云技術(shù)虛擬化技術(shù)介紹課件

1、(最新整理)云技術(shù)虛擬化技術(shù)介紹2021/7/261 主講人：胡家健虛擬化技術(shù)第一組成員：胡家健、徐夢(mèng)甜、黃霞、王超、周忠強(qiáng)云計(jì)算2021/7/262虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)介1服務(wù)器虛擬化2存儲(chǔ)虛擬化3網(wǎng)絡(luò)虛擬化4桌面虛擬化5目錄CONTENTS云計(jì)算2021/7/263虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)介012021/7/26420世紀(jì)60年代，IBM公司推出虛擬化技術(shù)。主要用于當(dāng)時(shí)的IBM大型機(jī)的服務(wù)器虛擬化。當(dāng)然，現(xiàn)在虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。虛擬化技術(shù)的核心思想是利用軟件或固件管理程序構(gòu)成虛擬化層，把物理資源映射為虛擬資源。在虛擬資源上可以安裝和部署多個(gè)虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)多用戶共享物理資源。虛擬化技術(shù)

2、介紹2021/7/265虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心由于數(shù)據(jù)規(guī)模日益增加，成本逐漸上升，管理越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，業(yè)務(wù)之間孤立，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。虛擬化技術(shù)將原來(lái)數(shù)據(jù)中心的物理資源進(jìn)行抽象整合。實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配和調(diào)度，提高現(xiàn)有資源的利用率和服務(wù)可靠性。降低運(yùn)維成本，更加安全。2021/7/266虛擬化技術(shù)服務(wù)器虛擬化桌面虛擬化存儲(chǔ)虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化2021/7/267服務(wù)器虛擬化022021/7/268寄居虛擬化客戶虛擬機(jī)客戶虛擬機(jī)客戶虛擬機(jī)虛擬機(jī)管理器（VMM）主機(jī)操作系統(tǒng)物理機(jī)（底層硬件）寄居虛擬化的虛擬化層一般稱為虛擬機(jī)監(jiān)控器（VMM）這類虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)損耗比較大沒(méi)有獨(dú)立的Hy

3、pervisor層如果使用操作系統(tǒng)層虛擬化，所有虛擬服務(wù)器必須運(yùn)行同一操作系統(tǒng)2021/7/269裸機(jī)虛擬化客戶虛擬機(jī)客戶虛擬機(jī)客戶虛擬機(jī)Hypervisor物理機(jī)（底層硬件）不需要在服務(wù)器上先安裝操作系統(tǒng)，而是直接將VMM安裝在服務(wù)器硬件中。擁有Hypervisor。Hypervisor實(shí)現(xiàn)了不同虛擬機(jī)的運(yùn)行上下文保護(hù)與切換，保證了各個(gè)客戶虛擬系統(tǒng)的有效隔離2021/7/2610服務(wù)器虛擬化的底層實(shí)現(xiàn)CPU虛擬化把物理CPU抽象成虛擬CPU內(nèi)存虛擬化技術(shù)把物理內(nèi)存統(tǒng)一管理，包裝成多個(gè)虛擬的物理內(nèi)存提供給若干虛擬機(jī)使用，每個(gè)虛擬機(jī)擁有各自獨(dú)立的內(nèi)存空間。內(nèi)存虛擬化I/O設(shè)備虛擬化I/O設(shè)備虛擬

4、化技術(shù)把真實(shí)的設(shè)備統(tǒng)一管理起來(lái)，包裝成多個(gè)虛擬設(shè)備給若干個(gè)虛擬機(jī)使用，響應(yīng)每個(gè)虛擬機(jī)的設(shè)備訪問(wèn)請(qǐng)求和I/O請(qǐng)求。2021/7/2611虛擬機(jī)遷移虛擬機(jī)遷移是將虛擬機(jī)實(shí)例從源宿主機(jī)遷移到目標(biāo)宿主機(jī)，并且在目標(biāo)宿主機(jī)上能夠?qū)⑻摂M機(jī)運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)到其在遷移之前相同的狀態(tài)，以便能夠繼續(xù)完成應(yīng)用程序的任務(wù)。從虛擬機(jī)遷移的源與目的地角度分為物理機(jī)到虛擬機(jī)的遷移（P2V）虛擬機(jī)到虛擬機(jī)的遷移（V2V）虛擬機(jī)到物理機(jī)的遷移（V2P）2021/7/2612虛擬機(jī)遷移步驟預(yù)遷移預(yù)復(fù)制提交預(yù)定資源停機(jī)復(fù)制啟動(dòng)2021/7/2613內(nèi)存隔離A網(wǎng)絡(luò)隔離B網(wǎng)絡(luò)隔離；構(gòu)建虛擬機(jī)安全文件防護(hù)網(wǎng)；基于訪問(wèn)控制的邏輯隔離機(jī)制；通過(guò)

5、硬件虛擬，讓每個(gè)虛擬機(jī)無(wú)法突破虛擬機(jī)管理器給出的資源限制；硬件提供的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制；進(jìn)程地址空間的保護(hù)機(jī)制，IP地址隔離。隔離技術(shù)2021/7/2614存儲(chǔ)虛擬化032021/7/2615性價(jià)比比較高，但性能低，可擴(kuò)展性差。不支持異構(gòu)平臺(tái)基于主機(jī)這種設(shè)備往往規(guī)模有限并且不能進(jìn)行級(jí)聯(lián)，這就使得虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的可擴(kuò)展性比較差。基于存儲(chǔ)設(shè)備在性能、效果和安全方面較好。但如果連接主機(jī)到存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的路由器出現(xiàn)故障，也可能會(huì)使主機(jī)上的數(shù)據(jù)不能被訪問(wèn)?；诰W(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品分類2021/7/2616網(wǎng)絡(luò)虛擬化042021/7/261701核心層網(wǎng)絡(luò)虛擬化核心層網(wǎng)絡(luò)虛擬化，主要指的是數(shù)據(jù)中心核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的虛擬化。02接入層網(wǎng)

6、絡(luò)虛擬化接入層虛擬化，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心接入層的分級(jí)設(shè)計(jì)。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的走線要求，接入層交換機(jī)要求能夠支持各種靈活的部署方式和新的以太網(wǎng)技術(shù)。03虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化擴(kuò)展虛擬數(shù)據(jù)中心中交換機(jī)和虛擬網(wǎng)卡的功能802.1Qbg和802.1QbhLOREM IPSUM DOLOR2021/7/2618虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化802.1Qbg外部網(wǎng)絡(luò)能夠支持虛擬交換功能，對(duì)于虛擬交換網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)VM動(dòng)態(tài)遷移、調(diào)度信息，均通過(guò)LLDP擴(kuò)展協(xié)議得到同步以簡(jiǎn)化運(yùn)維802.1Qbh將遠(yuǎn)程交換機(jī)部署為虛擬環(huán)境中的策略控制交換機(jī)，而不是部署成鄰近服務(wù)器機(jī)架的交換機(jī)，通過(guò)多個(gè)虛擬通道，讓邊緣虛擬橋復(fù)制幀到一組遠(yuǎn)程端口2021/7/

7、2619桌面虛擬化052021/7/2620每個(gè)桌面鏡像就是一個(gè)帶有應(yīng)用程序的操作系統(tǒng)，終端用戶通過(guò)一個(gè)虛擬顯示協(xié)議來(lái)訪問(wèn)他們的桌面系統(tǒng)。這樣做的目的就是使用戶的使用體驗(yàn)同他們使用桌面上的PC一樣。第一代桌面虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)上，同時(shí)安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，并同時(shí)運(yùn)行這些操作系統(tǒng)第二代桌面虛擬化技術(shù)進(jìn)一步將桌面系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境與安裝環(huán)境、應(yīng)用與桌面配置文件進(jìn)行了拆分，從而大大降低了管理復(fù)雜度與成本，提高了管理效率。桌面虛擬化2021/7/2621集中管理問(wèn)題集中存儲(chǔ)問(wèn)題虛擬化產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力虛擬化的服務(wù)器合并程度越高，此風(fēng)險(xiǎn)也越大。若是服務(wù)器出現(xiàn)了致命的故障，用戶的數(shù)據(jù)可能丟失，整個(gè)平臺(tái)將面臨災(zāi)難。各虛擬化產(chǎn)品廠商的產(chǎn)品間無(wú)法互通，一旦這個(gè)產(chǎn)品系列停止研發(fā)或其