三种主要的虚拟化架构类型
IT基础架构的类型
IT基础架构的类型在信息技术（IT）领域，基础架构是指支持和运行计算机系统和网络的基本设施。
基础架构的选择和设计对于任何组织都至关重要，因为它直接影响到业务运营的稳定性、效率和安全性。
以下是几种常见的IT基础架构类型：1. 传统基础架构：传统基础架构通常是指组织内部搭建的硬件设施和软件环境。
它包括服务器、存储设备、网络设备以及相关的操作系统和应用程序。
传统基础架构需要大量的维护和管理工作，对硬件和软件的配置、更新和备份等都需要耗费一定的时间和成本。
2. 虚拟化基础架构：虚拟化基础架构是一种通过软件技术将物理硬件资源抽象为虚拟资源，并在其上运行多个虚拟机的技术。
这种基础架构有助于提高硬件资源的利用率、简化管理和部署，并提供高可用性和灵活性。
虚拟化基础架构可以降低硬件成本和能源消耗，并加快新系统部署的速度。
3. 云基础架构：云基础架构提供了一种基于云计算技术的灵活、可扩展的IT基础设施。
它基于虚拟化技术，将计算、存储和网络资源提供给用户，按需分配和付费。
云基础架构可以分为公有云、私有云和混合云等不同类型，用户可以根据自己的需求选择适合的部署方式。
云基础架构能够快速响应业务需求，提供高可用性和弹性扩展，并节省资源和成本。
4. 边缘计算基础架构：边缘计算基础架构是面向物联网（IoT）应用的一种新型基础架构。
它将计算、存储和网络资源放置在接近终端设备的边缘节点上，并通过边缘计算软件来管理和协调这些节点。
边缘计算基础架构可以提供低延迟、高带宽和隐私保护等优势，适用于对实时性要求较高的应用场景，如智能工厂、智能城市和自动驾驶等。
总结而言，IT基础架构的类型多种多样，不同的类型适用于不同的业务需求和技术场景。
组织需要根据自身的情况选择合适的基础架构类型，以提高运行效率、降低成本，并保障安全和可靠性。
在信息技术（IT）领域，基础架构是指支持和运行计算机系统和网络的基本设施。
无论是企业、政府机构还是个人用户，选择和设计适合自身需求的IT基础架构非常重要，因为它直接影响到业务运营的稳定性、效率和安全性。
云计算存储有哪几种类型
在云计算的领域离不开存储，那么云计算使用的存储包括三种类型：虚拟化的存储（虚拟化存储、非虚拟化存储、裸设备映射，一般用于虚拟化场景）和分布式存储（存储池和存储卷，一般用于私有云场景和虚拟化场景）、集中式传统存储（FC-SANIP-SANNAS，一般用于虚拟化和私有场景）。
虚拟化存储架构:虚拟磁盘：由存储池提供给虚拟机使用的磁盘，后缀名为VHD。
虚拟化存储：由SAN和NAS提供的存储空间，需要添加一层文件系统（VIMS）屏蔽底层差异，性能较差。
支持更多的虚拟化特性如迁移、快照等等。
有文件系统。
非虚拟化存储：由分布式存储提供的存储空间，没有添加文件系统，性能较好，无法支持一些高级虚拟化特性。
没有文件系统。
虚拟化存储和非虚拟化存储都是两种不同类型的数据存储，都可以给虚拟机使用。
区别：1、底层提供者不一样。
2、性能不一样。
3、特性不一样。
4、文件系统不一样。
总结：虚拟化存储：在存储空间上添加了一层文件系统，支持高级特性如迁移。
但是性能差。
非虚拟化存储：在存储空间上没有一层文件系统，无法支持高级特性如迁移，但是性能好。
集中式存储讲磁盘组成磁盘阵列，完成集中式的存储，并通过映射给主机使用。
1、通过奇偶校验算法（XOR）的方式保存数据，相同为0，不同为1。
2、RAID分类RAID0：读取数据快，但是没有数据保护机制。
RAID1：2块磁盘组成一个RAID组，性能一般，安全性较高，磁盘利用率不高。
RAID3：使用单独的磁盘做校验，磁盘利用率较高，读数据性能高，写时会产生抢占。
ARID5：将校验值放入整个阵列中，缓解了抢占问题。
读写性能一般。
至少要3块磁盘。
RAID10：组合RAID，性能提升较快。
RAID50：组合RAID，提供了存储的利用率。
磁盘阵列主要采用RAID技术来保护数据，还可以提供并行读写。
热备盘技术：将快要损坏的磁盘上的数据移动到热备盘进行数据保护。
传统存储网络类型：1、SAN存储区域网络：利用磁盘阵列、网络设备组成专业化的存储网络。
虚拟机与云计算架构
虚拟机与云计算架构随着科技的不断发展，云计算成为了当今IT行业的热门话题。
而虚拟机作为云计算的关键组成部分，也开始受到越来越多的关注。
本文将探讨虚拟机与云计算架构，并分析它们在现代科技发展中所起到的作用。
一、虚拟机的背景与定义在了解虚拟机与云计算架构之前，我们先来了解一下虚拟机的背景与定义。
虚拟机是一种将物理计算机划分为多个虚拟计算环境的技术。
通过虚拟机，可以在一台物理计算机上运行多个操作系统和应用程序，实现资源的共享和利用率的提高。
虚拟机的出现极大地改变了传统的计算模式。
传统上，一台物理计算机只能运行一个操作系统和一些相关的应用程序。
而虚拟机的出现，让一台物理计算机可以同时运行多个虚拟计算环境，大大提高了计算资源的利用效率。
二、虚拟机的种类与应用场景虚拟机可以分为三种类型：全虚拟化、半虚拟化和容器虚拟化。
全虚拟化是指虚拟机能够完全模拟一台物理计算机，每个虚拟机都具有独立的操作系统和资源。
半虚拟化是指虚拟机与物理计算机共享部分系统资源，但仍需要独立的操作系统。
容器虚拟化则是通过容器技术实现虚拟化，每个容器都运行在相同的操作系统上，共享操作系统和库文件。
虚拟机的应用场景非常广泛。
在企业服务器领域，虚拟机可以实现多个虚拟服务器运行在同一台物理服务器上，节省了硬件成本和能源消耗。
在软件开发领域，虚拟机可以提供一个统一的开发环境，方便团队协作和应用程序的部署。
在教育领域，虚拟机可以提供学习者一个安全的实验环境，同时节省硬件和维护成本。
三、云计算架构的概述云计算架构是虚拟机技术得以发展并实现应用的基础。
云计算架构由三个关键组成部分构成：前端设备、云计算中心和后端设备。
前端设备是用户接入云计算平台的终端设备，如手机、电脑等。
它们通过互联网等网络连接到云计算中心。
云计算中心是云计算架构的核心，包括大量的物理服务器、存储设备和网络设备。
它提供虚拟机和其他云计算服务，接收用户的请求并分配资源。
后端设备是云计算中心的支持设备，包括备份服务器、存储设备等。
操作系统虚拟化技术
操作系统虚拟化技术操作系统虚拟化技术是一种基于硬件虚拟化技术之上的软件层虚拟化技术，它允许在一个物理主机上运行多个隔离的虚拟操作系统实例。
这些虚拟操作系统实例具有独立的资源管理、独立的系统调用和独立的进程空间，彼此之间相互隔离，互不影响。
操作系统虚拟化技术主要包括以下几种：1.容器虚拟化（Container Virtualization）2.操作系统级虚拟化（OS-Level Virtualization）3.全虚拟化（Full Virtualization）4.硬件虚拟化（Hardware-Assisted Virtualization）二、容器虚拟化容器虚拟化是基于操作系统内核实现的轻量级虚拟化技术。
它通过内核隔离机制（如cgroups和namespaces）实现资源的隔离和分配。
容器之间共享宿主机的内核，因此启动速度快，资源消耗低。
容器虚拟化技术的主要代表有Docker、Kubernetes等。
三、操作系统级虚拟化操作系统级虚拟化技术是将一个操作系统的内核进行虚拟化，使得多个虚拟操作系统实例可以在一个物理主机上运行。
这些虚拟操作系统实例具有独立的系统调用和独立的进程空间，但共享物理机的内核和其他硬件资源。
操作系统级虚拟化技术的主要代表有OpenVZ、LXC等。
四、全虚拟化全虚拟化技术是在虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）的基础上实现的虚拟化技术。
VMM负责模拟硬件资源，并将这些资源提供给虚拟机。
全虚拟化技术可以支持不同类型的操作系统，但虚拟机之间的资源隔离程度较低，性能开销较大。
全虚拟化技术的主要代表有VMware、VirtualBox等。
五、硬件虚拟化硬件虚拟化技术是利用处理器和其他硬件设备的虚拟化支持，实现虚拟化的一种高效方法。
通过硬件虚拟化技术，虚拟机可以在不牺牲性能的前提下，实现对不同操作系统的支持。
硬件虚拟化技术的主要代表有Intel VT、AMD-V等。
三种主要的虚拟化架构类型
目前市场上各种x86 管理程序(hypervisor)的架构差异，三个最主要的架构类别包括：? I型：虚拟机直接运行在系统硬件上，创建硬件全仿真实例，被称为“裸机”。
? II型：虚拟机运行在传统上，同样创建的是硬件全仿真实例，被称为“托管”hypervisor。
? 容器：虚拟机运行在传统操作系统上，创建一个独立的虚拟化实例，指向底层托管操作系统，被称为“操作系统虚拟化”。
图1 三种主要的虚拟化架构类型上图显示了每种架构使用的高层“堆栈”，应当指出，在每种模型中，虚拟层是在不同层实现的，因此成本和效益都会不一样。
除了上面的架构类别外，知道hypervisor的基本元素也同样重要，它包括：? 虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，VMM)：它创建、管理和删除虚拟化硬件。
?半虚拟化(Paravirtualization)：修改软件，让它知道它运行在虚拟环境中，对于一个给定的hypervisor，这可能包括下面的一种或两种：- 内核半虚拟化：修改操作系统内核，要求客户机操作系统/hypervisor兼容性。
- 半虚拟化：修改客户机操作系统I/O驱动(、等)，如Vmware Tools，MS Integration Components。
操作系统虚拟化：容器在容器模型中，虚拟层是通过创建虚拟操作系统实例实现的，它再指向根操作系统的关键系统文件，如下图所示，这些指针驻留在操作系统容器受保护的中，提供低内存开销，因此虚拟化实例的密度很大，密度是容器架构相对于I型和II型架构的关键优势之一，每个虚拟机都要求一个完整的客户机操作系统实例。
图2 容器型虚拟化架构通过共享系统文件的优点，所有容器可能只基于根操作系统提供客户机，举一个简单的例子，一个基本的Windows Server 2003操作系统也可用于创建Windows Server 2003容器，同样，任何适用于根操作系统系统文件的补丁和更新，其子容器也会继承，提供了一个方便的维护方法。
CPU虚拟化技术
CPU全虚拟化、半虚拟化和硬件虚拟化技术陶菘我们在前面的文章中提到了虚拟化技术的大致分类情况，即分为全虚拟化、半虚拟化和硬件辅助虚拟化技术3大类别。
而我们虚拟化技术最主要的虚拟主体就是我们的硬件CPU、内存和IO，那么我们的CPU在全虚拟化模式下如何工作？在半虚拟化下如何工作？在硬件辅助虚拟化模式下如何工作？或着说细分下来，我们又可以分为CPU的全虚拟化技术、半虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术，内存的全虚拟化技术、半虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术以及IO设备的全虚拟化技术、半虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术。
本次我们就来说说CPU的全虚拟化技术、半虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术。
第一章、CPU全虚拟化技术不支持硬件辅助虚拟化技术的X86架构下的CPU有4个特权级(ring0--ring3)，操作系统是处于最高级别的ring0，应用程序处于最低级别的ring3。
在这种架构下实现CPU的全虚拟化是及其困难的，为什么困难？1、原先的OS运行在ring0层，拥有对所有硬件的全部特权级；2、虚拟化之后将OS运行在ring1层，OS就没有权限执行一些特权指令，怎么保证这些特权指令执行；3、在保证该OS虚拟机的特权指令执行的情况下，保证其他运行的OS虚拟机的安全；1、模拟仿真技术最先实现这种CPU全虚拟化技术的是Trap-and-emulation技术，即陷入模式和模拟仿真技术。
这种技术通过将OS需求的特权指令通过VMM自动捕获的方式运行后返回去OS。
当OS有特权指令产生时，VMM将其自动捕获，将OS所请求的特权指令进行截获，然后通过VMM运行之后将结果返回给OS层。
VMM会使用模拟仿真将特权指令模拟仿真的方式执行一边。
在虚拟化模式下，就存在着2中特殊的指令：特权指令和敏感指令。
那么什么是特权指令？什么是敏感指令？特权指令：系统中有一些操作和管理关键系统资源的指令，这些指令只有在最高特权级上能够正确运行。
如果在非最高特权级上运行，特权指令会引发一个异常，处理器会陷入到最高特权级，交由系统软件处理了。
如何选择桌面虚拟化 IDV和VDI优势对比
如何选择桌面虚拟化IDV和VDI优势对比将计算机的终端系统（也称桌面）进行虚拟化，通过任何设备、在任何地点、任何时间通过网络访问属于桌面系统，以达到桌面使用的安全性和灵活性，这便是桌面虚拟化。
如今，越来越多的企业、政府、学校等机构开始应用桌面虚拟化，以提升办公效率，降低运营成本。
那么，企事业单位在部署桌面虚拟化时，选用IDV架构好还是VDI架构好呢？01.桌面虚拟化市场的主要架构种类当今桌面虚拟化主要有两类架构，一类是传统主流的VDI（Virtual Desktop Infrastructure），即虚拟桌面基础架构；另外一类是近几年新兴的IDV （Intelligent Desktop VirtualizaTIon），即智能桌面虚拟化。
另有VOI（Virtual OS Infrastructure ）架构，虽然不完全采用虚拟桌面相关技术，但它满足了需要管理且体验效果好的局域网应用场景，在市场上也有比较高的占有率。
02.三种架构的特点03.VDI和IDV有哪些优缺点？移动性强。
不受地域限制，无论在哪里，桌面可以跟人走。
另外，支持多种终端，譬如平板、手机、PC机、笔记本电脑等。
符合现代云计算架构设计。
通过一台服务器虚拟若干个虚拟桌面实现服务器最大利用率，通过多台服务器集群化实现桌面用户可扩展性。
所有桌面数据全部存储在服务器上，服务器通常部署在数据中心。
集中管控。
一名管理员可以管控上千台云桌面。
发布桌面等复杂工作完全由机器去完成，管理员只需要下达指令即可；另外管理员可以控制桌面用户的外设接口，设置白名单或黑名单，甚至在网络畅通情况下，远程登录用户桌面解决问题。
数据安全性高。
用户端只是桌面图像接受端，而所有数据都会保存在云端。
VDI云计算基础架构有很多数。
存储虚拟化的实现
存储虚拟化的层次存储的虚拟化可以在三个不同的层面上实现：基于专用卷管理软件在主机服务器上实现，或者利用阵列控制器的固件在磁盘阵列上实现，或者利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。
而具体使用哪种方法来做，应根据实际需求来决定。
1、基于主机的虚拟化。
如果仅仅需要单个主机服务器（或单个集群）访问多个磁盘阵列，可以使用基于主机的存储虚拟化技术。
虚拟化的工作通过特定的软件在主机服务器上完成，经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。
这种虚拟化通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件来实现，最大优点是其久经考验的稳定性，以及对异构存储系统的开放性。
它与文件系统共同存在于主机上，便于二者的紧密结合以实现有效的存储容量管理。
卷和文件系统可以在不停机的情况下动态扩展或缩小。
2、基于存储设备的虚拟化。
当有多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列的时候，可以采用基于阵列控制器的虚拟化技术。
此时虚拟化的工作是在阵列控制器上完成，将一个阵列上的存储容量划分多个存储空间(LUN)，供不同的主机系统访问。
智能的阵列控制器提供数据块级别的整合，同时还提供一些附加的功能，例如：LUN Masking，缓存，即时快照、数据复制等。
配合使用不同的存储系统，这种基于存储设备的虚拟化模式可以实现性能的优化。
由于这种虚拟化不依赖于某个特定主机，能够支持异构的主机系统。
但是对于每个存储子系统而言，它又是个专用私有的方案，不能够跨越各个存储设备间的限制，无法打破设备间的不兼容性。
3、基于存储网络的虚拟化以上都是一对多的访问模式，而在现实的应用环境中，很多情况下是需要多对多的访问模式的，也就是说，多个主机服务器需要访问多个异构存储设备，目的是为了优化资源利用率――多个用户使用相同的资源，或者多个资源对多个进程提供服务，等等。
在这种情形下，存储虚拟化的的工作就一定要在存储网络上完成了。
这也是构造公共存储服务设施的前提条件。
而以上描述的两种虚拟化方法的优点都可以在存储网络虚拟化上同时体现，它支持数据中心级的存储管理以及异构的主机系统和存储系统。
云计算平台架构图
云计算平台架构图随着数字化转型的趋势不断加强，企业对云计算平台的需求呈现出爆炸性增长。
云计算平台以其超高的计算、网络和存储能力，成为企业追求高效率、低成本的首选。
而理解云计算平台的架构，可以帮助我们更好地利用这一强大的工具。
一般来说，云计算平台架构可以分为三个主要部分：基础设施层（IaaS）、平台层（PaaS）和软件层（SaaS）。
这三个部分构成了云计算平台的骨架，为企业提供稳定、高效的IT服务。
1、基础设施层（IaaS）基础设施层是云计算平台的最底层，主要提供计算、存储和网络等基础设施服务。
这一层通过虚拟化技术，可以将物理硬件资源转化为虚拟资源，供上层使用。
企业可以根据实际需求，动态地获取所需的计算、存储和网络资源，实现按需使用，灵活扩展。
2、平台层（PaaS）平台层位于基础设施层之上，主要为企业提供应用程序开发和部署所需的平台和工具。
这一层集成了数据库、消息队列、缓存等中间件，为上层应用提供稳定、高效的支持。
企业可以利用这一层提供的工具和平台，快速开发、测试和部署应用程序，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。
3、软件层（SaaS）软件层是云计算平台的最高层，主要为企业提供具体的软件应用和服务。
这些软件应用和服务包括但不限于客户关系管理（CRM）、企业资源规划（ERP）、数据分析等。
企业可以通过这一层，以低成本、高效率的方式获取所需的应用和服务，满足自身的业务需求。
以上就是云计算平台的基本架构。
可以看出，云计算平台是一个分层、模块化的结构，各层之间相互独立，互不影响。
这种架构使得企业可以根据自身的需求和特点，灵活地选择所需的服务和资源，实现按需使用，高效利用。
同时，云计算平台的可扩展性也非常强，企业可以根据业务的发展需求，随时增加或减少所需的资源和服务。
这种弹性的架构使得企业能够更好地应对市场变化和业务挑战。
云计算平台的开放性也是其重要特点。
通过开放的标准和接口，企业可以方便地集成第三方应用和服务，构建属于自己的云计算生态系统。
(2024年)服务器常用的三种虚拟化技术介绍
容器化应用程序。它提供了丰富的功能，包括服务发现、负载均衡、自
动扩缩容等。
03
其他工具
除了Docker和Kubernetes之外，还有一些其他的容器化工具和平台可
供选择，如Mesos、Swarm等。这些工具各有特点，可以根据实际需
求选择使用。
25
容器化技术在服务器领域应用案例分享
2024/3/26
20
实施过程中的关键问题与解决方案
关键问题
在实施半虚拟化技术时，可能会遇到性能瓶颈、兼容性差、安全性风险等问题。这些问题可能会影响虚拟化效果 和系统稳定性。
解决方案
针对性能瓶颈问题，可以通过优化虚拟机配置、提高硬件资源利用率等方式来解决；针对兼容性差问题，可以选 择兼容性更好的半虚拟化产品或者采用其他虚拟化技术；针对安全性风险问题，需要加强安全管理、完善安全策 略等措施来保障系统安全。
9
全虚拟化技术实施步骤与注意事项
实施步骤
1. 评估硬件资源和需求；
2. 选择合适的全虚拟化产品；
2024/3/26
10
全虚拟化技术实施步骤与注意事项
3. 搭建虚拟化平台；
5. 部署应用程序和服 务。
2024/3/26
4. 创建和管理虚拟机 ；
11
全虚拟化技术实施步骤与注意事项
注意事项
1. 确保硬件资源充足，满足虚拟化的性能需求；
2024/3/26
18
与全虚拟化技术比较分析
性能
半虚拟化技术在性能方面通常优 于全虚拟化技术，因为它能够减 少虚拟化开销，提高虚拟化效率
。
兼容性
全虚拟化技术具有更好的兼容性 ，因为它不需要修改客户机操作 系统，而半虚拟化技术需要对客 户机操作系统进行修改才能实现
云计算的基础技术与架构
云计算的基础技术与架构随着时代的进步和技术的不断发展，越来越多的企业和机构开始采用云计算作为其信息技术基础设施的重要组成部分。
云计算的出现，为企业节省了大量的IT投资和运维成本，同时也为企业提供了更高效、更方便的信息化服务。
那么，云计算的基础技术和架构究竟是什么呢？一、虚拟化技术第一个需要提及的云计算基础技术就是虚拟化技术。
虚拟化技术指的是将一台物理机器划分为多个独立的虚拟机，从而使得一台物理机器可以同时运行多个完全独立的操作系统和应用程序。
这种技术的应用，可以让物理服务器的资源得到充分的利用，并且可以更好地实现资源的灵活分配和动态扩容。
虚拟化技术是云计算的核心技术之一，而开源虚拟化工具如VMware、KVM、Xen等，更是成为了云计算虚拟化的主流技术。
二、分布式系统技术另一个云计算的基础技术就是分布式系统技术。
随着虚拟化技术的广泛采用，云计算系统的规模越来越大、越来越复杂，传统的集中式计算架构已经不再满足云计算的需求。
分布式系统技术通过在网络中同时传输多个任务，从而使得计算能力得到有效的共享和利用，同时还可以提供更好的容错和扩展性。
而Apache、Zookeeper、Hadoop等开源分布式系统软件，已经成为了云计算系统的重要支持技术和平台。
三、云存储技术除了虚拟化和分布式系统技术外，云存储技术也是云计算的重要基础技术之一。
云存储技术是一种可以对大量数据进行快速、有效的存储和检索的技术。
这种技术可以通过多个地点提供数据冗余备份、一致性和可扩展性，并使得数据具备高可用性和安全性。
常见的云存储技术包括Amazon S3、Google Cloud Storage、OpenStack Swift等等。
四、云安全技术在云计算中，安全性是一个非常重要的问题。
云安全技术是保障云服务器平台中的数据、用户访问安全以及硬件和虚拟化平台的安全性的一种技术。
其中，云安全技术主要包括数据加密和认证、审计和监控、安全升级和更新、人员访问控制等技术手段。
教你分清IDV-VDI-VOI-TCI 桌面虚拟化
教你分清IDV、VDI、VOI、TCI 桌面虚拟化云桌面技术作为云计算虚拟化技术的一种方式，因与传统PC相比的巨大优势，越来越受到广泛关注。
得益于其具有的灵活性、安全性等特点大大的简化了运维人员对于终端设备的运维工作，同时也让用户可以不在局限于设备、地点、时间，随时随地都可以通过网络访问自己的桌面系统了。
因此越来越多的企业、政府、学校等机构开始应用桌面虚拟化，以提升办公效率，降低运营成本。
当今桌面虚拟化主要有两类架构，一类是传统主流的VDI（Virtual Desktop Infrastructure），即虚拟桌面基础架构；另外一类是近几年新兴的IDV（ Intelligent Desktop Virtualization），即智能桌面虚拟化。
另有VOI（Virtual OS Infrastructure ）架构及2020年，英特尔推出的透明终端架构 TCI （Transparent Client Infrastructure）。
但是，大部分人并不知道他们的区别在哪里，在有云桌面需求时就不知道怎么选择？下面就带大家详细介绍下这四种类型云桌面的区别。
VDI（虚拟桌面基础架构）VDI是采用集中计算、集中存储的虚拟桌面基础架构。
其架构是所有计算资源都基于服务器，所有运算都在服务器上，前端只需要瘦终端通过网络连接服务器上虚拟桌面在显示器上显示，每一个用户是一个独立的操作系统，在逻辑上完全隔开。
VDI架构VDI让大规模的虚拟桌面得以高度集中化的管理，让每个人的电脑运行在自己看不到的地方，在资源按需分配、移动设备访问、集中管理控制、服务器架构设计、数据安全性等方面都具有很大优势。
但是由于该构架要求所有桌面虚拟机集中在服务端运行，受到硬件工艺和网络传输的限制，造成性能、成本、兼容性等诸多问题，比如，过度依赖网络环境，断网后就无法连接云桌面；集中存储运算的特点决定了需要配置高性能的服务器，投资成本较高。
IDV（智能桌面虚拟化）针对VDI的先天缺陷，Intel提出了IDV概念----智能桌面虚拟化，采用集中存储、分布运算的构架。
AWS、Vmvare和Openstack三种云架构对比，如何选择？
AWS、Vmvare和Openstack三种云架构对比，如何选择？展开全文云计算服务既然是一种通过网络提供的自动化服务，其架构就和传统IT有很大的区别。
下面我们来讨论云计算的架构，从中我们可以看到为什么云计算架构是支持互联网+转型的唯一IT架构选择。
什么是架构？要了解云计算架构，首先我们要对架构有个清晰准确的理解。
架构有两个层面的涵义。
一个是静态层面的，主要是勾画系统边界、结构、组成的组件以及组件之间的关联关系；另一个是动态层面，主要是规范组件的行为以及组件之间的交互协议。
根据一个IT系统的架构，可以界定该系统的功能特性和一些非功能特性。
例如：一个邮箱系统，它的功能可以是收、发邮件；非功能特性则包括安全措施（认证、加密等）以及响应时间、吞吐率等。
架构设计要考虑不断变化和恒久不变的两方面。
一个有长久生命力的系统都有一个设计高明的架构，其精髓在于架构能支持系统功能的变化、发展、演化，允许系统功能的不断变化，也就是架构必须提供灵活性；而系统对易用性、安全性、稳定性和性能却应该是恒久不变，因此IT架构的设计必须强调非功能特性，其中开放性、可扩展性、可移植性、可维护性、灵活性、安全性、性能（响应时间、吞吐率、并发数等）最为重要。
云计算架构尤其强调灵活性、扩展性和易用性。
云计算架构的特点要了解云计算架构，最直接的方法是了解目前流行的主要云计算提供商的平台架构。
下面我们通过了解公云提供商的典型代表—亚马逊AWS的架构，以及在企业私云占垄断地位的VMWware，还有在互联网企业主流使用的OpenStack架构来深入了解云计算的架构。
公云–亚马逊AWS 架构在2000年前后，以IBM、微软、HP为首的企业IT龙头提出了面向服务的架构（SOA）的理念。
SOA架构核心是松耦合，系统由服务组件组成，每个服务组件提供一个专门的服务功能，各服务的功能通过标准服务接口向外提供。
SOA架构和传统应用架构有很大区别。
传统应用架构组件之间耦合度高，组件之间没有标准的接口，使得应用的扩展、维护非常不方便，不能支持业务的发展。
《云计算虚拟化技术与应用》课后习题
习题1一、选择题（1）（多项选择）虚拟化常见的类型有。
（A）服务器虚拟化（B）桌面虚拟化（C）存储虚拟化（D）网络虚拟化以及应用虚拟化（2）（多项选择）传统IT系统基础架构经过多年的发展，普遍面临以下哪些突出问题？（A）硬件资源利用率低和资源紧张并存（B）IT资源部署周期长，难以快速满足业务需求（C）机房空间、电力供应紧张（D）资源全局共享，系统整体可用性高（3）（多项选择）虚拟基础架构包括以下哪些组件？（A）裸机管理程序（B）虚拟基础架构服务（C）IT资源管理集中化（D）若干自动化解决方案二、简答题（1）简述传统IT基础架构模式及其存在的突出问题。
（2）简述什么是虚拟基础架构模式，该模式所包含的主要组件以及系统采用该模式的理由。
习题2一、选择题（1）（多项选择）服务器虚拟化通常包括以下哪些架构模型？（A）宿主模型（OS-Hosted VMM）（B）原生架构模型（Hypervisor VMM）（C）混合模型（Hybrid VMM）（D）CPU虚拟机模型（2）（多项选择）x86体系架构上服务器虚拟化是指对哪些硬件资源的虚拟化？（A）CPU（B）内存（C）网络（D）设备与I/O（3）（多项选择）x86体系架构上，下列哪些方法是针对CPU特权指令的虚拟化？（A）基于模拟执行的CPU虚拟化技术（B）基于操作系统辅助的CPU虚拟化技术（C）基于硬件辅助的CPU虚拟化技术（D）基于软件辅助的CPU虚拟化技术（4）（多项选择）x86体系架构上，下列哪些是主流的设备和I/O虚拟化实现方式？（A）全设备模拟（B）半虚拟化（C）软件辅助虚拟化（D）硬件辅助虚拟化（5）（多项选择）x86体系架构上，下列哪些是存储虚拟化的特性？（A）异构存储设备整合（B）简化存储管理（C）高可靠性（D）提高资源利用率、绿色存储二、简答题本书提到的主流虚拟化技术有哪些？简述它们各自的特点。
一、选择题（多项选择）在ESXi平台的虚拟机中安装操作系统可以采用哪些方法？（A）ISO镜像文件安装（B）模板文件安装（C）网络自动安装（D）U盘安装二、简答题在ESXi主机上创建虚拟机过程中，在“创建磁盘”的步骤中有三种磁盘置备选项“厚置备延迟置零”“厚置备置零”“Thin Provision”（精简置备），请问这几种置备模式的区别是什么？三、计算题云计算虚拟化技术可以将一个物理CPU内核虚拟化为16个虚拟化CPU内核。
浅谈三种服务器虚拟化技术的实现
浅谈三种服务器虚拟化技术的实现服务器虚拟化技术是指将一台物理服务器分割成多个虚拟服务器的过程。
这样可以最大程度地利用服务器资源，提高服务器的利用率和效率。
目前市场上主要有三种广泛应用的服务器虚拟化技术，分别为全虚拟化、半虚拟化和容器化。
下面将对这三种技术进行详细介绍。
1.全虚拟化技术：全虚拟化技术是一种将物理服务器完全抽象化的方式，虚拟机监控程序（Hypervisor）在硬件上运行，负责管理和分配硬件资源给虚拟机，并提供虚拟机的隔离和互相配合。
全虚拟化技术要求客户机操作系统能够直接运行在虚拟硬件上，不需要对操作系统进行任何修改。
常见的全虚拟化技术有VMware ESXi、Microsoft Hyper-V和KVM等。
全虚拟化技术的实现利用了Hypervisor将硬件资源（如CPU、内存、硬盘、网络等）进行抽象化，并在其上创建多个虚拟机。
每个虚拟机都具有自己独立的操作系统和应用软件，可以独立运行，互不干扰。
Hypervisor负责虚拟机的资源调度和隔离，确保虚拟机之间的互相独立性。
全虚拟化技术的优点是能够在不同的虚拟机之间提供高度隔离，适用于多种操作系统和应用程序的部署。
2.半虚拟化技术：半虚拟化技术是一种介于全虚拟化和容器化之间的技术。
与全虚拟化技术不同，半虚拟化技术需要对客户机操作系统进行修改以适应虚拟化环境。
在半虚拟化中，客户机操作系统和Hypervisor之间通信，共同管理和分配硬件资源。
常见的半虚拟化技术有Xen和Parallels Virtuozzo等。
半虚拟化技术的实现通过修改客户机操作系统的内核，使其能够理解和响应Hypervisor的指令。
这种修改让客户机操作系统能够与Hypervisor协同工作，提高系统性能和资源利用率。
与全虚拟化技术相比，半虚拟化技术的主要优点是更高的性能和更低的开销，但是它对操作系统的支持有一定的限制。
3.容器化技术：容器化技术是一种基于操作系统层面的虚拟化技术，它通过隔离操作系统资源来运行多个容器。
网络虚拟化技术实验报告总结
网络虚拟化技术实验报告总结
虚拟化架构分析
从虚拟以化的实现方式来看，虚拟化架构主要要有两种形式:宿
主架构和裸中的虚拟机作为主机操作系统的一个进程来调度和管理，直接运行在物理硬金属架构。
在宿主架构中生机操作系统它是以heres，也是作为裸金属架棵金属架构下则不存在主件之上，即使是
有类类似主机操什作系统的父分区或1; Domain构下的虚拟机存在的。
宿主架构通常常用于个人PC上的虚拟化，如Virtual Box, Qemu等，而裸金属Windows Virtual PC，Val ware Workstation,如文中提及的4种虚拟化技术。
架构通常用于服务器的虚拟化。
ESX的虚拟化架构
ESX是VIware,的企业级虚拟化化产品，2001年开始发布ESX，
到20XX年2月发布ESX. Update ESX服务器启动时，首先启动Limux Kernel,通过这个操作系系统加载虚拟化组件，最重要的是ESX的的Hypervisor Kernel作为会从Linux Kernel完全接管对硬件的控制权，而该Linux e,实现本地的一些管Meme的首个虚拟机，用于承载ESX的servicConsoe,工件资源，但是不同类型的。
企业虚拟化架构
企业虚拟化平台设计要点—网络使用及划分原则
2. 分布式交换机 （ 2 ）业务域
企业虚拟化平台设计要点— vSwitch 划分
内 容
基础架构规划设计
• 虚拟化架构拓扑 • 虚拟化网络规划设计 • 虚拟化存储规划设计 • 虚拟化集群规划设计 • 虚拟化资源池规划设计 • 虚拟机部署原则 • 虚拟化基础组件规划设计 • 虚拟化平台监控管理
双活集群设计原则— HA 集群 VM 选项策略
1. HA 集群 默认 的主机 隔离 响应策略为：保 持打开电 源
2. HA 集群 默认 的 VM 重新启 动 优先 级策略为：中等 VM 启 动 优先 级：高
定 义 原则： 主机 角色 为 DB or 属于金牌计 算 资源池的 VM & DC 域控 制 器
目标架构详细设计 - 存储
采用 VNX7500 结合 vPlex 实现两数据中心本地和双活的存储 空间资源及 IO 资源交付 端到端存储网络冗余组件规划及多路径配置，采用 RR 方式 存储交付按照 SLA 规范需求分级，分别分为基于 vPlex 双活 存储资源和传统存储资源的金牌、银牌、铜牌 3 级存储资源 池，满足个业务服务器的存储需求，并实现 VM 的标准交付 模板 每个 Blade （ ESXI ）分配 4 块 HBA 卡以提高带宽冗余（每 条链路 4Gb 带宽） Datastore 及 RDM 均设置为 RR 多路径策略 涉及 RDM 的 VM 采用虚拟非独立模式，设置为 RR 多路径策 略 RDM 命名与 VNX3 命名一致
低
ISO 与模板使用单独 LUN 去存储 推荐：尽量使所有虚拟机资源按对存储性能需求的不同，均衡分 布至不同的 DataStore 上
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目前市场上各种x86 管理程序(hypervisor)的架构差异，三个最主要的架构类别包括：
• I型：虚拟机直接运行在系统硬件上，创建硬件全仿真实例，被称为“裸机”。
• II型：虚拟机运行在传统操作系统上，同样创建的是硬件全仿真实例，被称为“托管”hypervisor。
• 容器：虚拟机运行在传统操作系统上，创建一个独立的虚拟化实例，指向底层托管操作系统，被称为“操作系统虚拟化”。
图1 三种主要的虚拟化架构类型
上图显示了每种架构使用的高层软件“堆栈”，应当指出，在每种模型中，虚拟层是在不同层实现的，因此成本和效益都会不一样。
除了上面的架构类别外，知道hypervisor的基本元素也同样重要，它包括：
• 虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，VMM)：它创建、管理和删除虚拟化硬件。
•半虚拟化(Paravirtualization)：修改软件，让它知道它运行在虚拟环境中，对于一个给定的hypervisor，这可能包括下面的一种或两种：
- 内核半虚拟化：修改操作系统内核，要求客户机操作系统/hypervisor兼容性。
- 驱动半虚拟化：修改客户机操作系统I/O驱动(网络、存储等)，如Vmware Tools，MS Integration Components。
操作系统虚拟化：容器
在容器模型中，虚拟层是通过创建虚拟操作系统实例实现的，它再指向根操作系统的关键系统文件，如下图所示，这些指针驻留在操作系统容器受保护的内存中，提供低内存开销，因此虚拟化实例的密度很大，密度是容器架构相对于I型和II型架构的关键优势之一，每个虚拟机都要求一个完整的客户机操作系统实例。
图2 容器型虚拟化架构
通过共享系统文件的优点，所有容器可能只基于根操作系统提供客户机，举一个简单的例子，一个基本的Windows Server 2003操作系统也可用于创建Windows Server 2003容器，同样，任何适用于根操作系统系统文件的补丁和更新，其子容器也会继承，提供了一个方便的维护方法。
但这也可能会造成损害，根操作系统收到破坏，客户机也会跟着被破坏。
在容器内，用户可以使用特定应用程序，热修复(但不是服务包)和操作系统服务组件自定义客户机实例，对那些在多数客户机容器中会使用到的服务或应用程序，它们所需要的功能应该安装到根操作系统中，在客户机实例中使用类似于模板的方法自动获得这些功能。
在大多数情况下，容器的数量仅受宿主操作系统可用资源的限制，每个客户机可能被配置为根操作系统限制的最大硬件资源，这些可扩展的特性与客户机管理的易用性，使容器方法成为需要高虚拟机密度的应用程序很有实力的候选者，如虚拟桌面。
Parallels Virtuozzo容器是当今业界领先的操作系统虚拟化产品，除了上述功能外，Virtuozzo提供了高可用和跨物理主机迁移客户机的功能(假设根操作系统和补丁级别相同)，架构上，Virtuozzo实现了一个专有的内核服务抽象层(Kernal Service Abstract Layer，KSAL)，保护宿主操作系统文件，在可写入文件系统上保存一份安全的副本，使单独修改客户机成为可能。
与混合hypervisor(本文后面会有介绍)中的父分区类似，第一个虚拟实例是一个简单的管理容器，它提供虚拟机监视功能。
在Parallels Virtuozzo容器的最新版本4.5中，包括在Hyper-V中嵌入Virtuozzo的支持，两者都在父分区中。
图3 Hyper-V中嵌入Virtuozzo容器
这种实现方式虽然复杂，但它展示了Virtuozzo架构的灵活性，提供高虚拟机密度，有关Parallels Virtuozzo容器的更多信息，请参考其网站(/products/pvc45/)。
II型hypervisor
II型或托管型hypervisor通过一个软件层在现有操作系统上实现硬件虚拟化，与容器架构不一样，II 型客户机提供了一个完整的、独立的、无依赖的客户机操作系统副本，通常利用半虚拟化驱动网络和I/O 提高客户机性能。
但由于虚拟化功能必须通过宿主操作系统，客户机的性能大大低于裸机hypervisor。
此外，还有一些高可用和企业管理功能。
由于这些原因，II型hypervisor最常用于开发/测试或桌面类应用程序。
流行的II型hypervisor包括Vmware Workstation，Sun VirtualBox和Microsoft Virtual Server R2，它们的功能都差不多，因为它们都不能胜任企业级工作量，因为后面我也不打算继续介绍它们。
I型hypervisor
I型或裸机hypervisor包括当今主流的企业级虚拟化产品，该类hypervisor直接运行在系统硬件上，提供了更好的客户机性能。
通过处理器虚拟化扩展增强，包括英特尔VT和AMD-V技术，I型hypervisor 甚至可以超越裸机操作系统性能。
使用这一类hypervisor，有几个子类型有必要详细介绍：
• 独立型：VMware vSphere
• 混合型：Microsoft Hyper-V，Citrix XenServer和Sun xVM
• KVM：Linux KVM
I型独立型：VMware vSphere
在一个独立型hypervisor中，所有硬件虚拟化和虚拟机监视器(VMM)功能由一个单一的，紧密集成的代码集提供，这种架构与Vmware vSphere和前几代ESX hypervisor的结构是相同的。
下图是Vmware vSphere 4.0(也称为ESX 4)的架构概述图，与一般看法相反，Vmware不是基于Linux的hypervisor，相反，ESX是由一个高度复杂的操作系统VMKernel组成的，并取得了专利权，提供所有虚拟机监控和硬件虚拟化功能。
ESX完整版提供了一个基于Linux的服务控制台，但ESXi不包含此服务控制台。
图4 VmwarevSphere 4.0架构
通常这种模式被称为“胖”或“瘦”hypervisor，但这种说法并不准确，虽然ESX架构经过长期发展变得更加复杂了，但Vmware在hypervisor性能和功能方面一直保持领先的行业地位，最近实现了处理器虚拟化扩展进一步巩固了领导地位。
Vmware在客户机内需要网络和I/O驱动半虚拟化，这些驱动通常包含在Vmware Tools中。
I型混合型：Citrix XenServer，Microsoft Hyper-V和OracleVM
混合I型架构包括一个软件模型，一个“瘦”hypervisor联合一个父分区提供硬件虚拟化，它提供了虚拟机监视功能，这类模型主要包括微软的Hyper-V和基于Xen的hypervisor，如Citrix XenServer和OracleVM。
图5 I型混合型hypervisor
父分区也叫做Dom0，它通常是一个运行在本地的完整操作系统虚拟机，并具有根权限，例如，开启Xen在Novell SUSE Linux Enterprise Server(SLES)上执行的Dom0将作为一个完整的SLES实例执行，提供虚拟机(VM)创建、修改、删除和其它类似配置任务的管理层，系统启动时，开启Xen的内核载入父分区，以VMM权限运行，作为VM管理的接口，管理I/O堆栈。
与Vmware类似，所有混合型产品都为客户机提供了半虚拟化驱动，从而提高网络和I/O性能，不实现半虚拟化驱动的客户机必须遍历父分区的I/O堆栈，因此客户机的性能会下降。
操作系统半虚拟化技术正变得越来越流行，以达到最佳的客户机性能，并改进跨hypervisor的互操作性。
例如，Microsoft Hyper-V/Windows Server 2008 R2为Windows Server 2008和SUSE Enterprise Linux客户机提供完整的操作系统半虚拟化支持。
虽然操作系统半虚拟化是操作系统发展的一种趋势，但应当指出的是操作系统半虚拟化目前还不是混合模型的一个要求，部分供应商，如VirtualIron(Sun/Oracle)，的目标是SMB级负载，使用全硬件虚拟化实现可接受的客户机性能。
混合型架构起源于Xen项目，在性价比方面有很多供应商可供选择，这都得益于开源社区(Xen)的贡献，它能够很好地适应半虚拟化操作系统的未来发展。
I型组合型：基于Linux的内核虚拟机(KVM)
基于Linux的内核虚拟机(KVM)hypervisor模型提供了一个独一无二的I型架构，它不是在裸机上执行hypervisor，KVM利用开源Linux(包括RHEL，SUSE，Ubuntu等)作为基础操作系统，提供一个集成到内核的模块(叫做KVM)实现硬件虚拟化，KVM模块在用户模式下执行(与独立型和混合型hypervisor不一样，它们都运行在内核/根模式下)，但可以让虚拟机在内核级权限使用一个新的指令执行上下文，叫做客户机模式。
图6 I型组合型架构
KVM使用一个经过修改的开源QEMU硬件仿真包提供完整的硬件虚拟化，这意味着客户机操作系统不需要操作系统半虚拟化，与Vmware类似，Linux KVM充分利用VirtIO作为实现IO半虚拟化的框架，它利用内置在内核/QEMU中的用户模式VirtIO驱动增强性能。
KVM现在已经成为很多Linux发行版的标准模块，包括但不限于Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server，以及桌面类Linux，如Ubuntu，KVM现在已经成为一个流行的hypervisor。