼容性问题。
04
虚拟化技术的实施步骤
需求分析
确定目标
明确虚拟化技术的实施目标，如 提高资源利用率、降低成本、简 化管理等。
资源评估
评估现有硬件和软件资源，包括 服务器、存储设备、网络等，以 确定虚拟化的范围和要求。
业务需求调研
了解业务部门的需求，如系统性 能、数据安全、业务连续性等， 确保虚拟化技术能够满足业务需 求。
干预和错误率。
人工智能与虚拟化结合还可以提 高虚拟机的安全性和可靠性，通 过智能监控和安全防护，降低安
全风险和损失。
5G网络与虚拟化的结合
5G网络的高带宽、低延迟和大规模连 接特性为虚拟化技术的发展提供了新的
机遇。
5G网络与虚拟化结合可以实现更高效 5G网络与虚拟化结合还可以拓展虚拟
的数据传输和处理，提高虚拟机的性能 化的应用领域，例如物联网、远程医疗、
安全测试
对虚拟化系统的安全性进行测 试，确保数据安全和系统稳定 。
文档编写
编写虚拟化技术实施的相关文 档，如实施方案、操作手册等
。
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虚拟化技术的未来发展
云计算与虚拟化的结合
云计算为虚拟化提供了更广阔的应用 场景，通过云平台可以实现虚拟机的 快速部署和管理，提高资源利用率和 灵活性。
云计算与虚拟化结合还可以降低IT成 本，通过集中管理和自动化运维，减 少人力和物力投入，降低运营成本。
详细描述
存储虚拟化技术能够提高存储设备的利用率和管理效率，简化存储设备的配置和 管理，支持异构存储设备的统一管理，提高数据可靠性和安全性。
网络虚拟化
总结词
网络虚拟化是一种将网络设备资源进 行抽象和统一管理的方法，通过虚拟 化软件将多个网络设备整合成一个统 一的虚拟网络平台，提供网络连接、 路由和安全等服务。
虚拟化技术简介.pptx
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虚拟化技术基本要素
• Guest OS • 在虚拟机里运行的操作系统叫Guest OS
• Application • 应用程序
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虚拟化技术基本要素
• User • 终端用户
13 Page 13
虚拟化技术的分类
• (1)分区技术。这种虚拟化技术是最早诞生的，原因是当时 人们想要提高大型机的利用率。硬件分区技术是将硬件资 源划分成数个分区，每个分区享有独立的CPU、内存，并 安装独立的操作系统。
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虚拟化技术的分类
• (3)泛虚拟化技术或准虚拟化技术。这种虚拟技术以xen为 代表，它在硬件上覆盖一层xen Hypervisor，并需要修改 操作系统的内核。
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虚拟化技术的分类
• (4)抽象仿真虚拟机。这种虚拟机的典型实例是Java虚拟 机。它们在实际的计算机上通过软件模拟来实现一些抽象 的指令，拥有自己的处理器、堆栈、寄存器和相应的指令 系统等。
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VMM,虚拟化技术中软件的作用
VMM的分类
宿主型VMM 需要运行在Host OS之上,由其提供驱动程 序和与硬件通信 独立监控型VMM 直接运行于硬件层之上
混合型VMM
Page 18
VMM分类-I
19
VMM分类-II
20
VMM,虚拟化技术中软件的作用
VMM的实现
CPU虚拟化
• VMM是一个系统软件，可以维护多个高效 的、隔离的程序环境. VMM管理计算机系统 的真实资源，为虚拟机提供接口
---host OS 一些VMM是安装在已有操作系统 之上的.则原有操作系统为host OS
虚拟化技术基本要素
• Guest OS • 在虚拟机里运行的操作系统叫Guest OS
• Application • 应用程序
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虚拟化技术基本要素
• User • 终端用户
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虚拟化技术的分类
• (1)分区技术。这种虚拟化技术是最早诞生的，原因是当时 人们想要提高大型机的利用率。硬件分区技术是将硬件资 源划分成数个分区，每个分区享有独立的CPU、内存，并 安装独立的操作系统。
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虚拟化技术的分类
• (3)泛虚拟化技术或准虚拟化技术。这种虚拟技术以xen为 代表，它在硬件上覆盖一层xen Hypervisor，并需要修改 操作系统的内核。
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虚拟化技术的分类
• (4)抽象仿真虚拟机。这种虚拟机的典型实例是Java虚拟 机。它们在实际的计算机上通过软件模拟来实现一些抽象 的指令，拥有自己的处理器、堆栈、寄存器和相应的指令 系统等。
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VMM,虚拟化技术中软件的作用
VMM的分类
宿主型VMM 需要运行在Host OS之上,由其提供驱动程 序和与硬件通信 独立监控型VMM 直接运行于硬件层之上
混合型VMM
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VMM分类-I
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VMM分类-II
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VMM,虚拟化技术中软件的作用
VMM的实现
CPU虚拟化
• VMM是一个系统软件，可以维护多个高效 的、隔离的程序环境. VMM管理计算机系统 的真实资源，为虚拟机提供接口
---host OS 一些VMM是安装在已有操作系统 之上的.则原有操作系统为host OS
虚拟化技术介绍最新版幻灯片
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服务器虚拟化软件——续1
Xen:开源
Xen虚拟机即Xen VMM，是剑桥大学计算机实验室开发的一个开源项目。
Citrix XenServer：是一款基于Xen hypervisor的开源虚拟化产品，它为客户提供了 一个开放性架构，允许客户按照与自身物理和虚拟服务器环境相同的方法来进行存储管理 ，其管理工具CUI是其最大的亮点。 华为FusionSphere：华为自主知识产权的云操作系统，集虚拟化平台和云管理特性于一 身，让云计算平台建设和使用更加简捷，专门满足企业和运营商客户云计算的需求。 中兴ZXCLOUD iECS： 是基于开源XEN进行开发的，能够提供完善的管理功能以及用户定 制化需求的开发，是中兴云计算架构中最基础和最核心的组件之一，为云计算架构提供虚 拟化基础设施。
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企业私有云应用的虚拟化平台整合
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| Slide 16
总结：企业私有云的建立
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提纲
▪ 1、云计算介绍 ▪ 2、私有云介绍 ▪ 3、虚拟化技术介绍 ▪ 4、虚拟化市场现状 ▪ 5、主流的虚拟化软件 ▪ 6、虚拟化在行业中的发展特点
©
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提纲
▪ 1、云计算介绍 ▪ 2、私有云介绍 ▪ 3、虚拟化技术介绍 ▪ 4、虚拟化市场现状 ▪ 5、主流的虚拟化软件 ▪ 6、虚拟化在行业中的发展特点
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是什么因素驱动企业构建私有云
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云技术推动数据中心转型
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企业私有云能力需求
虚拟化技术简介PPT课件
构建云平台，提供基础设施、 平台和软件服务。
开发测试环境
快速搭建开发测试环境，提高 开发效率。
远程办公
提供远程访问虚拟桌面，实现 移动办公和远程协作。
02
虚拟化技术的发展历程
虚拟化技术的起源
虚拟化技术的起源可以追溯到上世纪 60年代，当时大型机为了提高资源 利用率和简化管理，开始采用虚拟化 技术。
数据库虚拟化
通过虚拟化技术将多个数据库整 合到一个共享的物理平台上，实 现数据的高可用性、可扩展性和
安全性。
服务器虚拟化
将多个应用程序或系统运行在同一 个物理服务器上，通过虚拟化技术 隔离各个系统，提高服务器的利用 率并降低能耗。
桌面虚拟化
通过虚拟化技术将桌面操作系统和 应用程序与物理硬件分离，用户可 以通过任何设备访问自己的虚拟桌 面。
虚拟化技术
通过软件技术将物理硬件资源（如服 务器、存储设备、网络等）虚拟化成 多个独立的虚拟资源，实现资源的共 享、动态管理和高效利用。
虚拟化技术分类
服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚 拟化等。
虚拟化技术的应用场景
01
02
03
04
企业数据中心
提高资源利用率，降低运营成 本，实现快速部署和灵活扩展
。
云计算
总结虚拟化技术的发展历程和应用情况
网络虚拟化
通过网络设备的虚拟化，实现网络的灵活配置和管理。
桌面虚拟化
通过将桌面操作系统和应用程序进行虚拟化，实现桌面的集中管理和远程访问。
对未来虚拟化技术的发展趋势进行展望
更广泛的虚拟化应用
随着云计算、大数据和人工智能等技术的不断发展，虚拟化技术的 应用范围将更加广泛，如应用于物联网、边缘计算等领域。
开发测试环境
快速搭建开发测试环境，提高 开发效率。
远程办公
提供远程访问虚拟桌面，实现 移动办公和远程协作。
02
虚拟化技术的发展历程
虚拟化技术的起源
虚拟化技术的起源可以追溯到上世纪 60年代，当时大型机为了提高资源 利用率和简化管理，开始采用虚拟化 技术。
数据库虚拟化
通过虚拟化技术将多个数据库整 合到一个共享的物理平台上，实 现数据的高可用性、可扩展性和
安全性。
服务器虚拟化
将多个应用程序或系统运行在同一 个物理服务器上，通过虚拟化技术 隔离各个系统，提高服务器的利用 率并降低能耗。
桌面虚拟化
通过虚拟化技术将桌面操作系统和 应用程序与物理硬件分离，用户可 以通过任何设备访问自己的虚拟桌 面。
虚拟化技术
通过软件技术将物理硬件资源（如服 务器、存储设备、网络等）虚拟化成 多个独立的虚拟资源，实现资源的共 享、动态管理和高效利用。
虚拟化技术分类
服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚 拟化等。
虚拟化技术的应用场景
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企业数据中心
提高资源利用率，降低运营成 本，实现快速部署和灵活扩展
。
云计算
总结虚拟化技术的发展历程和应用情况
网络虚拟化
通过网络设备的虚拟化，实现网络的灵活配置和管理。
桌面虚拟化
通过将桌面操作系统和应用程序进行虚拟化，实现桌面的集中管理和远程访问。
对未来虚拟化技术的发展趋势进行展望
更广泛的虚拟化应用
随着云计算、大数据和人工智能等技术的不断发展，虚拟化技术的 应用范围将更加广泛，如应用于物联网、边缘计算等领域。
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寄居架构（Hosted Architecture）
裸金属架构 (“Bare Metal” Architecture)
例如：GSX Server, VMware Server, Workstation 安装和运行应用程序
依赖于主机操作系统对设备的支持和 物力资源的管理
例如：ESX Server 依赖虚拟层内核 代理和帮助应用的服务控制台
虚拟化益处：动态负载均衡资源
利用虚拟机与硬件无关的特性的虚拟机迁移技术，按需分配资源
当VMM监测到某个计算节点的 负载过高时，可以在不中断业 务的情况下，将其迁移到其它 负载较轻的节点或者在节点内 通过重新分配计算资源
执行紧迫计算任务的虚拟机得 到更多的计算资源，保证关键 任务的响应能力
秘密▲
秘密▲
虚拟化技术的驱动力——管理和可用性的提升
App
OS 虚拟机
App
OS 虚拟机
故障
升级 维护
物理设备
虚拟机与物理服务器的隔离，使物理服务器的变化不波及虚拟机，简化了管理难度； 虚拟机间能够提供对上层透明灾难恢复机制，灾难恢复过程简单灵活，能显著提高系
统可用性；
秘密▲
数据中心整合案例
客户示例：领先的北美公共设施公司
运营效率 服务器重建和应用程序载入 时间从 20-40 小时缩短到 15-30 分钟 每年节省 10,000 工时
agenda
• 虚拟化技术概述 • 基本虚拟化技术 • 硬件对虚拟化的支持 • VMware虚拟化技术
秘密▲
虚拟化技术的关键组件——VMM组织架构
VMM又称为Hypervisor，负责为虚拟机统一分配CPU、内存和外设，调度虚拟资源；
VMM
Hardware
Stand-alone Hypervisor 模式
VMM直接运行在物理硬件 上，效率更高，但硬件兼容 性差。
VMM
Hardware Hybrid模式
前两种方式的综合，VMM直接运行在 物理硬件上，但驱动程序由Service OS 提供。
秘密▲
VMM组织架构举例——VMware产品虚拟化架构
整合之前
整合之后
服务器 存储 网络
1,000 台 270 TB DAS 3,000 个电缆/端口
80 台 140 TB SAN 和 NAS
300 个电缆/端口
设备
200 个服务器机架 400 个电源开关
10 个服务器机架 20 个电源开关
VMware 对其产生的影响
硬件成本节省 数据中心空间、电力和制冷 成本节省 70-80% 2 年节省 800 万美元
2019
VMware公司解决了 X86虚拟化问题，推 出了X86平台的虚拟 机软件，使虚拟化技 术开始走向普通用户。
2019
开源虚拟化技术 Xen推出，使虚 拟化技术的研究 和应用更加普及；
2019
Intel和AMD推出支 持虚拟化技术的处 理器和芯片组，实 现了硬件辅助虚拟 化技术；
秘密▲
服务器虚拟化的基础概念
用负载
秘密▲
虚拟化计算系统体系结构
传统计算系统 计算模式
虚拟化计算系统 计算模式
应用程序 操作系统
应用系统
操作 系统
应用系统
操作 系统
ห้องสมุดไป่ตู้
应用系统
操作 系统
应用系统
操作 系统
虚拟机管理器VMM
…
VMM
VMM VMM
单计算系统 虚拟化
多计算系统 虚拟化
8
虚拟技术: 四大特性
分区
隔离
秘密▲
在单一物理服务器上同时运行 多个虚拟机
APP
App
Guest OS1 Guest OS2
VMM
APP
APP
Guest OS1 Guest OS2
Service OS
APP
APP
Guest OS1 Guest OS2
Host OS
Hardware OS-Hosted 模式
VMM作为一个应用程 序运行在主机操作系统 上，兼容性好但效率低 。
秘密▲
虚拟化益处：系统自愈功能提升可靠性
实现经济高效、独立于硬件和操作系统的应用程序高可用性
系统服务器硬件故障时，可自 动重启虚拟机
消除在不同硬件上恢复操作系 统和应用程序安装所带来的困 难，其中任何物理服务器均可 作为虚拟服务器的恢复目标
减少硬件成本和维护成本
虚拟化益处：提升系统节能减排能力
封装
在同一服务器上的虚拟机之间 相互隔离
相对于硬件独立
整个虚拟机都保存在文件中，而且 可以通过移动和复制这些文件的方
式来移动和复制该虚拟机
无需修改即可在任何服务器上 运行虚拟机
秘密▲
虚拟化益处：实现资源最优利用
虚拟机
通过虚拟化进行服务器整合优势：
大大提高硬件利用率 增加系统的可管理性 简化服务器安装过程，节约时间50%~70% 减少10倍或更多的硬件购买需求，节约一半的购买和维护成本
X86平台虚拟化的三种方式
Ring 3
App
agenda
• 虚拟化技术概述 • 基本虚拟化技术 • 硬件对虚拟化的支持 • VMware虚拟化技术
认识虚拟化
应用程序
应用编程接口API
程序库
系统调用SysCall
操作系统
硬件
指令集合ISA
计算机系统
性能
高 LIB库仿真 操作系统虚拟化 半虚拟化 全虚拟化
低 指令仿真
秘密▲
Wine VServer Xen KVM/Vmware QEMU
虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同封装一个可迁移的虚拟机档案
文件中
虚拟化前
虚拟化后
未更改过的应用
未更改过的OS 虚拟硬件
• 软件必须与硬件相结合 • 每台机器只能 运行单一的操作系统 • 每个操作系统有一个或多个应用程序
负载（通常只有一个）
• 增加虚拟化层 • 裸金属架构 • 每台机器上有多个操作系统和多个应
与服务器管理硬件配合实现智能电源管理 优化虚拟机资源的实际运行位置，达到耗电最小化 可为运营商节省大量电力资源，减少供电成本，节能减排
秘密▲
休眠
秘密▲
虚拟化技术的驱动力——IT成本的消减
IDC统计的每用户年度花费
虚拟化技术能够显著提高硬件平台的利用率，节省50%以上的IT投资； 硬件服务器的减少同时能够节省机房电力、空间和制冷方面的投入；
秘密▲
虚拟化技术的历史
虚拟化技术将物理资源转化为便于切分 的资源池，符合云计算的基本条件；
虚拟化给资源以动态调配的能力，符合 云计算按需分配的要求；
资源池
Amazon采用虚拟化技术提供 云计算平台，取得了商业上的 成功，虚拟化技术成为云计算 的基石；
2019
1960‘s
IBM推出虚拟化技 术，提高了昂贵 的大型机的利用 率；