虚拟化技术培训教材
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costs…”
Quotes from: The Future of Server Virtualization, T. Bittman, Gartner* Research Note, July 2003.
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虚拟化技术简介
虚拟化技术成为互联网的继“云计算”的又一个 热门技术，影响IT领域的各个方面。而从广义上 理解，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的 基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可 以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。
– 強大的安全和故障隔 离
– 虚拟机是独立于硬件 的, 它们能在任何硬件 上运行
硬件分区技术
1. 特征
– 将硬件资源被划分成数个分区， 每个分区享有独立的CPU、内 存，并安装独立的操作系统。
2. 缺点
– 缺乏很好的灵活性，不能对资 源做出有效调配。
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虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)
虚拟化技术
——计网0931
Fra Baidu bibliotek
什么是虚拟化技术？
1. 虚拟就是没用的、不可用的？ 2. 虚拟就是假的不存在的意思？
当然都不是
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那到底什么虚拟化技术呢？ 对于它的定义"百度知道" 是这么介绍的：
虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通 常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实 的基础上运行。
– 虚拟硬件、翻译代码要消耗大量资源，性能损耗大
4. 代表产品：
– VMware系列、微软Virtual PC/Server系列
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准虚拟机技术(Para-
Virtualizion)
1. 特点：
– 修改操作系统的内核，加入一个Xen Hypervisor层。 它允许安装在同一硬件设备上的多个系统可以同时启 动，由Xen Hypervisor来进行资源调配。
1. 特征：
– 在Host系统上加装Virtual Machine Monitor，虚拟层 作为应用级别的软件而存在，不涉及操作系统内核。
– 虚拟层会给每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备，在 其上安装Guest操作系统。
2. 优点:
– 能在一个节点上安装多个不同类型的操作系统,更适合 实验室环境
3. 缺点:
全球最过剩的资源是计算资源，计 算机利用率严重不足，全球计算资 源的平均利用率仅为9％。
—计算机调查研究
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9-9-1原则
91
9
90%的服务器
CPU占用率低于10%
90%的时间
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简介
1. 虚拟化介绍 2. 常见的虚拟化技术 3. 常见的虚拟化产品介绍 4. 总结
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操作系统虚拟化
1. 特点：
– 一个单一的节点运行着唯一的操作系统实例。通过在 这个系统上加装虚拟化平台，可以将系统划分成多个 独立隔离的容器，每个容器是一个虚拟的操作系统， 被称为虚拟环境(即VE，Virtual Environment)，也被 称为虚拟专用服务器(即VPS，Virtual Private Server)。
有一种技术！
“截止2008年，不能充分利用虚拟化技术的企业将会多支付40%的 采购成本和20%左右的管理成本。” ——《服务器虚拟化的未来》，Gartner
Performance
“Virtualization technologies will increase the ability to effectively consolidate to larger servers. …Virtualization technologies will also make distributed small servers easier to manage, re-provision and use efficiently.”
虚拟化的优势
1. 虚拟化前
– 每台主机一个操作系 统
– 软件硬件紧密地结合 – 在同一主机上运行多
个应用程序通常会遭 遇沖突 – 系统的资源利用率低 – 硬件成本高昂而且不 够灵活
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1. 虚拟化后
– 打破了操作系统和硬 件的互相倚賴
– 通过封装到到虚拟机 的技术, 管理操作系统 和应用程序为单一的 个体
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虚拟化技术简介
应用程序
应用程序 操作系统 虚拟硬件
应用程序 操作系统 虚拟硬件
应用程序 操作系统 虚拟硬件
操作系统 硬件层
虚拟软件层 硬件层
传统架构
虚拟化架构
将一台服务器当做N台服务器来使用
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虚拟化的关键特征
分区
❖ 在一个物理机上运行多 个OS
❖ 更充分利用服务器资源
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目前的IT设备应用现状
《报告》显示，通过政府网站发布 公告、新闻、政策等信息比例超过 60%的网站，仅占全部政府网站的 44.5%，发布比例低于20%的网站占 全部政府网站的21.7%，政府网站的 利用率不足50％。
—国务院信息化工作办公室
尽管我们需要越来越多数量及功能 强大的计算机，可是我们却不得不 承认，现有的计算机资源利用率是 非常低的。且不说机器在晚上基本 上是闲置，就是工作的时间里，我 们的计算机的资源利用率也是非常 低的
❖ 支持高可用——分区之 间可以组建集群（负载 均衡、双机容错）
隔离
❖ 从硬件层面隔离系统故 障和安全威胁
❖ 在虚拟机之间动态的分 配CPU、内存等系统资 源
❖ 保证服务可用
封装
❖ 将虚拟机封装成与硬件配置 无关的文件
❖ 随时对虚拟机进行快照
❖ 通过简单的文件拷贝对虚拟 机进行迁徙
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– 性能稍有提高，但并不十分显著。
2. 发展：
– 为提高性能，Intel和AMD分别开发了VT和Pacifica虚 拟技术，将虚拟指令加入到了CPU中。使用了CPU支 持的硬件虚拟技术，将不再需要修改操作系统内核， 而是由CPU指令集进行相应的转换操作。
3. 代表产品：
– XenServer
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Cost
“Enterprises that do not leverage
virtualization will pay up to 40 percent more in acquisition costs by 2008, and roughly 20 percent more in administrative
Quotes from: The Future of Server Virtualization, T. Bittman, Gartner* Research Note, July 2003.
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虚拟化技术简介
虚拟化技术成为互联网的继“云计算”的又一个 热门技术，影响IT领域的各个方面。而从广义上 理解，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的 基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可 以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。
– 強大的安全和故障隔 离
– 虚拟机是独立于硬件 的, 它们能在任何硬件 上运行
硬件分区技术
1. 特征
– 将硬件资源被划分成数个分区， 每个分区享有独立的CPU、内 存，并安装独立的操作系统。
2. 缺点
– 缺乏很好的灵活性，不能对资 源做出有效调配。
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虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)
虚拟化技术
——计网0931
Fra Baidu bibliotek
什么是虚拟化技术？
1. 虚拟就是没用的、不可用的？ 2. 虚拟就是假的不存在的意思？
当然都不是
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那到底什么虚拟化技术呢？ 对于它的定义"百度知道" 是这么介绍的：
虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通 常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实 的基础上运行。
– 虚拟硬件、翻译代码要消耗大量资源，性能损耗大
4. 代表产品：
– VMware系列、微软Virtual PC/Server系列
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准虚拟机技术(Para-
Virtualizion)
1. 特点：
– 修改操作系统的内核，加入一个Xen Hypervisor层。 它允许安装在同一硬件设备上的多个系统可以同时启 动，由Xen Hypervisor来进行资源调配。
1. 特征：
– 在Host系统上加装Virtual Machine Monitor，虚拟层 作为应用级别的软件而存在，不涉及操作系统内核。
– 虚拟层会给每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备，在 其上安装Guest操作系统。
2. 优点:
– 能在一个节点上安装多个不同类型的操作系统,更适合 实验室环境
3. 缺点:
全球最过剩的资源是计算资源，计 算机利用率严重不足，全球计算资 源的平均利用率仅为9％。
—计算机调查研究
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9-9-1原则
91
9
90%的服务器
CPU占用率低于10%
90%的时间
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简介
1. 虚拟化介绍 2. 常见的虚拟化技术 3. 常见的虚拟化产品介绍 4. 总结
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操作系统虚拟化
1. 特点：
– 一个单一的节点运行着唯一的操作系统实例。通过在 这个系统上加装虚拟化平台，可以将系统划分成多个 独立隔离的容器，每个容器是一个虚拟的操作系统， 被称为虚拟环境(即VE，Virtual Environment)，也被 称为虚拟专用服务器(即VPS，Virtual Private Server)。
有一种技术！
“截止2008年，不能充分利用虚拟化技术的企业将会多支付40%的 采购成本和20%左右的管理成本。” ——《服务器虚拟化的未来》，Gartner
Performance
“Virtualization technologies will increase the ability to effectively consolidate to larger servers. …Virtualization technologies will also make distributed small servers easier to manage, re-provision and use efficiently.”
虚拟化的优势
1. 虚拟化前
– 每台主机一个操作系 统
– 软件硬件紧密地结合 – 在同一主机上运行多
个应用程序通常会遭 遇沖突 – 系统的资源利用率低 – 硬件成本高昂而且不 够灵活
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1. 虚拟化后
– 打破了操作系统和硬 件的互相倚賴
– 通过封装到到虚拟机 的技术, 管理操作系统 和应用程序为单一的 个体
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虚拟化技术简介
应用程序
应用程序 操作系统 虚拟硬件
应用程序 操作系统 虚拟硬件
应用程序 操作系统 虚拟硬件
操作系统 硬件层
虚拟软件层 硬件层
传统架构
虚拟化架构
将一台服务器当做N台服务器来使用
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虚拟化的关键特征
分区
❖ 在一个物理机上运行多 个OS
❖ 更充分利用服务器资源
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目前的IT设备应用现状
《报告》显示，通过政府网站发布 公告、新闻、政策等信息比例超过 60%的网站，仅占全部政府网站的 44.5%，发布比例低于20%的网站占 全部政府网站的21.7%，政府网站的 利用率不足50％。
—国务院信息化工作办公室
尽管我们需要越来越多数量及功能 强大的计算机，可是我们却不得不 承认，现有的计算机资源利用率是 非常低的。且不说机器在晚上基本 上是闲置，就是工作的时间里，我 们的计算机的资源利用率也是非常 低的
❖ 支持高可用——分区之 间可以组建集群（负载 均衡、双机容错）
隔离
❖ 从硬件层面隔离系统故 障和安全威胁
❖ 在虚拟机之间动态的分 配CPU、内存等系统资 源
❖ 保证服务可用
封装
❖ 将虚拟机封装成与硬件配置 无关的文件
❖ 随时对虚拟机进行快照
❖ 通过简单的文件拷贝对虚拟 机进行迁徙
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– 性能稍有提高，但并不十分显著。
2. 发展：
– 为提高性能，Intel和AMD分别开发了VT和Pacifica虚 拟技术，将虚拟指令加入到了CPU中。使用了CPU支 持的硬件虚拟技术，将不再需要修改操作系统内核， 而是由CPU指令集进行相应的转换操作。
3. 代表产品：
– XenServer
Page 14/27
Cost
“Enterprises that do not leverage
virtualization will pay up to 40 percent more in acquisition costs by 2008, and roughly 20 percent more in administrative