虛擬化技術應用與實踐PPT完整全套教學課件

第1章

虛擬化技術基礎知識虛擬化是當今熱門技術云計算的核心技術之一，它可以實現(xiàn)IT資源彈性分配，使IT資源分配更加靈活，能更彈性地滿足多樣化的應用需求。本章將為讀者介紹虛擬化技術的基礎知識。虛擬化技術應用與實踐全套PPT課件1虛擬化定義2服務器虛擬化和桌面虛擬化技術概述3虛擬化的發(fā)展前景4虛擬化廠家及產(chǎn)品教學重點5云計算概述及其與虛擬化的關系1.1虛擬化定義虛擬化（Virtualization）可將信息系統(tǒng)的各種物理資源（如服務器、網(wǎng)絡、存儲等）進行抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，打破現(xiàn)實結(jié)構(gòu)件的不可切割的障礙，使用戶可以更好地應用這些資源。這些新虛擬出來的資源不受現(xiàn)有資源的架設方式、地域或物理配置所限制。虛擬化技術是一種調(diào)配計算資源的方法，它將不同層面的硬件、軟件、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡、儲存一一隔離開來，使改動更易被實施，其帶來的結(jié)果是簡化了管理，用戶能更有效地利用IT資源。虛擬化技術實現(xiàn)了軟硬件的分離，系統(tǒng)和軟件在運行時，與后臺的物理平臺無關。1.2虛擬化目的虛擬化的主要目的是對IT基礎設施進行簡化，以及對資源進行訪問。虛擬化使用軟件的方法重新定義及劃分IT資源，可以實現(xiàn)IT資源的動態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高IT資源利用率，使IT資源能夠真正成為社會基礎設施，服務于各行各業(yè)。1.2虛擬化目的與傳統(tǒng)IT資源分配的應用方式相比，虛擬化具有以下優(yōu)勢。（1）虛擬化技術可以大大提高資源的利用率，提供相互隔離、安全、高效的應用環(huán)境。（2）虛擬化系統(tǒng)能夠方便地管理和升級資源。虛擬化技術等的發(fā)展促進了云計算技術的飛速發(fā)展，也可以說虛擬化是云計算的基礎，沒有虛擬化就沒有云計算。1.3虛擬化分類虛擬化分類可以根據(jù)實現(xiàn)機制分類和應用分類。1.3.1根據(jù)實現(xiàn)機制分類020103也是原始虛擬化技術，指虛擬操作系統(tǒng)與底層硬件完全隔離，由中間的虛擬機管理程序（Hypervisor）層轉(zhuǎn)換虛擬客戶操作系統(tǒng)對底層硬件的調(diào)用代碼，虛擬機監(jiān)視器（VMM）用于客戶操作系統(tǒng)和裸硬件之間的工作協(xié)調(diào)。全虛擬化（FullVirtualization）：是在虛擬客戶操作系統(tǒng)中加入特定的虛擬化指令，通過這些指令可以直接通過Hypervisor層調(diào)用硬件資源，免除Hypervisor層轉(zhuǎn)換指令的性能開銷。半虛擬化

（ParaVirtualization）：是由硬件廠商提供的功能，主要配合全虛擬化和半虛擬化使用。它在CPU中加入了新的指令集和處理器運行模式，以完成虛擬操作系統(tǒng)對硬件資源的直接調(diào)用。典型技術是IntelVT、AMD-V。硬件輔助虛擬化

（Hardware-assistedVirtualization）：1.3.2根據(jù)應用分類根據(jù)虛擬化的應用可以分為3個類別：應用虛擬化、桌面虛擬化和系統(tǒng)虛擬化。其中，系統(tǒng)虛擬化在業(yè)界被稱為服務器虛擬化。各虛擬化層次的典型代表如下。桌面虛擬化：微軟的MED-V、VDI；Citrix的XenDesktop；VMware的VMwareview；IBM的VirtualInfrastructureAccess；等等。應用虛擬化：微軟的APP-V、Citrix的XenAPP等。系統(tǒng)虛擬化：VMware的vSphere、Workstation；微軟的WindowsServerwithHyper-v、VirtualPC；IBM的PowerVM、zVM；Citrix的Xen。1.4服務虛擬化概述服務器虛擬化是指將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務器整合，讓IT對業(yè)務的變化更具適應力。1.4服務虛擬化概述通過服務器虛擬化技術，用戶可以動態(tài)啟用虛擬服務器（又叫虛擬機）。服務器可以讓操作系統(tǒng)（以及在上面運行的任何應用程序）誤以為虛擬機就是實際硬件。運行多個虛擬機還可以充分發(fā)揮物理服務器的計算潛能，迅速應對數(shù)據(jù)中心不斷變化的需求。在數(shù)據(jù)中心部署虛擬化技術可以減少物理服務器的購買成本。1.5桌面虛擬化技術概論桌面虛擬化技術概論主要講述以下幾個方面：桌面虛擬化技術的發(fā)展、客戶端/服務器（C/S）模式、虛擬桌面架構(gòu)（VDI）和桌面虛擬化的業(yè)務價值。1.5.1桌面虛擬化技術的發(fā)展桌面虛擬化技術的發(fā)展并非是一蹴而就的，而是經(jīng)歷了幾個階段的過程演進：桌面虛擬化的演進1.5.2客戶端/服務器（C/S）模式自20世紀90年代開始，特別是隨著Windows操作系統(tǒng)和以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信的流行，PC開始普及，越來越多的企業(yè)選用PC作為用戶的終端設備，并使用客戶端/服務器（C/S）模式的架構(gòu)來搭建用戶的應用系統(tǒng)。在此期間，微軟發(fā)布了WindowsNTServer4.0TSE操作系統(tǒng)產(chǎn)品（TerminalServerEdition，終端服務版本的服務器操作系統(tǒng)），并提出了多用戶（Multi-User）的概念，首次將圖形化終端服務技術集成到服務器版本的Windows操作系統(tǒng)之中。同時，數(shù)以千計的應用程序被用于滿足百萬用戶的業(yè)務需求，數(shù)據(jù)倉庫的構(gòu)建使C/S模式更壯大。客戶端/服務器（C/S）模式1.5.2客戶端/服務器（C/S）模式2000年，隨著微軟Windows2000操作系統(tǒng)的推出，其內(nèi)置的終端服務技術得到了很多IT技術人員的關注。微軟公司在之后發(fā)布的所有服務器中及桌面操作系統(tǒng)中均內(nèi)置了終端服務技術。在Windows桌面操作系統(tǒng)中，此功能被稱為遠程桌面，在Windows2008及之后的服務器操作系統(tǒng)中，微軟將終端服務組件改名為遠程桌面服務組件（RemoteDesktopServer，RDS），這奠定了今天盛行的桌面虛擬化技術的基礎。遠程桌面服務1.5.3虛擬桌面架構(gòu)（VDI）2006年，虛擬化軟件公司VMware首次提出了虛擬桌面架構(gòu)（VirtualDesktopInfrastructure，VDI）的概念，如下圖所示。桌面虛擬化這個新生市場也由此拉開了序幕。虛擬桌面架構(gòu)1.5.3虛擬桌面架構(gòu)（VDI）桌面虛擬化技術在經(jīng)歷了多年的快速發(fā)展之后，已經(jīng)成為一種主流的企事業(yè)單位桌面計算模式。越來越多的實用型客戶使用桌面虛擬化技術。這也表示桌面虛擬化已經(jīng)不再只是技術狂熱者和嘗鮮者的選擇，普通大眾型客戶也同樣會考慮使用桌面虛擬化技術來滿足業(yè)務需求。桌面虛擬化不同于傳統(tǒng)的PC工作方式。在PC上，數(shù)據(jù)和應用都存放在本地，而桌面虛擬化將操作系統(tǒng)的計算、存儲均放在數(shù)據(jù)中心端，如下圖所示。它將用戶桌面環(huán)境放置在遠程服務器端，終端用戶接入代理網(wǎng)關服務，使用遠程會話協(xié)議連接到與之關聯(lián)的桌面。桌面虛擬化原理1.5.3虛擬桌面架構(gòu)（VDI）對于用戶而言，這意味著可以在任何地點接入桌面環(huán)境，不被客戶端地理環(huán)境限制。對管理員來說，這意味著一個更加集中化、高效的客戶端環(huán)境，可以快速高效地管理和響應用戶及業(yè)務的需求變化。終端用戶訪問遠程虛擬桌面與虛擬應用的客戶端界面如右圖所示。終端用戶遠程訪問多個虛擬桌面和虛擬應用的客戶端界面1.5.3虛擬桌面架構(gòu)（VDI）桌面虛擬化是一個綜合性的IT技術，它集成了服務器虛擬化、虛擬桌面、虛擬應用、打包應用、桌面虛擬化通信協(xié)議等多種IT技術。而常說的“虛擬桌面”其實只是桌面虛擬化的一個子集。1.5.4桌面虛擬化的業(yè)務價值1．集中化管理桌面虛擬化的管理是集中化的，它通過統(tǒng)一控制中心管理成千上萬的虛擬桌面，所有的更新、打補丁只需要更新“基礎鏡像”即可實現(xiàn)。桌面虛擬化的業(yè)務價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面。2．安全性高桌面虛擬化將所有的數(shù)據(jù)和運算集中在服務器端進行，客戶端只顯示變化的影像，所以不用擔心客戶端非法竊取資料，尤其是避免了通過USB設備復制、硬件盜用、硬件設備丟失等問題。3．綠色環(huán)保傳統(tǒng)的個人計算機存在功耗過大的問題，通常，一臺普通PC的功耗在200W左右，即使處于空閑狀態(tài)，PC的耗電也在100W左右。按照每天工作10個小時，每年240天的工作計算，初步統(tǒng)計每臺計算機桌面的耗電量為480度/年。1.5.4桌面虛擬化的業(yè)務價值4．減少總擁有成本IT資產(chǎn)的成本包括很多方面，如購買成本、生命周期管理成本、維護修理成本、能量消耗成本、硬件更新成本等。桌面虛擬化相比于傳統(tǒng)桌面，在整個生命周期的管理、維護、能量消耗等方面可以極大地降低成本。桌面虛擬化將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端設備解耦。服務器上存放的是每個用戶的完整桌面環(huán)境。用戶可以使用具有足夠處理功能和顯示功能的不同終端設備，通過網(wǎng)絡訪問該桌面環(huán)境，如圖所示。1.6

虛擬化技術發(fā)展歷史最早實現(xiàn)虛擬化的商業(yè)系統(tǒng)是IBM公司在1965年發(fā)布的IBM7044。它允許用戶在一臺主機上運行多個操作系統(tǒng)，讓用戶盡可能充分地利用昂貴的大型機資源。1999年，VMware在x86平臺上推出了可以流暢運行的商業(yè)虛擬化軟件。2003年收購Connectix獲得虛擬化技術并很快推出VirtualServer免費版。2008年以后，云計算技術的發(fā)展推動了虛擬化技術，成為研究熱點。2013年至今，以Docker公司為代表發(fā)展了容器技術，容器技術可以按需構(gòu)建，為系統(tǒng)管理員提供極大的靈活性。1.7

虛擬化未來的發(fā)展前景在技術發(fā)展層面，虛擬化技術正面臨著平臺開放化、連接協(xié)議標準化、客戶端硬件化及公有云私有化四大趨勢。平臺開放化是指將封閉架構(gòu)的基礎平臺，通過虛擬化管理使多家廠家的虛擬機在開放平臺下共存，不同廠商可以在平臺上實現(xiàn)豐富的應用；連接協(xié)議標準化旨在解決目前多種連接協(xié)議（VMWarePCoIP，Citrix的ICA、HDX等）在公有桌面云的情況下出現(xiàn)的終端兼容性復雜化問題，從而解決終端和云平臺之間的兼容性問題，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)；客戶終端硬件化是針對桌面虛擬化和應用虛擬化技術的客戶多媒體體驗缺少硬件支持的情況，逐漸完善終端芯片技術，將虛擬化技術落地于移動終端上；公有云私有化的發(fā)展趨勢是通過技術將企業(yè)的IT架構(gòu)變成疊加在公有云基礎上的“私有云”，在不犧牲公有云便利性的基礎上，保證私有云對企業(yè)數(shù)據(jù)安全性的支持。在硬件層面，主要從以下幾個方面看虛擬化的發(fā)展趨勢。首先，IT市場有競爭力的虛擬化解決方案正逐步趨于成熟，使得仍沒有采用虛擬化技術的企業(yè)有了切實的選擇；其次，可供選擇的解決方案提供商逐漸增多，因此更多的企業(yè)在考慮成本和潛在鎖定問題時開始采取“第二供貨源”的策略，異構(gòu)虛擬化管理正逐漸成為企業(yè)虛擬化管理的興趣所在；再次，市場需求使得定價模式不斷變化，從原先的完全基于處理器物理性能來定價，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻o予虛擬資源更多關注，定價模式從另一個角度體現(xiàn)出了虛擬化的發(fā)展趨勢。1.7

虛擬化未來的發(fā)展前景在虛擬化技術不斷革新的大趨勢下，考慮到不同的垂直應用行業(yè)，許多虛擬化解決方案提供商已經(jīng)提出了不同的針對行業(yè)的解決方案：一是面向運營商、高等院校、能源電力和石油化工的服務器虛擬化，主要以提高資源利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務器整合為目的；二是桌面虛擬化，主要面向金融及保險行業(yè)、工業(yè)制造和行政機構(gòu)，幫助客戶在無須安裝操作系統(tǒng)和應用軟件的基礎上，就能在虛擬系統(tǒng)中完成各種應用工作；三是應用虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡虛擬化的全面整合，面向一些涉及工業(yè)制造和繪圖設計的行業(yè)用戶，益處在于，許多場景下，用戶只需一兩個應用軟件，而不用虛擬化整個桌面。1.7

虛擬化未來的發(fā)展前景1.8

四大虛擬化架構(gòu)及產(chǎn)品四大虛擬化架構(gòu)主要介紹以下幾種架構(gòu)的產(chǎn)品：ESX的虛擬化架構(gòu)、Hyper-V的虛擬化架構(gòu)、Xen的虛擬化架構(gòu)和KVM的虛擬化架構(gòu)。1.8.1ESX的虛擬化架構(gòu)ESX是VMware的企業(yè)級虛擬化產(chǎn)品，2001年開始發(fā)布ESX1.0，2011年2月發(fā)布ESX4.1Update1。如圖所示。ESX虛擬化架構(gòu)1.8.1ESX的虛擬化架構(gòu)ESX服務器啟動時，首先啟動LinuxKernel，通過這個操作系統(tǒng)加載虛擬化組件，最重要的是ESX的Hypervisor組件，稱為VMkernel。VMkernel會從LinuxKernel完全接管對硬件的控制權(quán)，而該LinuxKernel作為VMkernel的首個虛擬機，用于承載ESX的ServiceConsole，實現(xiàn)本地的一些管理功能。VMkernel負責為所承載的虛擬機調(diào)度所有的硬件資源，但不同類型的硬件會有所區(qū)別。虛擬機對于CPU和內(nèi)存資源是通過VMkernel直接訪問的，最大限度地減少了開銷，CPU的直接訪問得益于CPU硬件輔助虛擬化（IntelVT-x和AMDAMD-V，第一代虛擬化技術），內(nèi)存的直接訪問得益于MMU（內(nèi)存管理單元，屬于CPU中的一項特征）硬件輔助虛擬化（IntelEPT和AMDRVI/NPT，第二代虛擬化技術）。5G1.8.2Hyper-V的虛擬化架構(gòu)Hyper-V是微軟的一款虛擬化產(chǎn)品，是微軟第一個采用類似VMware和Citrix開源Xen一樣的基于Hypervisor的技術。Hyper-V虛擬化架構(gòu)如圖所示。Hyper-V虛擬化架構(gòu)其實Hypervisor僅實現(xiàn)了CPU的調(diào)度和內(nèi)存的分配，而父分區(qū)控制著I/O設備，它通過物理驅(qū)動直接訪問網(wǎng)卡、存儲等。子分區(qū)要訪問I/O設備需要通過子分區(qū)操作系統(tǒng)內(nèi)的VSC（虛擬化服務客戶端），對于VSC的請求，由VMBUS（虛擬機總線）傳遞到父分區(qū)操作系統(tǒng)內(nèi)的VSP（虛擬化服務提供者），再由VSP重定向到父分區(qū)內(nèi)的物理驅(qū)動。1.8.3Xen的虛擬化架構(gòu)Xen虛擬化架構(gòu)如圖所示。Xen的Hypervisor是服務器經(jīng)過BIOS啟動之后載入的首個程序，隨后啟動一個具有特定權(quán)限的虛擬機，稱為Domain0（簡稱Dom0）。Dom0的操作系統(tǒng)可以是Linux或UNIX，Domain0實現(xiàn)對Hypervisor控制和管理的功能。在所承載的虛擬機中，Dom0是唯一可以直接訪問物理硬件（如存儲器和網(wǎng)卡）的虛擬機，它通過本身加載的物理驅(qū)動，為其他虛擬機（DomainU，簡稱DomU）提供訪問存儲器和網(wǎng)卡的橋梁。Xen支持兩種類型的虛擬機，一類是半虛擬化（ParaVirtualization，PV），另一類是全虛擬化（Xen稱其為HVM，HardwareVirtualMachine）。Xen虛擬化架構(gòu)1.8.4KVM的虛擬化架構(gòu)作為Linux領域的代表廠商，RedHat于2008年收購Qumranet公司獲得KVM。KVM是與Xen類似的一個開源項目。KVM虛擬化架構(gòu)如圖所示。KVM虛擬化架構(gòu)KVM充分利用了CPU的硬件輔助虛擬化功能，并重用了Linux內(nèi)核的諸多功能，使得KVM本身非常小。從嚴格意義來說，KVM本身并不是Hypervisor，它僅是Linux內(nèi)核中的一個可裝載模塊，其功能是將Linux內(nèi)核轉(zhuǎn)換成一個裸金屬的Hypervisor。這相對于其他裸金屬架構(gòu)來說是非常特別的，有些類似于宿主架構(gòu)，業(yè)界甚至有人稱其為半裸金屬架構(gòu)。1.8.4KVM的虛擬化架構(gòu)通過KVM模塊的加載將Linux內(nèi)核轉(zhuǎn)變成Hypervisor，KVM在Linux內(nèi)核的用戶（User）模式和內(nèi)核（Kernel）模式基礎上增加了客戶（Guest）模式。Linux本身運行于內(nèi)核模式，主機進程運行于用戶模式，虛擬機則運行于客戶模式，使得轉(zhuǎn)變后的Linux內(nèi)核可以將主機進程和虛擬機進行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，這也是KVM名稱的由來。從架構(gòu)上來看，各種虛擬化技術沒有明顯的性能差距，穩(wěn)定性也基本一致。因此，在進行虛擬化技術選型時，不應局限于某一種虛擬化技術，而應該有一套綜合管理平臺來實現(xiàn)對各種虛擬化技術的兼容并蓄，實現(xiàn)不同技術架構(gòu)的統(tǒng)一管理及跨技術架構(gòu)的資源調(diào)度，最終達到云計算可運營的目的。1.9

典型虛擬化廠家及產(chǎn)品典型虛擬化廠家及產(chǎn)品主要介紹以下幾種架構(gòu)的產(chǎn)品：華為FusionCompute、H3CCAS、深信服服務器、中興iECS和ZStack。312站點恢復。站點恢復功能為虛擬環(huán)境提供站點到站點的災難恢復規(guī)劃和服務。高可用性。如果虛擬機發(fā)生故障，F(xiàn)usionCompute可以自動重啟虛擬機。動態(tài)負載均衡。無論是首次部署還是長期運營，F(xiàn)usionCompute都可以通過自動均衡資源池中的虛擬機來提高系統(tǒng)的利用率和應用的性能。1.9.1華為FusionComputeFusionCompute是華為公司推出的企業(yè)級開放式服務器虛擬化解決方案。FusionCompute基于Xen開源設計。FusionCompute具有以下特點。4內(nèi)存優(yōu)化。FusionCompute允許主機服務器上的虛擬機共享未使用的閑置服務器內(nèi)存，以降低成本，改進應用性能和保護功能。1.9.1華為FusionCompute5主機功率管理。FusionCompute充分利用嵌入的硬件特性，對虛擬機進行動態(tài)重新分配，并根據(jù)對工作負荷的需求波動讓主機開機和關機。6虛擬機實時熱遷移。允許將運行的虛擬機遷移到新主機上，而不需要中斷應用運行或停機，因此可消除計劃內(nèi)停機。7iCache。FusionCompute使用服務器內(nèi)存來存儲啟動鏡像和非持續(xù)或臨時的熱點數(shù)據(jù)，以降低啟動虛擬機時啟動風暴的影響。H3CCAS基于KVM技術，采用高性能的虛擬化內(nèi)核，具有計算、網(wǎng)絡、存儲等的融合功能，是面向企業(yè)和行業(yè)數(shù)據(jù)中心推出的一款全融合虛擬化軟件。H3CCAS虛擬化平臺能夠有效地整合數(shù)據(jù)中心的IT基礎設施資源、精簡數(shù)據(jù)中心服務器的數(shù)量、簡化IT操作，達到提高物理資源利用率和降低整體擁有成本的效果。通過高可用（HA）、動態(tài)資源調(diào)度（DRS）、動態(tài)資源擴展（DRX）、零存儲（vStor）等特性功能，H3CCAS虛擬化平臺可持續(xù)為用戶提供一個穩(wěn)定高效的虛擬化運行環(huán)境。1.9.2H3CCAS深信服服務器虛擬化（ServerVirtualization）技術基于KVM技術，將服務器的物理（硬件）資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，不再受限于物理硬件上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而實現(xiàn)服務器整合，提高資源利用率，簡化系統(tǒng)管理，提高系統(tǒng)安全性，讓IT對業(yè)務的變化更具適應力，保障業(yè)務連續(xù)快速運行。深信服服務器虛擬化aSV依托于超融合基礎架構(gòu)，以虛擬存儲為虛擬機存儲介質(zhì)，用虛擬網(wǎng)絡打通虛擬機之間以及跟物理網(wǎng)絡之間的連接，實現(xiàn)了客戶業(yè)務系統(tǒng)在虛擬機中快速可靠地運行。1.9.3深信服服務器5G1.9.4中興iECS中興虛擬化軟件平臺ZXCLOUDiECS以Xen虛擬化技術作為虛擬化引擎（最新版本支持RHEL6.2內(nèi)核），集成ZTE電信級服務器操作系統(tǒng)NewStartCGSL、ZTE虛擬化管理套件（ZXVManager）、工具套件，為云計算解決方案提供全面的虛擬化能力支持。ZXCLOUDiECS支持主流操作系統(tǒng)Linux、WindowsXP、BSD、Solaris等GuestOS；支持x86、ARM、PowerPC等多種架構(gòu)的CPU；支持IntelVT和AMD-V等硬件虛擬化技術；可提供高可用集群、在線遷移、動態(tài)負載均衡、動態(tài)資源調(diào)整及節(jié)能管理等功能。ZXCLOUDiECS包含資源虛擬化模塊、系統(tǒng)安全模塊、資源監(jiān)控模塊、負載均衡模塊、能耗管理模塊、虛擬機模塊、虛擬機調(diào)度模塊及資源統(tǒng)計模塊等。1.9.5ZStackZStack是一款開源IaaS產(chǎn)品，提供社區(qū)版與商業(yè)版，這也是很多開源社區(qū)提供服務的主要形式。除了基本的虛擬化外，ZStack也提供了私有云的相關功能，包括多租戶、VPC（VirtualPrivateCloud，虛擬私有云）、計費、負載均衡等。ZStack在為用戶提供所需功能的同時，由于其輕量與高效的架構(gòu)，因而具備非常高的并發(fā)性能及可擴展性，能夠達到數(shù)萬物理節(jié)點的管控。ZStack與阿里云合作，共同提供混合云，能夠在包括災備、遷移、服務等場景中實現(xiàn)管控層面、數(shù)據(jù)層面完全打通的模式，可以為用戶提供更靈活的IT基礎設施方案。1.10

云計算概述2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特（EricSchmidt）在搜索引擎大會（SESSanJose2006）上首次提出“云計算”（CloudComputing）的概念。本書筆者對云計算的理解：云計算是通過互聯(lián)網(wǎng)將某一計算任務分布到大量的計算機上，并可配置共享計算的資源池，且共享軟件資源和信息可以按需提供給用戶和設備的一種技術。1.10.1云計算的特點云計算主要有以下5個特點。1．基于互聯(lián)網(wǎng)絡云計算把一臺一臺的服務器用網(wǎng)絡連接起來，使它們相互之間可以進行數(shù)據(jù)傳輸。3．資源池化資源池（或池）是一種配置機制，是將所使用的各種資源（如網(wǎng)絡資源、存儲資源等）統(tǒng)一進行配置。5．資源可控云計算提出的初衷，是讓人們能夠像使用水電一樣便捷地使用云計算服務，極大地方便人們獲取計算服務資源，并有效節(jié)約技術成本，使計算資源的服務效益最大化。2．按需服務“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮。計算機服務資源會根據(jù)用戶的個性化需求增減，或者通過云計算得到更多層次的服務，以滿足不同用戶的需求。4．高可用云計算必須要保證服務的可持續(xù)性、安全性、高效性和靈活性，故必須采用各種冗余機制、備份機制、足夠完全的安全管理機制、高效的反應機制和保證存取海量數(shù)據(jù)的靈活機制等，從而保證用戶數(shù)據(jù)和服務的安全可靠。1.10.2云計算體系架構(gòu)從技術的角度來看，業(yè)界通常認為云計算體系分為3個層次，包括InfrastructureasaService，基礎設施即服務（IaaS）；PlatformasaService，平臺即服務（PaaS）；SoftwareasaService，軟件即服務（SaaS）。對于用戶來說，這3層服務是相互獨立的，因為每層提供的服務各不相同。但從技術角度來看，3層服務是相互依賴的，但是不相互依存。云計算的體系結(jié)構(gòu)如圖所示。1.10.2云計算體系架構(gòu)2．PaaS

（平臺即服務）PaaS平臺就是指云環(huán)境中的應用基礎設施服務，也可以說是中間件即服務。3．SaaS

（軟件即服務）SaaS提供商為用戶搭建了信息化所需要的所有網(wǎng)絡基礎設施，以及軟件、硬件運作平臺，并負責所有前期的實施、后期的維護等一系列服務。1．IaaS

（基礎設施即服務）這一層的作用是將各個底層存儲等資源作為服務提供給用戶。用戶能夠部署和運行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應用程序。用戶不能管理或控制任何云計算基礎設施，但能控制操作系統(tǒng)的選擇、存儲空間和部署的應用，也有可能獲得有限制的網(wǎng)絡組件的控制。1.10.3云計算的模式1．公有云2．私有云3．混合云4．行業(yè)云公有云通常指第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云，或者是企業(yè)通過自己的基礎設施直接向外部用戶提供服務的云。私有云通常是指用戶自己開發(fā)或者使用云計算產(chǎn)品自己搭建（也可由云提供商進行構(gòu)建）云計算環(huán)境并只為自己提供服務的云計算。對于信息控制、可擴展性、突發(fā)需求及故障轉(zhuǎn)移需求來說，只有將公有云和私有云相結(jié)合才可滿足，這種兩者結(jié)合起來的云就是混合云。行業(yè)云是針對某個行業(yè)設計的云，并且僅開放給這個行業(yè)內(nèi)的企業(yè)。行業(yè)云是由我國著名的商用IT解決方案提供商浪潮提出的。云計算的模式種類有很多種，按照云計算的服務模式主要分為4種，分別是公有云、私有云、混合云和行業(yè)云。1.11

云計算概述云計算的初期模型誕生的時間較早，但那時候的模型運算能力和現(xiàn)在的云計算相差甚遠。云計算是在并行計算、分布式計算、網(wǎng)格計算和效用計算的基礎上發(fā)展起來，經(jīng)過無數(shù)次的演化和改進才形成我們現(xiàn)在看到的云計算模型。1.11.1

并行計算并行計算中可以調(diào)用多個計算資源處理一個龐大的計算任務，這些計算資源可以是多核CPU或者多CPU組成的服務器，也可以是多臺服務器組成的網(wǎng)絡。這些計算能力可以分解成相互獨立卻又可以同時運行的部分，每一部分再分解成一串相互獨立的命令執(zhí)行流。任務分解后，每部分的每個命令執(zhí)行流都可以在同一時間執(zhí)行。這種并行計算是空間上的并行，還有基于流水線技術的時間并行，以及優(yōu)化算法的數(shù)據(jù)并行和任務并行。不管采用何種并行計算方法，都對串行計算的單指令流單數(shù)據(jù)流（SISD）進行優(yōu)化，采用多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）的并行計算，使得它的處理能力有了大幅度提升。1.11.2分布式計算分布式計算模式在處理龐大的計算請求時，會將需要解決的問題分解成一個個小的組成部分，然后將這些組成部分給眾多的計算機進行處理，處理完成后將結(jié)果進行匯總，形成最終結(jié)果。并行計算調(diào)用的是網(wǎng)內(nèi)有限的計算機資源，分布式計算則可以匯集成千上萬臺計算機，甚至幾百萬、幾千萬的計算機資源，它的計算能力可想而知。分布式計算能力需要眾多的志愿者在互聯(lián)網(wǎng)上提供其計算機CPU的閑置處理能力，通過資源共享和計算能力的平衡負載來接受分布的計算請求。在歐美，幾乎所有的家庭計算機都加入了分布式計算項目，可獲取的計算能力非常龐大，因此分布式計算模式廣泛應用于復雜的數(shù)學問題、密碼安全、生物研究科學等大規(guī)模計算領域。1.11.3網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算是在分布式計算的基礎上發(fā)展起來的。網(wǎng)格計算的核心是將所有資源進行整合，這些資源不僅僅局限于硬件，存儲資源、通信資源、信息資源、知識資源、外圍資源都是它所關注的范疇。利用互聯(lián)網(wǎng)眾多的資源，形成一個處理能力巨大的超級計算機，可以完成很多大型機和巨型機難以企及的任務。舉個簡單的例子，“數(shù)學英雄”歐拉計算的梅森素數(shù)（素數(shù)是只能被1和自身整除的數(shù)，其中指數(shù)p是指素數(shù)，常記為Mp）是M31（即231?1＝2147483647，Mp為10位數(shù)）的一個素數(shù)。之后的數(shù)百年，人們演化出幾十個梅森素數(shù)，并隨著p值越來越大。演化的難度也呈現(xiàn)幾何級增長。傳統(tǒng)的計算能力早已無法計算梅森素數(shù)，只能通過強大的網(wǎng)格計算來完成。第47個梅森素數(shù)為M43112609，它的Mp位數(shù)為12978189，“數(shù)學英雄”歐拉計算的梅森素數(shù)的Mp位數(shù)為10。我們不禁會贊嘆網(wǎng)格計算的強大實力。1.11.4效用計算網(wǎng)格計算將計算、存儲、分析能力進行切割，然后將閑置資源發(fā)布到網(wǎng)格平臺執(zhí)行，用現(xiàn)有硬件資源獲取最大的計算能力，這是典型的隨選運算（ComputingonDemand）模式。效用計算在這個基礎上再次升華，通過實用模型服務最大程度地利用現(xiàn)有資源，并且降低使用成本。這個模型包括計算資源、存儲資源、基礎設施等眾多資源，它的收費方式發(fā)生了改變，不僅對速率進行收費，對于租用的服務也需要繳納一定的費用。效用計算開始引入按需服務的理念，不需要的額外服務不必為其支付任何費用。它的管理模塊注重系統(tǒng)的性能，確保數(shù)據(jù)和資源隨時可用，同時建立Automatization（自動化）模塊，對服務器進行集群操控，促進服務器之間的自動化管理，保證服務之間可以自行分配。1.11.5云計算“一切皆服務”是“云”的理念，所有的行為、資源都是以服務的形態(tài)出現(xiàn)的，包括基礎設施即服務、平臺即服務、軟件即服務、信息即服務、流程即服務、存儲即服務、安全即服務、管理即服務等。公共云服務一般來說包括IaaS、PaaS、SaaS這3類服務。IaaS是基礎設施類的服務，將成為未來互聯(lián)網(wǎng)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基石。PaaS服務被譽為未來互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”，也是當前云計算技術和應用創(chuàng)新最活躍的領域。與IaaS服務相比，PaaS服務對應用開發(fā)者來說將形成更強的業(yè)務黏性。著重于構(gòu)建和形成緊密的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。SaaS服務采用Web技術和SOA架構(gòu)，通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供多租戶、可定制的應用能力，大大縮短了軟件產(chǎn)業(yè)的渠道鏈條，使軟件提供商從軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)者轉(zhuǎn)變?yōu)閼梅盏倪\營者。1.11.5云計算全球云計算發(fā)展特點可以歸納為以下幾點。（1）云服務已成為互聯(lián)網(wǎng)公司的首選。（2）價格與服務成為云計算巨頭競爭的重要手段。（3）云計算技術將帶動人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈相關技術。（4）容器技術應用將更為普及。（5）全球云計算服務市場呈現(xiàn)寡頭壟斷趨勢。1.12

云計算與虛擬化的關系虛擬化計算的本質(zhì)是對上層應用或用戶隱藏了計算資源的底層屬性。它既包括將單一的資源劃分成多個虛擬資源，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源。云計算技術的本質(zhì)是構(gòu)建大規(guī)模的分布式計算系統(tǒng)資源庫，將系統(tǒng)的計算分布在系統(tǒng)資源地，統(tǒng)籌考慮整體系統(tǒng)的利用情況。其本質(zhì)是數(shù)據(jù)共享計算模式與服務共享計算模式的結(jié)合體。云計算和虛擬化沒有任何必然關系，實現(xiàn)云計算可以不需要虛擬化，但是要提高資源利用率和方便管理，云計算還是需要通過虛擬化來實現(xiàn)的。虛擬化技術只是實現(xiàn)云計算的一種方式而已。本章小結(jié)本章首先講述了虛擬化的基本概念及分類，接著分別講述了服務器虛擬化技術與桌面虛擬化技術，介紹了虛擬化技術的發(fā)展歷史，展望了虛擬化的發(fā)展前景，羅列了虛擬化的四大家族，最后列舉了一些國內(nèi)典型的虛擬化廠商產(chǎn)品。在虛擬化部分之后，加入了部分云計算技術的知識，講述了云計算與虛擬化的區(qū)別。整章從基礎知識入手，并逐步加深，最后落實到實際的技術產(chǎn)品。云計算和虛擬化是兩種結(jié)合十分緊密的技術，虛擬化的下一步就是云化，但是云又不一定完全依靠虛擬化，為了更好地區(qū)分兩種技術，增加對云計算技術的概述，并介紹了兩者的關系。擴展習題相較于傳統(tǒng)服務器技術，企業(yè)采用虛擬化技術能帶來哪些優(yōu)勢？實現(xiàn)虛擬化技術的方式有哪些？哪種技術的性能最好？簡述四大虛擬化技術的特點與優(yōu)勢，以及分別適用于哪類場景。如何給用戶解釋虛擬化平臺與云技術平臺的區(qū)別？1234學習進步！虛擬化技術應用與實踐第2章VMwarevSphere虛擬化技術VMwarevSphere作為目前業(yè)界領先且最可靠的虛擬化平臺，在企業(yè)中有著極為廣泛的應用。本章將為讀者介紹虛擬化平臺VMwarevSphere5.5的各個組件，以及其安裝使用方法。虛擬化技術應用與實踐1VMwarevSphere簡介2ESXi簡介3VMwarevSphere網(wǎng)絡管理4VMwarevSphere實踐教學重點vSphere是VMware推出的基于云計算的新一代數(shù)據(jù)中心虛擬化套件，提供了虛擬化基礎架構(gòu)、高可用性、集中管理、監(jiān)控等一整套解決方案。VMware于2001年正式推出了企業(yè)級虛擬化產(chǎn)品ESX（ESX和ESXi都是vSphere的組件），該產(chǎn)品到現(xiàn)在已歷經(jīng)了5代演進。而整個架構(gòu)功能經(jīng)過不斷擴展，也越來越完善。利用VMwarevSphere這個虛擬化平臺，可使所有的應用程序和服務具備高級別的可用性和響應速度。它通過將關鍵業(yè)務應用程序與底層硬件分離來實現(xiàn)前所未有的可靠性和靈活性，從而優(yōu)化IT服務的交付，使每種應用程序工作負載都能夠以最低的總體成本履行高級別的應用程序服務協(xié)議。2.1VMwarevSphere簡介2.1.1VMwarevSphere和虛擬化基礎架構(gòu)VMwarevSphere構(gòu)建了虛擬化基礎架構(gòu)，將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)換為可擴展的聚合計算機基礎架構(gòu)。虛擬基礎架構(gòu)還可以充當云計算的基礎。完美的VMwarevSphere架構(gòu)是由軟件和硬件組成的。VMwarevSphere的物理結(jié)構(gòu)由x86虛擬化服務器、存儲網(wǎng)絡和陣列、IP網(wǎng)絡、管理服務器和桌面客戶端組成。vSphere物理結(jié)構(gòu)2.1.1VMwarevSphere和虛擬化基礎架構(gòu)1．x86虛擬化服務器x86虛擬化服務器是VMwarevSphere提供的一種虛擬化的資源，在其上面可以運行虛擬機。x86虛擬化服務器主要為虛擬化提供CPU計算能力和內(nèi)存等資源。2．存儲網(wǎng)絡和陣列

存儲是虛擬化的基石，用于存放大量虛擬化數(shù)據(jù)。存儲資源是由vSphere來分配的，這些資源在整個數(shù)據(jù)中心的虛擬機之間共享。存儲網(wǎng)絡和陣列由光纖通道SAN存儲陣列技術、iSCSISAN存儲陣列技術和NAS存儲陣列技術構(gòu)成。3．IP網(wǎng)絡

IP網(wǎng)絡是連接各種資源和對外服務的通道，每臺x86服務器和存儲器都處于不同的網(wǎng)絡。IP網(wǎng)絡為整個虛擬化數(shù)據(jù)中心提供可靠的網(wǎng)絡連接。4．管理服務器和桌面客戶端

管理服務器提供了基本的數(shù)據(jù)中心服務，如訪問控制、性能監(jiān)控和配置功能。2.1.2VMwarevSphere平臺系統(tǒng)架構(gòu)VMwarevSphere平臺從其自身的系統(tǒng)架構(gòu)來看，可分為3個層次：虛擬化層、管理層、接口層。這3層構(gòu)建了VMwarevSphere平臺的整體，如圖所示。VMwarevSphere平臺充分利用了虛擬化資源、控制資源和訪問資源等各種計算機資源，同時還能為IT組織提供靈活可靠的服務c2.1.2VMwarevSphere平臺系統(tǒng)架構(gòu)2．管理層管理層是非常重要的一層，是虛擬化環(huán)境的中央分布點。管理層軟件可提高虛擬基礎架構(gòu)每個級別上的集中控制和可見性，通過主動管理發(fā)揮vSphere潛能，是一個具有廣泛合作伙伴體系支持的可伸縮、可擴展的平臺。3．接口層用戶可以通過vSphereClient或vSphereWebClient客戶端訪問VMwarevSphere數(shù)據(jù)中心。vSphereClient是一個Windows的應用程序，可用來訪問虛擬平臺，還可以通過命令行界面和SDK自動管理數(shù)據(jù)中心。1．虛擬化層VMwarevSphere的虛擬化層是最底層，包括基礎架構(gòu)服務和應用程序服務?；A架構(gòu)服務是用來分配硬件資源的，包括計算機服務、網(wǎng)絡服務和存儲服務。2.1.3VMwarevSphere組件及功能VMwareESXi是VMwarevSphere的操作系統(tǒng)，其他的組件都建立在它之上。VMwareESXi服務器可在通用環(huán)境下分區(qū)和整合系統(tǒng)的虛擬主機軟件，是具有高級資源管理功能的、高效靈活的虛擬主機平臺。它是運行在物理硬件上的虛擬化層，將計算機資源分成若干個邏輯資源，將處理器、內(nèi)存、存儲器和資源虛擬化為多個虛擬機。VMwarevCenterServer是管理端VMwarevSphere的操作系統(tǒng)，是配置、置備和管理虛擬化IT環(huán)境的中心，是調(diào)度資源的總控。2.1.3VMwarevSphere組件及功能MwarevSphereClient：允許用戶從任何WindowsPC遠程連接到vCenterServer或ESXi的界面。VMwarevSphereWebClient：允許用戶通過Web瀏覽的方式訪問vCenterServer或ESXi的界面。VMwarevSphereSDK：為第三方解決方案提供的標準界面。vSphere虛擬機文件系統(tǒng)（VMFS）：ESXi虛擬機的高性能集群文件系統(tǒng)。vSphereVirtualSMP：可以使單一的虛擬機同時使用多個物理處理器。vSpherevMotion：可以將虛擬機從一臺物理服務器遷移到另一臺物理服務器，同時保持零停機時間、連續(xù)的服務可用性和事務處理的完整性。vSphereStoragevMotion：可以將數(shù)據(jù)存儲遷移至另一個數(shù)據(jù)存儲。vSphereHighAvailability（HA）：高可用性，如果服務器出現(xiàn)故障，受到影響的虛擬機會在其他擁有多余容量的可用服務器上重新啟動。ResourceScheduler（DRS）：可為虛擬機收集硬件資源，動態(tài)分配和平衡計算容量。vSphere存儲DRS：在數(shù)據(jù)存儲集合之間動態(tài)分配和平衡存儲容量及I/O。下面介紹VMwarevSphere的組件及其功能。2.1.3VMwarevSphere組件及功能vSphereStandard版提供入門級解決方案，可用于實現(xiàn)服務器的基本整合，以大幅削減硬件成本，同時可加速應用程序部署。每個Standard版許可證可授權(quán)32GB的虛擬RAM。vSphereEnterprise版提供功能強大的解決方案，可用于優(yōu)化IT資產(chǎn)，確保經(jīng)濟高效的業(yè)務連續(xù)性，并可通過自動化簡化IT運營。每個Enterprise版許可證可授權(quán)64GB的虛擬RAM。vSphereEnterprisePlus版提供各種vSphere功能，可以將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)換為極為簡化的云計算基礎架構(gòu)，既可運行當今的應用程序，又可提供靈活可靠的下一代IT服務。每個EnterprisePlus版許可證授權(quán)96GB的虛擬RAM。從前面講述的ESXi可以得知，ESXi是vSphere產(chǎn)品套件中的重要一部分，負責將計算機的物理資源轉(zhuǎn)化為邏輯資源，從而保證高效地使用計算機資源，如今的最新版本是ESXi5.0。在此版本之前存在兩個版本，即ESXi和ESX。2.2ESXi簡介2.2.1VMwareESXi的七大重要功能（1）鏡像生成器。這是一套新的命令行實用程序，管理員可以用它創(chuàng)建包含專用于硬件的第三方組件（如驅(qū)動程序和CIM提供的程序）的自定義ESXi鏡像。鏡像生成器創(chuàng)建的鏡像可用于各種類型的部署。（2）面向服務的無狀態(tài)防火墻。

ESXi5.0管理界面使用一種面向服務的無狀態(tài)防火墻引擎加以保護，IT管理員可以使用vSphereClient或者帶有esxcli接口的命令行對該防火墻進行配置。在ESXi5.0中，VMware提供了七大重要的增強功能，包括鏡像生成器（ImageBuilder）、面向服務的無狀態(tài)防火墻、增強的SNMP支持、安全系統(tǒng)日志（SecureSyslog）、自動部署（VMwarevSphereAutoDeploy）、擴展增強型esxcli框架及新一代的虛擬機硬件。（3）增強的SNMP支持。

ESXi5.0擴展了SNMPv.2支持，用戶可以全面監(jiān)控主機上的所有硬件。2.2.1VMwareESXi的七大重要功能（5）自動部署。自動部署與主機配置文件、鏡像生成器及PXE配合使用，簡化了管理多臺計算機安裝、升級ESXi的操作。ESXi主機鏡像集中存儲在自動部署庫中，可以根據(jù)自定義的規(guī)則自動實現(xiàn)新主機的部署，讓重建服務器變得像重新啟動一樣簡單。（6）擴展增強型esxcli框架。

全新的擴展增強型esxcli框架提供了一組豐富、一致和可擴展的命令，包括各種便于在主機上進行故障排除和維護的新命令。（7）新一代的虛擬機硬件。

ESXi5.0引入了新一代的虛擬機硬件版本，將ESXi4.1中的虛擬機版本7升級為版本8，相關虛擬機硬件規(guī)格升級至32個虛擬CPU、1TB內(nèi)存，能夠運行WindowsAero的非硬件加速3D圖形卡，支持USB3.0設備（僅使用Linux客戶操作系統(tǒng)時）和UEFI虛擬BIOS等。。（4）安全系統(tǒng)日志。ESXi5.0在系統(tǒng)信息日志記錄方面提供了一些增強功能，所有日志信息都通過Syslog生成，可以使用安全套接字層（SSL）或TCP連接將日志信息保存到本地或遠程日志服務器中。2.2.2VMwareESX與VMwareESXi的區(qū)別VMwareESX依靠Linux操作系統(tǒng)（稱為服務控制臺）來執(zhí)行以下兩項管理功能：執(zhí)行腳本；安裝用于硬件監(jiān)控、備份或系統(tǒng)管理的第三方代理。ESXi中已刪除了服務控制臺，從而大大減少了此管理程序的占用空間，引導了將管理功能從本地命令行界面遷移到遠程管理工具的發(fā)展趨勢。更小的ESXi代碼庫意味著“受攻擊面”更小，需要修補的代碼也更少，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。服務控制臺的功能由符合系統(tǒng)管理標準的遠程命令行界面取代。VMwareESXi是著手實現(xiàn)虛擬化的最簡單途徑。將應用程序整合到更少的服務器上，可減少硬件、電力、散熱和管理成本，從而節(jié)省資金。VMwareESXi已經(jīng)過優(yōu)化和測試，它甚至可以用最低的性能開銷運行資源占用量最大的應用程序和數(shù)據(jù)庫。利用VMwareESXi，可以在一臺服務器上運行多個操作系統(tǒng)，從而降低硬件成本；可以運行更為環(huán)保的數(shù)據(jù)中心，從而降低能源成本；可以使應用程序的備份和恢復更為簡單，從而在生產(chǎn)環(huán)境中盡量節(jié)約運行資源。VMwarevSphere使用的是高度依賴網(wǎng)絡連接的分布式體系結(jié)構(gòu)。要充分利用虛擬化的優(yōu)勢，就需要優(yōu)化vSphere數(shù)據(jù)中心的虛擬網(wǎng)絡基礎架構(gòu)。要進行優(yōu)化，就需要了解虛擬網(wǎng)絡的組件及各組件之間的交互方式，以實現(xiàn)對虛擬機的管理及為其提供資源。VSphere數(shù)據(jù)中心的體系結(jié)構(gòu)包括vNetwork標準交換機的體系結(jié)構(gòu)、分布式交換機的體系結(jié)構(gòu)及第三方交換機。2.3VMwarevSphere網(wǎng)絡管理2.3VMwarevSphere網(wǎng)絡管理1．物理網(wǎng)絡連接VMwarevSphere的基礎架構(gòu)需要物理網(wǎng)絡的支持。物理網(wǎng)絡是為了使物理機之間能夠收發(fā)數(shù)據(jù)而在物理機之間建立的網(wǎng)絡，VMwareESXi運行于物理機之上。每臺ESXi主機都不能離開物理網(wǎng)絡，一旦離開物理網(wǎng)絡，里面的虛擬網(wǎng)絡就沒有意義了。2．VMwarevSphere虛擬網(wǎng)絡虛擬網(wǎng)絡是運行于單臺物理機之上的虛擬機之間為了互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)而相互邏輯連接所形成的網(wǎng)絡。虛擬機可連接到添加網(wǎng)絡時創(chuàng)建的虛擬網(wǎng)絡。每個虛擬機都有一個或者多個網(wǎng)卡，這些虛擬網(wǎng)卡都是通過虛擬網(wǎng)絡來通信的，可以讓數(shù)據(jù)中心中的虛擬機像物理環(huán)境中的物理機一樣聯(lián)網(wǎng)。2.3VMwarevSphere網(wǎng)絡管理在VMwarevSphere虛擬網(wǎng)絡里，虛擬環(huán)境提供了與物理環(huán)境類似的網(wǎng)絡元素。這些元素包括虛擬網(wǎng)絡接口卡（虛擬網(wǎng)卡）、vSphereDistributedSwitch（VDS）、分布式端口組、vSphere標準交換機（VSS）和端口組。虛擬交換機可將其上行鏈路連接到多個物理以太網(wǎng)適配器以啟用網(wǎng)卡綁定。通過網(wǎng)卡綁定，兩個或多個物理適配器可用于分攤流量負載，或者在出現(xiàn)物理適配器硬件故障或網(wǎng)絡中斷時提供被動故障切換。而端口組是虛擬環(huán)境特有的概念。端口組是一種策略設置機制，這些策略用于管理與端口組相連的網(wǎng)絡。一個虛擬交換機可以有多個端口組。虛擬機將其虛擬網(wǎng)卡連接到端口組，而不是連接到虛擬交換機上的特定端口。即使與同一端口組相連接的虛擬機各自在不同的物理服務器上，這些虛擬機也都屬于虛擬環(huán)境內(nèi)的同一網(wǎng)絡。下面主要介紹安裝ESXi5.5、ESXi的簡單配置、為ESXi設置IP地址和使用VMwarevSphereClient連接ESXi。2.4VMwarevSphere的安裝與配置2.4.1安裝ESXi5.5打開VirtualBox虛擬化軟件，單擊“新建”圖標，新建一個虛擬機，填寫“名稱”為VMwarevSphere，在“類型”下拉列表中選擇Linux，在“版本”下拉列表中選擇OtherLinux（64-bit），單擊“下一步”按鈕，如圖所示。步驟一選擇分配給虛擬計算機的內(nèi)存為4GB，可直接輸入4096或通過滑動按鈕調(diào)整，如右圖所示。步驟二2.4.1安裝ESXi5.5完成虛擬機的創(chuàng)建之后，單擊軟件界面上的“設置”圖標，如圖所示。步驟三依次選擇“系統(tǒng)”→“處理器”選項，將“處理器數(shù)量”設置為2，如圖所示。步驟四2.4.1安裝ESXi5.5選擇“存儲”選項，在“屬性”欄的“分配光驅(qū)”下拉列表右側(cè)單擊光盤圖標，添加EXSi5.5的ISO文件，如圖所示。步驟五保存配置以后啟動虛擬機，在啟動界面選擇第一項，第二個選項是從本地磁盤啟動，如圖所示。步驟六2.4.1安裝ESXi5.5選擇第一項以后，系統(tǒng)進入安裝ESXi過程，如圖所示。步驟七安裝完成，進入ESCi的歡迎界面，按Enter鍵繼續(xù)，如圖所示。步驟八在用戶授權(quán)使用協(xié)議頁面，按F11鍵接受許可協(xié)議。同意協(xié)議后，系統(tǒng)開始掃描本地設備，如圖所示。步驟九2.4.1安裝ESXi5.5在SelectaDisktoInstallorUpgrade界面中為ESXi選擇安裝位置，本次操作中選擇了一個10GB的硬盤。在實際環(huán)境中，可能有多塊物理硬盤或者RAID卡可供選擇，所選擇的磁盤可能會被重新分區(qū)，這樣原有的數(shù)據(jù)會被抹去，如圖所示。按Enter鍵進入下一步。步驟十選擇主機的鍵盤類型為USDefault，安裝后可在直接控制臺中更改鍵盤類型，如圖所示。按Enter鍵進入下一步。步驟十一2.4.1安裝ESXi5.5輸入主機的根密碼，可以將密碼留空，但為了確保第一次引導系統(tǒng)的安全性，建議輸入不少于7位字符的密碼，安裝后可在控制臺中更改密碼，如圖所示。設置完密碼后按Enter鍵進入下一步。步驟十二需要在計算機BIOS中和虛擬化軟件中開啟虛擬化技術（VirtualizationTechnology，VT），否則會拋出錯誤警告，如圖所示。開啟完后按Enter鍵進入下一步。步驟十三2.4.1安裝ESXi5.5在確認安裝界面中按F11鍵開始安裝，如圖所示，在安裝過程中會顯示安裝進度，如圖所示。步驟十四2.4.1安裝ESXi5.5安裝完成后，按Enter鍵重啟主機，準備重啟如圖所示，正在重啟如圖所示。系統(tǒng)重啟完畢，啟動ESXi5.5系統(tǒng)，會在控制臺窗口中看到服務器的信息，如服務器的CPU、內(nèi)存的信息及網(wǎng)絡IP信息，如圖所示。如果要訪問這臺主機，可以在瀏覽器中輸入其IP地址。步驟十五要使用剛安裝的ESXi系統(tǒng)，需要進行一些簡單的配置。系統(tǒng)提供了一個表格，表中為ESXi5.5所使用的按鍵及說明。2.4.2ESXi的簡單配置為ESXi設置IP地址的步驟如下。2.4.3為ESXi設置IP地址在控制臺中按F2鍵進行設置。在彈出的窗口中輸入安裝時設置的根密碼，按Enter鍵。認證完成后進入ESXi的設置界面即可進行基礎設置，如圖所示。步驟一進入設置菜單后，選擇網(wǎng)絡IP并配置，按Enter鍵，如圖所示。步驟二在默認情況下，ESXi使用的是DHCP網(wǎng)絡，這里進行靜態(tài)IP地址和網(wǎng)絡配置，如圖所示。輸入IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關，然后按Enter鍵，如圖所示。步驟三2.4.3為ESXi設置IP地址選擇DNS服務器地址和主機名，輸入主服務器、備用服務器（可選）和主機名稱。如果ESXi服務器在域網(wǎng)絡環(huán)境中，那么要在這里起一個與域中不重名的計算機名稱，然后在域服務器和DNS服務器中手動添加。這樣，ESXi就加入了域網(wǎng)絡，查看設置如圖所示。設置完成后，按Esc鍵退出設置。步驟四系統(tǒng)提示是否重啟網(wǎng)絡，按Y鍵選擇Yes，則剛才設置的IP地址在重啟網(wǎng)絡后立即生效，如圖所示。步驟四2.4.4使用VMwarevSphereClient連接ESXi在要安裝VMwarevSphereClient的系統(tǒng)上，先移除以前安裝的所有版本的MicrosoftVisual。在Windows計算機中打開Web瀏覽器，在地址欄中輸入“0/”。由于沒有安裝這個網(wǎng)站的證書，所以會顯示此網(wǎng)站的安全證書有問題，會視為有問題的網(wǎng)站。但不用擔心，選中“繼續(xù)瀏覽此網(wǎng)站（不推薦）”選項即可，如左圖所示。打開VMwareESXi5.5站點，然后單擊下載vSphereClient的鏈接，如右圖所示。步驟一2.4.4使用VMwarevSphereClient連接ESXi下載后安裝VMwarevSphereClient5.5，如圖所示。步驟二成功安裝VMwarevSphereClient5.5以后，打開VMwarevSphereClient程序，以root用戶身份登錄ESXi主機。輸入IP地址或主機名，輸入用戶名root，輸入在直接控制臺中設置的密碼，然后單擊“登錄”按鈕。此時會顯示安全警告，要繼續(xù)，可單擊“忽略”按鈕，如圖所示。步驟三2.4.4使用VMwarevSphereClient連接ESXi進入VMware后會提示有60天的評估許可，在這60天的評估許可期內(nèi)，用戶可以獲得ESXi的所有功能，不受限制，如圖所示。步驟四進入VMwarevSphereClient，此時已經(jīng)連接到ESXi中了，在這里可以對此服務器進行資源的劃分，如圖所示。步驟五下面主要介紹在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機以及在ESXi上安裝操作系統(tǒng)。2.5ESXi虛擬機的管理2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機使用root登錄vSphereClient，并連接ESXi主機。選擇“主機”選項，在彈出的菜單中選擇“創(chuàng)建新虛擬機”命令。也可以在“清單”菜單中創(chuàng)建新虛擬機，如圖所示。步驟一雖然使用VMwarevSphereClient直接管理ESXi主機，但是已經(jīng)可以體現(xiàn)出虛擬化帶來的好處了。虛擬機是虛擬基礎架構(gòu)中的關鍵組件。可以創(chuàng)建單個虛擬機并將其添加到vSphere清單中，具體操作步驟如下。2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機選擇新虛擬機的配置選項，其中的“典型”選項可跳過一些很少需要更改其默認值的選項，從而縮短了虛擬機創(chuàng)建過程；“自定義”選項要列出每個需要設置的虛擬硬件。這里選擇“自定義”設置，并創(chuàng)建新虛擬機的名稱，如圖示。步驟二選擇虛擬機文件的一個目標存儲，單擊“下一步”按鈕，如圖所示。步驟三2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機選擇虛擬機的版本，選擇好后單擊“下一步”按鈕。這里選擇“虛擬機版本：8”選項。虛擬機版本8與ESXi5.0或更高版本的主機兼容，能提供最新的虛擬機功能，如圖所示。步驟四在“客戶機操作系統(tǒng)”選項的“版本”下拉列表中選擇“MicrosoftWindows7（64位）”，VMwarevSphere支持大部分的Windows和Linux的操作系統(tǒng)，如圖所示。步驟五2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機設置虛擬機的CPU個數(shù)，虛擬機最多可配置32個虛擬CPU。主機上許可的CPU數(shù)量、客戶機操作系統(tǒng)支持的CPU數(shù)量和虛擬機硬件版本決定用戶可以添加的虛擬CPU數(shù)量，這里設置為1，如圖所示。步驟六為虛擬機分配內(nèi)存，虛擬機內(nèi)存的最大值取決于主機的物理內(nèi)存及虛擬機的硬件版本，這里設置為2GB，如圖所示。步驟七2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機在創(chuàng)建網(wǎng)絡連接界面上可以選擇虛擬機的網(wǎng)卡數(shù)量、網(wǎng)絡和配置器。最多可選4個網(wǎng)卡，這里在創(chuàng)建虛擬機后進行虛擬機設置，添加一個網(wǎng)卡，如圖所示。步驟八在新建虛擬機向?qū)У摹癝CSI控制器”界面上可選擇SCSI控制器類型，如圖所示。步驟九2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機在選擇磁盤類型的界面上，可選擇創(chuàng)建新的虛擬磁盤、使用現(xiàn)有虛擬磁盤，或者創(chuàng)建裸機映射。這里只能添加一塊硬盤，若想繼續(xù)添加，則可以在建立虛擬機后在虛擬機設置里添加，如圖所示。步驟十如圖所示，設置磁盤的大小、指定磁盤的置備和數(shù)據(jù)存放的位置?！按疟P置備”包括3個選項。步驟十一2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機設置高級選項，選擇磁盤的設備節(jié)點和磁盤受快照影響的模式，如圖所示。步驟十二在“即將完成”頁面查看并確認虛擬機配置，單擊“完成”按鈕，開始虛擬機的建立，如圖所示。步驟十三2.5.1在ESXi上創(chuàng)建第一臺虛擬機創(chuàng)建完虛擬機之后，要繼續(xù)安裝操作系統(tǒng)，就要準備安裝光盤或ISO文件。如果要修改虛擬機的配置，可以選擇“編輯虛擬機設置”選項，對虛擬機的配置進行詳細設置，如圖2-46所示。步驟十四安裝操作系統(tǒng)，從光驅(qū)引導，選擇光驅(qū)設置，在“設備類型”選項組中有客戶端設備、主機設備和數(shù)據(jù)存儲ISO文件，如圖2-47所示。步驟十五2.5.2在ESXi上安裝操作系統(tǒng)將操作系統(tǒng)ISO放到ESXi能訪問的存儲上，由于是將ESXi安裝在本地磁盤，并使用本地磁盤作為基本的虛擬機存放位置，在ESXi中，本地磁盤被看作是一個默認的存儲，所以將操作系統(tǒng)ISO文件放置于本地磁盤上。在控制面板中右擊datastorel，在彈出的快捷菜單中選擇“瀏覽數(shù)據(jù)存儲”命令，如圖所示。2.5.2在ESXi上安裝操作系統(tǒng)在這里可以看到之前建立的以虛擬機名稱命名的文件夾，里面存放的是虛擬機的文件。我們在這里要新建一個文件夾，命名為ISO。之后進入這個文件夾，選中上傳文件或者上傳文件夾，如左圖和右圖所示。步驟一2.5.2在ESXi上安裝操作系統(tǒng)選擇要上載的操作系統(tǒng)ISO文件或者文件夾后單擊“打開”按鈕開始上傳，如圖所示。步驟二回到虛擬光驅(qū)設置界面，選擇“數(shù)據(jù)存儲ISO文件”單選按鈕，單擊“瀏覽”按鈕，選擇剛才上傳的操作系統(tǒng)ISO文件，選中“打開電源時連接”復選框，如圖所示。步驟三2.5.2在ESXi上安裝操作系統(tǒng)設置完成后，單擊“啟動虛擬機”按鈕，再單擊“啟動虛擬機控制臺”按鈕打開虛擬機控制界面，如圖所示。步驟四在虛擬機中按照提示安裝操作系統(tǒng)直至安裝完成。若要從虛擬機控制界面釋放鼠標，按Ctrl+Alt組合鍵即可，虛擬機控制臺如圖所示。步驟五2.5.2在ESXi上安裝操作系統(tǒng)VMwareTools是VMware虛擬機中自帶的一種增強工具，提供增強虛擬顯卡和硬盤性能及同步虛擬機與主機時鐘的驅(qū)動程序，可實現(xiàn)主機與虛擬機之間的文件共享，支持自由拖曳的功能。鼠標指針也可以在虛擬機與主機之間自由移動（不再按Ctrl+Alt組合鍵），且虛擬機屏幕也可以實現(xiàn)全屏化。安裝VMwareTools十分簡單，只要在控制面板上依次選擇“清單”→“虛擬機”→“客戶機”→“安裝/升級VMwareTools”選項即可。它會自動替換CD/DVD的ISO文件進行安裝，如圖所示。步驟六2.5.2在ESXi上安裝操作系統(tǒng)進入虛擬機系統(tǒng)，開始安裝VMwareTools，如圖所示。步驟七VMwareTools有3種安裝方式，可根據(jù)自己的需求來選擇，如圖所示。步驟八VMwareTools安裝完成后會提示重啟生效，這時只需要重啟系統(tǒng)即可。至此，一個虛擬機就全部安裝完畢，是否重啟系統(tǒng)對話框如圖所示。步驟九VMwarevSphere網(wǎng)絡管理主要包括創(chuàng)建虛擬機網(wǎng)絡和測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性。2.6VMwarevSphere網(wǎng)絡管理2.6.1創(chuàng)建虛擬機網(wǎng)絡在清單窗格中選擇主機，打開“配置”選項卡，在“網(wǎng)絡”選項中可以看到ESXi服務器的網(wǎng)絡設置。在ESXi系統(tǒng)裝好后，系統(tǒng)會使用第一塊網(wǎng)卡自動創(chuàng)建一個交換機，并且創(chuàng)建兩個端口組，其中一個是虛擬機通信端口組，一個是管理ESXi的控制通道端口，如圖所示。步驟一對于外部環(huán)境而言，虛擬網(wǎng)卡具有自己的MAC地址以及一個或多個IP地址，和物理網(wǎng)卡一樣，它也能對標準以太網(wǎng)協(xié)議做出準確的響應。具體設置步驟如下。2.6.1創(chuàng)建虛擬機網(wǎng)絡物理網(wǎng)卡是默認使用的服務器的第一塊網(wǎng)卡vmnic0，并且使用這塊網(wǎng)卡的vSwitch0為默認的交換機。黑色部分為虛擬交換機，右邊為物理網(wǎng)絡，左邊為上行線路虛擬機網(wǎng)絡，如圖2-60所示。步驟二下面就在vSwitch0上創(chuàng)建一個虛擬機端口組。在標準交換機右邊單擊“屬性”按鈕，在彈出的屬性窗口中，可以看到虛擬交換機的基本信息，如圖所示。步驟三2.6.1創(chuàng)建虛擬機網(wǎng)絡在“端口”選項卡中，單擊“添加”按鈕，在彈出的對話框中選擇虛擬機，添加有標記的網(wǎng)絡，以處理虛擬機網(wǎng)絡流量。VMkernel網(wǎng)絡接口為主機提供網(wǎng)絡連接，并且處理VMwarevMotion、IP存儲器和FaultTolerance。選中“虛擬機”單選按鈕，如圖所示。步驟四為虛擬網(wǎng)絡端口組輸入網(wǎng)絡標簽和VLANID。VLANID從1～4094，可以劃分不同的VLAN。和物理機相同，如果虛擬機在不同的VLAN里，雖然都是通過一個網(wǎng)卡出入，但是不同VLAN里的虛擬機無法通信。如果輸入0或?qū)⑦x項留空，則端口組只能看到標記的（非VLAN）流量。如果輸入4095，端口組可檢測到任何VLAN上的流量，如圖所示。步驟五2.6.1創(chuàng)建虛擬機網(wǎng)絡當創(chuàng)建好虛擬機網(wǎng)絡后，再次創(chuàng)建虛擬機或者修改虛擬機的網(wǎng)絡設置時，就能看到創(chuàng)建的VMNetwork2網(wǎng)絡端口組，可以設置相應的虛擬機通信網(wǎng)絡，如圖所示。步驟六2.6.2測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性創(chuàng)建第三個虛擬機網(wǎng)絡，并為其添加一個VLANID，如圖所示。步驟一本次測試環(huán)境使用的虛擬機操作系統(tǒng)為CentOS6.7，操作系統(tǒng)可在網(wǎng)上自行下載，使用其他操作系統(tǒng)也可完成本次測試。2.6.2測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性創(chuàng)建3個使用不同的虛擬機網(wǎng)絡的虛擬機，一個使用VMNetwork，一個使用之前創(chuàng)建的VMNetwork2，還有一個虛擬機使用VMNetwork3，其網(wǎng)卡屬性配置如圖所示。步驟二2.6.2測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性安裝完CentOS6.7操作系統(tǒng)以后，首先對3臺虛擬機進行網(wǎng)絡的配置，將第一臺虛擬機IP地址配置為1，將第二臺虛擬機IP地址配置為2，將第三臺虛擬機IP地址配置為3，如圖所示。步驟三2.6.2測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性重啟虛擬機的網(wǎng)絡服務，再測試其網(wǎng)絡聯(lián)通性。從第一臺虛擬機ping第二臺虛擬機，再從第二臺虛擬機ping第一臺虛擬機，可見使用不同虛擬機端口組的虛擬機之間的網(wǎng)絡是互通的，如圖所示。servicenetworkrestart步驟四2.6.2測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性重啟虛擬機的網(wǎng)絡服務，再測試其網(wǎng)絡聯(lián)通性。從第一臺虛擬機ping第二臺虛擬機，再從第二臺虛擬機ping第一臺虛擬機，可見使用不同虛擬機端口組的虛擬機之間的網(wǎng)絡是互通的，如圖所示。servicenetworkrestart步驟四servicenetworkrestartping12.6.2測試虛擬機網(wǎng)絡聯(lián)通性接著測試帶有VLANID的虛擬機端口組網(wǎng)絡的虛擬機與沒有VLANID的虛擬機端口組網(wǎng)絡的互通情況。從第一臺虛擬機ping第三臺虛擬機，再從第三臺虛擬機ping第一臺、第二臺虛擬機，可以看出，被VLAN隔離的網(wǎng)絡與不帶VLANID的網(wǎng)絡之間是不能通信的，如圖所示。步驟五ping3servicenetworkrestartping1ping2VMwarevSphere存儲管理主要包括通過ISCSI掛載共享存儲和NFS掛載共享存儲。2.7VMwarevSphere存儲管理2.7.1通過ISCSI掛載共享存儲選擇一臺虛擬機，編輯虛擬機的配置，添加一塊新的硬盤，如圖所示。步驟一指定磁盤的大小，并將“磁盤置備”設置為“厚置備置零”，如圖所示。步驟二通過ISCSI掛載共享存儲的具體步驟如下。2.7.1通過ISCSI掛載共享存儲將模式設置為“獨立”→“持久”，如圖所示。步驟三完成磁盤添加后，在彈出的虛擬機屬性中修改SCSI控制器總線共享方式為“虛擬”，如圖所示。步驟四2.7.1通過ISCSI掛載共享存儲添加第二臺虛擬機連接共享磁盤，添加硬盤時選擇“使用現(xiàn)有虛擬磁盤”單選按鈕，如圖所示。步驟五添加磁盤文件路徑，指明現(xiàn)有磁盤的路徑，如圖所示。步驟六2.7.1通過ISCSI掛載共享存儲完成磁盤添加后，在彈出的虛擬機屬性中，在“SCSI總線共享”選項組中設置SCSI模式為“虛擬”，如右圖所示。步驟七到此為止，掛載虛擬磁盤的操作就結(jié)束了。驗證的方法也很簡單，直接打開虛擬機的電源，沒有出現(xiàn)報錯或者警告，就說明已經(jīng)配置成功，如下圖所示。2.7.2通過NFS掛載共享存儲單擊“配置”選項卡中的“硬件”選項組中的“存儲器”選項，在“數(shù)據(jù)存儲”區(qū)域選擇“添加存儲器”選項，如圖所示。步驟一在彈出的“添加存儲器”對話框中選擇存儲器類型為“網(wǎng)絡文件系統(tǒng)”，如圖所示。步驟二通過NFS掛載共享存儲的具體步驟如下。2.7.2通過NFS掛載共享存儲指定網(wǎng)絡系統(tǒng)文件的服務器地址，以及所在的具體位置，同時也可以為數(shù)據(jù)存儲器命名，如圖所示。設置完成后單擊“下一步”按鈕。步驟三單擊“完成”按鈕，完成NFS的掛載，如圖所示。步驟四2.7.2通過NFS掛載共享存儲查看NFS是否掛載成功，掛載成功后可以查看NFS的詳細信息，如圖所示。步驟五本章小結(jié)VMwarevSphere是目前業(yè)界