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1、修订记录,本页不打印,第四章 虚拟化技术,目标,学完本课程后，您将能够: 什么是虚拟化技术 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术 如何创建一个虚拟机,目录,虚拟化技术介绍 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术 创建虚拟机简介,什么是虚拟化,IT资源独立 操作系统与硬件紧耦合,资源抽像成共享资源池 操作系统与硬件解耦，从资源池中分配资源,虚拟化的起源,60年代在大型机上虚拟技术已经有所应用 99年在小型机上已经出现逻辑分区的应用 2000年x86平台虚拟技术开始出现 2001年x86平台虚拟化技术在服务器上应用,CPU速度越来越快，超出软件对硬件性能的要求 INTEL和AMD
2、在CPU里加入虚拟指令 企业成本压力 环保压力 不断增长的业务压力,虚拟化的好处,提高硬件利用率 降低能耗，绿色节能 提高了IT运维效率，系统管理人员减少 操作系统和硬件的解耦,虚拟化的本质,虚拟化的本质,虚拟化中的几个重要概念,业界主流虚拟化类型介绍,裸金属虚拟化架构与混合虚拟化架构将是未来虚拟化架构发展的趋势,目录,虚拟化技术介绍 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术 创建虚拟机简介,计算虚拟化分类,计算资源的虚拟化，可以归结为三个方面： CPU虚拟化 内存虚拟化 IO虚拟化,CPU虚拟化,虚拟机VM共享CPU 利用与原始操作系统类似的机制通过定时器中断，在中断触发时陷入VMM，
3、从而根据调度机制进行调度,CPU虚拟化-X86构架,X86架构存在虚拟化漏洞 x86 ISA 中有19条敏感指令不是特权指令，因此 x86 无法使用经典的虚拟化技术完全虚拟化 解决办法 半虚拟化 全虚拟化 硬件辅助虚拟化,内存虚拟化,内存虚拟化：把物理机的真实物理内存统一管理，包装成多个虚拟机的内存给若干虚拟机使用。,I/O虚拟化,现实中的外设资源是有限的，为了满足多个客户机操作系统的需求，VMM必须通过I/O虚拟化的方式来复用有限的外设资源 VMM截获客户操作系统对设备的访问请求，然后通过软件的方式来模拟真实设备的效果,Domain 0,I/O虚拟化-前后端驱动模型,前端设备驱动将数据通过V
4、MM提供的接口转发到后端驱动 后端驱动VM的数据进行分时分通道进行处理,物理硬件（处理器，内存，1/O设备）,虚拟机监控器,内核,用户态,控制面板,后端驱动,设备驱动,Domain U,内核,用户态,前端驱动,INTEL硬件对虚拟化的支持,INTEL硬件对虚拟化的支持,目录,虚拟化技术介绍 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术 创建虚拟机简介,什么是存储虚拟化,存储虚拟化的概念 存储虚拟化是在存储设备上加入一个逻辑层，通过逻辑层访问存储资源 对管理员来说，可以很方便的调整存储资源，提高存储利用率 对终端用户来说，集中的存储设备可以提供更好的性能和易用性 存储虚拟化的实现方式 裸设备+
5、逻辑卷 存储设备虚拟化 主机存储虚拟化+文件系统,存储虚拟化的原理,主机存储虚拟化+ 文件系统,裸设备+逻辑卷的结构,用户虚拟机,主机内核空间,用户虚拟机,后端卷挂载驱动,前端驱动,前端驱动,逻辑卷,逻辑卷,通用块层,设备驱动层,存储设备,存储设备虚拟化的结构,用户虚拟机,用户虚拟机,管理节点,后端卷挂载驱动,前端驱动,前端驱动,存储管理,逻辑卷,逻辑卷,通用块层,设备驱动层,FusionStorage,S5500T,主机内核空间,计算节点,存储管理,存储虚拟化+文件系统的结构,用户虚拟机,用户虚拟机,后端卷挂载驱动,前端驱动,前端驱动,镜像文件,通用块层,设备驱动层,SAN,NAS,主机内核
6、空间,本地磁盘,NFS文件系统,文件系统,主机用户空间,用户态挂载驱动,存储虚拟化类型,目录,虚拟化技术介绍 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术 创建虚拟机简介,网络虚拟化的背景,传统数据中心,云数据中心,计算虚拟化,虚拟机,迁移,虚拟交换技术,PCI,CPU,网卡,网线,物理交换机,服务器,vSwitch,eSwitch,QBG,1,2,3,1,2,3,描述：服务器内部CPU实现虚拟交换功能； 优点：功能扩展灵活； 缺点：消耗服务器CPU，性能较低；,描述：网卡实现完整的虚拟交换功能； 优点：性能高、节省服务器CPU资源； 缺点：依赖特殊网卡硬件；,描述：物理交换机实现虚拟交换功
7、能； 优点：可继承交换机的二层特性； 缺点：规格小、扩展困难、Hypervisor均不支持。,华为方案与技术的关联,华为当前的网络虚拟化解决方案： 分布式虚拟交换支持vSwitch和eSwitch两种方式 华为支持网络设备提供的大二层解决方案,计算节点,vSwitch,eSwitch,物理交换机,分布式 虚拟交换 集中管理,目录,虚拟化技术介绍 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术 创建虚拟机简介,“攒”（虚拟）机之预算篇,虚拟化技术大幅提升资源利用率，所以6核CPU当7核用，8G内存当10G用,一台低端服务器上（1万块），可部署4台虚拟机。作用相当于4台PC,成本大幅下降,“攒”（
8、虚拟）机之硬件篇,物理硬件,华为虚拟化技术,虚拟硬件,云数据中心,管理员,虚拟机使用者,虚拟机,下发指令,“攒”（虚拟）机之软件篇,虚拟机使用者,瘦终端 PC,网络,虚拟机,安装操作系统（可选）,安装各种应用软件,虚拟机创建过程,先从存储的池子里捞了个100G硬盘，是个虚拟的，还是空的 从一堆物理服务器中找了一台，这台服务器上正好有两个空闲的CPU(虚拟的)，2G空闲的内存，1块虚拟网卡 把这个虚拟的硬盘挂到这台物理服务器上 用这些CPU，内存，硬盘启动了一个无系统的虚拟机 找来一个Win7,offcice,foxmail的ISO文件 使用CIFS协议将ISO挂载到VNA节点，设置虚拟机从虚拟
9、光驱启动，加载ISO文件 VNC登录界面按照提示安装系统 大功告成,虚拟机规格,块存储资源,服务器集群,虚拟机,安装OS,业务要求,虚拟磁盘,总结,虚拟化技术 计算虚拟化技术 存储虚拟化技术 网络虚拟化技术,思考题,主流的虚拟化类型有哪些？有什么区别？ 计算虚拟化包含哪些方面？各自的技术原理如何？ 存储虚拟化有几个类型？ 网络虚拟化有几种实现方式？,习题,判断题 裸金属虚拟化由于性能较高，支持多种操作系统将会是未来发展的方向。 （ ) 多选题 网络虚拟化的实现方式有哪些？ ( ) A. eSwitch。 B. vSwitch。 C. 物理交换机。 D. 网络路由器。,缩略语（1）,APP: A
10、pplication, 应用。 CPU: Central Process Unit, 中央处理器。 IO: Input and Output, 输入输出。 VM: Virtual Machine, 虚拟机。 VMM: Virtual Machine Monitor, 虚拟机监控器。 ISA: Instruction Set Architecture, 指令集架构。 PCI: Peripheral Component Interconnect, 外设互联标准。 TRILL: Transparent Interconnection of Lots of Links , 多链接半透明互联。 SPB：Shortest Path Bridge，最短路径桥，以太网控制协议。,