虛擬化技術與應用項目教程 課件 項目1-4 虛擬化技術基礎知識-Hyper-V虛擬化技術

虛擬化技術與應用項目教程（微課版）項目1

虛擬化技術基礎知識1.1

項目描述虛擬化（Virtualization）是當今熱門技術——云計算的核心技術之一，它可以實現(xiàn)信息技術（InformationTechnology，IT）資源的彈性分配，使IT資源分配更加靈活、方便，能夠彈性地滿足多樣化的應用需求。虛擬化是指把物理資源轉變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結構之間的壁壘，使程序或軟件在虛擬環(huán)境而不是真實的環(huán)境中運行，是一種可以簡化管理、優(yōu)化資源的解決方案。所有的資源都透明地運行在各種各樣的物理平臺上，資源的管理都按邏輯方式進行，虛擬化技術可以完全實現(xiàn)資源的自動化分配。本項目講解虛擬化基本概念和應用、虛擬化與虛擬機、虛擬化與數(shù)據中心、虛擬化與云計算、虛擬化集群、企業(yè)級虛擬化解決方案、典型的虛擬化廠商及產品等相關理論知識，項目實施部分講解物理服務器虛擬化安裝與配置以及WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝等相關知識與技能。1.2

必備知識1.2.2虛擬化與虛擬機1.2.1虛擬化基本概念和應用1.2.3虛擬化與數(shù)據中心1.2.4虛擬化與云計算1.2.5虛擬化集群1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案

1.2.7典型的虛擬化廠商及產品1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展1.2.1虛擬化基本概念和應用虛擬化是一個廣義的術語，本書的重點是IT領域的虛擬化，目的是快速部署IT系統(tǒng)，提升系統(tǒng)性能和可用性，實現(xiàn)運維自動化，同時降低擁有成本和運維成本。虛擬化是指為運行的程序或軟件營造它們所需要的執(zhí)行環(huán)境。采用虛擬化技術后，程序或軟件可以運行在完全相同的物理計算資源中，但不再獨享底層的物理計算資源，且完全不會影響所運行的計算機的底層結構。虛擬化的主要目的是對IT基礎設施和資源管理方式進行簡化。虛擬化的消費者可以是最終用戶、應用程序、操作系統(tǒng)、訪問資源或與資源交互相關的其他服務。虛擬化是云計算的基礎，使得用戶可以在一臺物理服務器上運行多臺虛擬機。1.2.1虛擬化基本概念和應用1．虛擬化的基本概念

虛擬化是一種可以為不同規(guī)模的企業(yè)降低IT開銷、提高效率的有效方式，代表當前IT的一個重要發(fā)展方向，并在多個領域得到廣泛應用。01OPTION資源虛擬化的使用效率一臺主機對應一個操作系統(tǒng)，后臺多個應用程序會對特定的資源進行爭搶，存在相互沖突的風險①虛擬化前②虛擬化后一臺主機可以“虛擬出”多個操作系統(tǒng)，獨立的操作系統(tǒng)和應用程序擁有獨立的CPU、內存和I/O資源，相互隔離1.2.1虛擬化基本概念和應用02OPTION虛擬化分類①平臺虛擬化針對計算機和操作系統(tǒng)進行的虛擬化，又分為服務器虛擬化（如微軟公司的Hyper-V）和桌面虛擬化（如微軟公司的RemoteDesktopServices）。②資源虛擬化針對特定的計算資源進行的虛擬化，例如，存儲虛擬化是指把操作系統(tǒng)有機地分布于若干內、外存儲器中，所有內、外存儲器結合成虛擬存儲器。網絡資源虛擬化的典型應用是網格計算。③應用程序虛擬化包括仿真、模擬、解釋技術等。Java虛擬機是典型的在應用層進行虛擬化的應用程序?；趹脤拥奶摂M化技術，通過保存用戶的個性化計算環(huán)境的配置信息，可以在任意計算機上重現(xiàn)個性化計算環(huán)境。④存儲虛擬化指將具體的存儲設備或存儲系統(tǒng)同服務器操作系統(tǒng)分隔開來，為存儲用戶提供統(tǒng)一的虛擬存儲池。存儲虛擬化包括基于主機的存儲虛擬化、基于存儲設備的存儲虛擬化。⑤網絡虛擬化指將以前基于硬件的網絡轉變?yōu)榛谲浖木W絡。與所有形式的虛擬化一樣，網絡虛擬化的基本目標是在硬件和利用該硬件的活動之間引入一個抽象層。1.2.1虛擬化基本概念和應用03OPTION全虛擬化與半虛擬化①

全虛擬化也稱為原始虛擬化技術，用全虛擬化模擬出來的虛擬機中的操作系統(tǒng)是與底層的硬件完全隔離的。虛擬機中所有的硬件資源都通過虛擬化軟件來模擬，包括處理器、內存和外部設備，支持運行任何理論上可在真實物理平臺上運行的操作系統(tǒng)，為虛擬機的配置提供了較大的靈活性。②

半虛擬化是一種類似于全虛擬化的技術，需要修改虛擬機中的操作系統(tǒng)來集成一些虛擬化方面的代碼，以減小虛擬化軟件的負載。半虛擬化模擬出來的虛擬機整體性能會更好一些，因為修改后的虛擬機操作系統(tǒng)承載了部分虛擬化軟件的工作。1.2.1虛擬化基本概念和應用2．基于Linux內核的虛擬化解決方案

基于內核的虛擬機（Kernel-basedVirtualMachine，KVM）是一種基于Linux的x86硬件平臺開源全虛擬化解決方案，也是主流的Linux虛擬化解決方案，支持廣泛的客戶機操作系統(tǒng)。01OPTIONKVM模塊KVM模塊是一個可加載的內核模塊kvm.ko?；贙VM對x86硬件架構的依賴，KVM需要使用處理模塊。如果使用Intel架構，則加載kvm-intel.ko模塊；如果使用AMD架構，則加載kvm-amd.ko模塊。KVM模塊負責對虛擬機的虛擬CPU和內存進行管理及調試，主要任務是初始化CPU硬件，打開虛擬化模式，然后使虛擬機運行在虛擬模式下，并對虛擬機的運行提供一定的支持。1.2.1虛擬化基本概念和應用02OPTIONQEMUQEMU并非KVM的一部分，而是一款開源的虛擬機軟件。與KVM不同，作為宿主型的Hypervisor，即使沒有KVM模塊，QEMU也可以通過模擬來創(chuàng)建和管理虛擬機，但因為是純軟件實現(xiàn)，所以其性能較低。QEMU使用KVM模塊的虛擬化功能，為自己的虛擬機提供硬件虛擬化的加速能力，從而極大地提高了虛擬機的性能。KVM的創(chuàng)建和運行是用戶空間的QEMU程序和內核空間的KVM模塊相互配合的過程。KVM模塊本身無法作為Hypervisor模擬出完整的虛擬機，而且用戶也無法直接對Linux系統(tǒng)內核進行操作，因此需要借助其他軟件，QEMU就是這樣一款軟件。1.2.1虛擬化基本概念和應用03OPTIONKVM架構從前面的分析來看，

KVM作為Hypervisor，主要包括兩個重要的組成部分：一個是Linux系統(tǒng)內核的KVM模塊，主要負責虛擬機的創(chuàng)建、虛擬內存的分配、虛擬CPU寄存器的讀寫以及虛擬CPU的運行；另一個是提供硬件仿真的QEMU，用于模擬虛擬機的用戶空間組件、提供I/O設備模型和訪問外部設備的途徑。在KVM中，每一個虛擬機都是一個由Linux調度程序管理的標準進程，可以在用戶空間啟動客戶機操作系統(tǒng)。KVM的基本架構1.2.1虛擬化基本概念和應用04OPTIONKVM虛擬磁盤（鏡像）文件格式在KVM中往往使用鏡像（Image）這個術語來表示虛擬磁盤，虛擬磁盤主要有以下3種文件格式。這是QCOW2的一種改進格式，QED的存儲、定位、查詢方式以及數(shù)據塊大小均與QCOW2一樣，它的目的是改進QCOW2格式的一些缺點，提高性能③QED這是QEMU引入的鏡像文件格式，也是目前KVM默認的格式。QCOW2文件存儲數(shù)據的基本單元是簇（Cluster），每一簇由若干個數(shù)據扇區(qū)組成，每個數(shù)據扇區(qū)的大小是512B②QCOW2這是原始的格式，它直接將文件系統(tǒng)的存儲單元分配給虛擬機使用，采取直讀直寫的策略。該格式實現(xiàn)簡單，不支持如壓縮、快照、加密和寫時拷貝①RAW1.2.1虛擬化基本概念和應用3．Libvirt套件Libvirt是一個軟件集合，是為管理平臺虛擬化技術而設計的開源的應用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）、守護進程和管理工具。它不僅可以對虛擬機進行管理，還可以對虛擬網絡和存儲進行管理。Libvirt最初是為Xen虛擬化平臺設計的API，目前還支持其他多種虛擬化平臺，如KVM、ESXi和QEMU等。在KVM解決方案中，QEMU用來進行平臺模擬，面向上層進行管理和操作；而Libvirt用來管理KVM，面向下層進行管理和操作。Libvirt套件包括兩部分，一部分是服務（守護進程名為libvirtd），另一部分是LibvirtAPI。Libvirt架構1.2.1虛擬化基本概念和應用4．虛擬化的應用虛擬化一方面應用于計算領域，包括虛擬化數(shù)據中心、分布式計算、服務器整合、高性能應用、定制化服務、私有云部署、云托管提供商等；另一方面應用于測試、實驗和教學培訓，如軟件測試和軟件培訓等。1.2.2虛擬化與虛擬機1．虛擬化體系結構虛擬化是一種簡化管理和優(yōu)化資源的解決方案，可以在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)真實環(huán)境中的全部或部分功能。虛擬化使用軟件來模擬硬件并創(chuàng)建虛擬計算機系統(tǒng)。虛擬計算機系統(tǒng)被稱為虛擬機（VirtualMachine，VM），它是一種嚴密隔離的軟件容器，內含操作系統(tǒng)和應用。虛擬化主要通過軟件實現(xiàn)，常見的虛擬化體系結構如下圖所示，這表示一個直接在物理機上運行虛擬機管理程序的虛擬化系統(tǒng)。在x86平臺虛擬化技術中，虛擬機管理程序通常被稱為虛擬機監(jiān)控器（VirtualMachineMonitor，VMM），又稱為Hypervisor。它運行在物理機和虛擬機之間的軟件層上，物理機被稱為主機，虛擬機被稱為客戶機。1.2.2虛擬化與虛擬機常見的虛擬化體系結構主機一般指實際存在的計算機（即物理機），又稱為宿主機。但當虛擬機嵌套時，運行虛擬機的虛擬機也是宿主機，但卻不是物理機。虛擬機指在物理機上運行的操作系統(tǒng)中模擬出來的計算機，又稱為客戶機，理論上完全等同于實體的物理機。每個虛擬機都可以安裝自己的操作系統(tǒng)或應用程序，并連接網絡。1.2.2虛擬化與虛擬機2．Hypervisor的分類Hypervisor基于主機的硬件資源為虛擬機提供了一個虛擬的操作平臺并管理每個虛擬機的運行，所有虛擬機獨立運行并共享主機的所有硬件資源。宿主（Hosted）型宿主型又稱為托管型。Hypervisor運行在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)之上，同樣可以模擬出一整套虛擬硬件平臺，比較常見的有VMwareWorkstation、OracleVMVirtualBox等。原生（Native）型原生型又稱為裸機（Bare-metal）型。Hypervisor作為一個精簡的操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)也是軟件，只不過是比較特殊的軟件）直接運行在硬件之上以控制硬件資源并管理虛擬機，比較常見的有VMware公司的ESXi、微軟公司的Hyper-V等。企業(yè)生產環(huán)境中使用的基本是原生型Hypervisor，宿主型Hypervisor一般用于實驗或測試環(huán)境中1.2.2虛擬化與虛擬機3．虛擬機文件與物理機一樣，虛擬機是運行操作系統(tǒng)和應用程序的軟件計算機。虛擬機包含一組規(guī)范和配置文件，這些文件存儲在物理機可訪問的存儲設備上，所以復制和重復使用虛擬機就變得很容易。虛擬機的文件管理由VMwareWorkstation來執(zhí)行。虛擬機文件管理目錄1.2.1虛擬化基本概念和應用01OPTION虛擬機配置文件虛擬機配置文件包含虛擬機配置信息，如CPU、內存、網卡以及虛擬磁盤的配置信息。創(chuàng)建虛擬機的同時會創(chuàng)建相應的配置文件。更改虛擬機配置后，該文件也會相應地變更。虛擬化軟件根據該文件提供的配置信息從物理機上為該虛擬機分配物理資源，通常使用文本、XML、CFG或VMX格式等，文件體積很小。<VMname>.vmx文件：表示虛擬機配置文件，使用虛擬機程序打開這個文件以啟動虛擬系統(tǒng)。該文件為虛擬機配置文件，存儲著根據虛擬機向導或虛擬機編輯器對虛擬機進行的所有配置。1.2.1虛擬化基本概念和應用02OPTION虛擬機內存文件虛擬機內存文件默認存在于系統(tǒng)盤的根目錄下，系統(tǒng)盤的空間越大，系統(tǒng)就越能騰出更多的空間給虛擬內存，系統(tǒng)也就越穩(wěn)定。<VMname>.vmem文件：表示虛擬機內存文件，與pagefile.sys（也稱為分頁文件）的作用相同。當虛擬系統(tǒng)執(zhí)行關機操作后，該文件消失，但掛起時，該文件不消失。pagefile.sys為分頁文件：即虛擬內存文件，它默認存在于系統(tǒng)盤的根目錄下。系統(tǒng)盤的空間越大，用戶的系統(tǒng)就越能騰出更多的空間給虛擬內存，系統(tǒng)也就越穩(wěn)定，盡量不要把軟件程序裝在系統(tǒng)盤。1.2.1虛擬化基本概念和應用03OPTION虛擬磁盤文件虛擬磁盤文件用于捕獲駐留在主機內存的虛擬機的完整信息，并將信息以一種明確的磁盤文件格式顯示出來。每個虛擬機都從其相應的虛擬磁盤文件啟動，并加載到物理機內存中。<VMname>.vmdk文件：表示虛擬機的一個虛擬磁盤。這是虛擬機的磁盤文件，存儲了虛擬機硬盤驅動器里的信息。一個虛擬機可以由一個或多個虛擬磁盤文件組成。如果在新建虛擬機時指定虛擬磁盤文件為一個單獨文件，則系統(tǒng)將只創(chuàng)建一個<VMname>.vmdk文件。如果在新建虛擬機時指定為每2GB容量單獨創(chuàng)建一個磁盤文件，虛擬磁盤的總大小決定了虛擬磁盤文件的數(shù)量。如果在創(chuàng)建虛擬磁盤時已經分配了所有的空間，那么這些文件將在初始時就具有最大大小并且不再變大了。<VMname>-<###>.vmdk：當虛擬機有一個或多個快照時，就會自動創(chuàng)建該文件。該文件記錄了創(chuàng)建某個快照時，虛擬機所有的磁盤數(shù)據內容。<###>為數(shù)字編號，根據快照數(shù)量自動增加。1.2.1虛擬化基本概念和應用04OPTION虛擬機狀態(tài)文件與物理機一樣，虛擬機也支持待機、休眠等狀態(tài)，這就需要相應的文件來保存計算機的狀態(tài)。<VMname>.vmss文件：用來存儲虛擬機在掛起狀態(tài)時的信息。一些早期版本的虛擬化軟件用.std擴展名來表示這個文件。05OPTION日志文件虛擬化軟件通常使用日志文件記錄虛擬機調試、運行的情況，這些記錄對故障診斷非常有用。<VMname>.log文件：記錄VMwareWorkstation對虛擬機調試、運行的情況。當遇到問題時，這些文件對做出故障診斷有用。關系數(shù)據庫設計06OPTION快照文件當虛擬機建立快照時，就會自動創(chuàng)建快照文件。有幾個快照就會有幾個此類文件。這是虛擬機快照的狀態(tài)信息文件，它記錄了在建立快照時虛擬機的狀態(tài)信息。<###>為數(shù)字編號，根據快照數(shù)量自動增加，如<VMname>-Snapshot<###>.vmsn。當運行一個“虛擬系統(tǒng)”時，為防止該系統(tǒng)被另外一個VMware程序打開，導致數(shù)據被修改或損壞，VMware會自動在該“虛擬系統(tǒng)”所在的文件夾下生成3個鎖定文件（虛擬系統(tǒng)鎖定文件、虛擬磁盤鎖定文件、虛擬內存鎖定文件），分別為systemType.vmx.lck、systemType.vmdk.lck、systemTyep.vmem.lck。1.2.2虛擬化與虛擬機4．虛擬機的主要特點虛擬機實現(xiàn)了應用程序與操作系統(tǒng)和硬件的分離，從而實現(xiàn)了應用程序與平臺的無關性，具有以下特點。（1）可同時在同一個主機上運行多個操作系統(tǒng)，每個操作系統(tǒng)都有自己獨立的一個虛擬機，就如同網絡上一個獨立的主機；可在虛擬機之間分配系統(tǒng)資源。（2）在虛擬機上安裝同一種操作系統(tǒng)的另一發(fā)行版，不需要重新對硬盤進行分區(qū)。在硬件層面進行故障和安全隔離，利用高級資源控制功能保持性能。（3）虛擬機之間共享文件、應用、網絡資源等。虛擬機的完整狀態(tài)保存在文件中，移動和復制虛擬機就像移動和復制文件一樣便捷。（4）可以運行采用客戶機/服務器方式的應用，也可以在同一臺計算機上使用另一個虛擬機的所有資源。1.2.2虛擬化與虛擬機5．虛擬機的應用虛擬機現(xiàn)在已廣泛應用于IT的各行各業(yè)，下面列舉幾個主要的應用。12345678910虛擬服務器電子商務平臺ASP應用平臺數(shù)據共享平臺數(shù)據庫存儲平臺服務器整合IT基礎設施管理系統(tǒng)快速恢復IT人員測試和實驗軟件開發(fā)與調試1.2.3虛擬化與數(shù)據中心1．傳統(tǒng)數(shù)據中心隨著IT的發(fā)展，數(shù)據中心的地位越來越重要，而服務器虛擬化技術主導著數(shù)據中心的發(fā)展。使用虛擬化技術改造現(xiàn)有數(shù)據中心或建設新的數(shù)據中心就成為一種趨勢。01OPTION傳統(tǒng)數(shù)據中心簡介數(shù)據中心是一整套復雜的設施，不僅包括計算機系統(tǒng)和與之配套的設備，還包含冗余的數(shù)據通信連接、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備以及各種安全裝置。傳統(tǒng)數(shù)據中心如圖所示。企業(yè)應用需要多臺服務器支持，每臺服務器運行一個單一的組件，這些組件包括數(shù)據庫服務器、文件服務器、應用服務器、中間件，以及其他各種配套軟件。傳統(tǒng)數(shù)據中心1.2.3虛擬化與數(shù)據中心02OPTION傳統(tǒng)數(shù)據中心存在的問題傳統(tǒng)數(shù)據中心架構設計落后，構成復雜且難以管理，主要存在以下幾個方面的問題。風險和意外頻發(fā)，安全性、高可用性和業(yè)務持續(xù)性需求難以保證。能源成本消耗過大，能源利用率低，浪費現(xiàn)象嚴重。資源調配困難。根據業(yè)務系統(tǒng)的各自要求建設的應用系統(tǒng)之間彼此相對獨立，很難從IT基礎架構整體的角度考慮資源分配及使用的合理性。服務器等硬件設備利用率過低。管理和運維自動化程度不足，效率低，成本高。傳統(tǒng)數(shù)據中心的資源配置和部署過程多采用人工方式，沒有相應的管理平臺支持和自動部署能力，存在大量重復性工作。①③②④⑤1.2.3虛擬化與數(shù)據中心2．新一代數(shù)據中心為了解決傳統(tǒng)數(shù)據中心存在的問題，人們提出了新一代數(shù)據中心的解決方案，目的是建設一個整合的、標準化的、虛擬化的、自動化的適應性基礎設施架構和高可用計算環(huán)境。它可提供優(yōu)化的IT服務管理，通過模塊化軟件實現(xiàn)7×24小時無人值守的自動化計算與服務管理能力，并以服務流水線的方式提供共享的基礎設施、信息與應用等IT服務，能夠持續(xù)改進和提高服務。3．軟件定義數(shù)據中心軟件定義數(shù)據中心（SoftwareDefinedDataCenter，SDDC）這個概念由VMware公司于2012年首次提出，是指通過軟件實現(xiàn)整個數(shù)據中心內基礎設施資源的抽象化、池化部署和管理，滿足定制化、差異化的應用和業(yè)務需求，有效交付云服務。SDDC的核心思想是對處理器、網絡、存儲和可能的中間件等資源進行池化，按需調配，形成全虛擬化的基礎架構。1.2.3虛擬化與數(shù)據中心從功能架構上，SDDC可分為以下4個部分。（1）軟件定義計算（2）軟件定義存儲（3）SDN（4）一體化管理軟件（IMS）軟件定義計算（SoftwareDefinedCompute，SDC）是指將計算功能從其所在的硬件中虛擬化和抽象化出來。在SDC中，數(shù)據中心的計算功能可以跨任意數(shù)量的處理單元匯集，工作負載可以分散在它們之間。軟件定義存儲（SoftwareDefinedStorage，SDS）是一種數(shù)據存儲方式，所有存儲相關的控制工作都僅在相對于物理存儲硬件的外部軟件中進行。SDN是一種網絡管理方法，它支持動態(tài)的、以編程方式實現(xiàn)的、高效的網絡配置，以提高網絡性能，使其更像云計算而不是傳統(tǒng)的網絡管理。SDN是當前網絡領域較為熱門且具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g之一，具有傳統(tǒng)網絡無法比擬優(yōu)勢。SDDC提供基于策略的智能數(shù)據中心管理軟件來自動實施和管理全虛擬化的數(shù)據中心，從而大幅簡化監(jiān)管和運維。借助一體化管理平臺，可以跨物理地域、異構基礎架構和混合云來集中監(jiān)控和管理所有應用。1.2.3虛擬化與數(shù)據中心4．虛擬數(shù)據中心虛擬數(shù)據中心（VirtualDataCenter，VDC）是將云計算概念運用于數(shù)據中心的一種新型的數(shù)據中心形態(tài)。VDC可以通過虛擬化技術將物理資源抽象整合，動態(tài)地進行資源分配和調度，實現(xiàn)數(shù)據中心的自動化部署，并將大大降低數(shù)據中心的運營成本。目前對數(shù)據中心服務器、網絡、存儲等設備進行虛擬化部署已經非常普遍，但還遠遠達不到數(shù)據中心應用時完全不用關心基礎設施的目標，完全自動化配置還不現(xiàn)實。構建初級的VDC1.2.4虛擬化與云計算1．云計算的起源云計算可以說是虛擬化的升級版，通過在數(shù)據中心部署云計算技術，可以完成多數(shù)據中心之間的業(yè)務無感知遷移，并可為公眾同時提供服務，此時數(shù)據中心就成為云數(shù)據中心。云計算提供的計算機資源服務是與水、電、煤氣和電話類似的公共資源服務。1959年，克里斯托弗·斯特雷奇（ChristopherStrachey）提出虛擬化的基本概念。2006年3月，亞馬遜公司首先提出彈性計算云服務。云計算經歷了先由集中時代向網絡時代轉變，再向分布式時代轉變，并在分布式時代的基礎之上形成了云時代，如圖所示。云計算的最終目標是將計算、服務和應用作為公共設施提供給公眾使用。云計算的轉變1.2.4虛擬化與云計算2．無處不在的云計算云計算作為一種新技術的代表，就像互聯(lián)網一樣，越來越密切地滲透到我們的日常生活中。例如，網盤和騰訊會議的使用，像這類提前將資源準備好，通過特定技術隨時隨地使用這些資源去執(zhí)行特定任務的方式一般屬于云計算，能夠提供這種服務的供應商就是云服務提供商，如華為的公有云就是一個云服務提供商。

華為云網站

“產品”→“存儲”中的“對象存儲服務”多種存儲類型

1.2.4虛擬化與云計算2．無處不在的云計算云服務提供商除了為用戶提供云存儲服務外，還會提供一些其他的云服務。例如，華為云提供的云服務器實際上是一種虛擬服務器。以一個熱門的云服務器為例，彈性云服務器（ElasticCloudServer，ECS）是一種云上可隨時自動獲取、可彈性伸縮的計算服務，可幫助用戶打造安全、可靠、靈活、高效的應用環(huán)境，左圖所示，其彈性云服務規(guī)格如右圖所示。彈性云服務器

彈性云服務規(guī)格

1.2.4虛擬化與云計算3．云計算的基本概念01OPTION云計算的定義狹義上講廣義上講“云”實質上就是一種網絡，云計算就是一種提供資源的網絡，包括硬件、軟件和平臺。用戶可以隨時獲取“云”上的資源，按需求量使用，并且容易擴展，只要按使用量付費就可以?！霸啤本拖褡詠硭畯S一樣，我們可以隨時接水，并且不限量，按照自己家的用水量付費給自來水廠即可。在用戶看來，水的資源是無限的。總之，云計算不是一種全新的網絡技術，而是一種全新的網絡應用概念。云計算是與IT、軟件、互聯(lián)網相關的一種服務，通過網絡以按需、易擴展的方式提供所需要的服務。云計算把許多計算資源集合起來，通過軟件實現(xiàn)自動化管理，只需要很少的人參與，就能讓資源被快速提供。也就是說，計算能力作為一種商品，可以在互聯(lián)網上流通，就像水、電、煤氣一樣，可以方便地取用，且價格較為低廉。1.2.4虛擬化與云計算云計算的服務模式由3部分組成，包括基礎設施即服務（InfrastructureasaService，IaaS）、平臺即服務（PlatformasaService，PaaS）和軟件即服務（SoftwareasaService，SaaS），如下圖左所示。傳統(tǒng)模式與云計算服務模式層次結構如下圖右所示。傳統(tǒng)模式與云計算服務模式層次結構02OPTION云計算的服務模式云計算的服務模式1.2.4虛擬化與云計算優(yōu)點：能夠根據業(yè)務需求靈活配置資源，擴展、伸縮方便。缺點：開發(fā)、維護需要較多人力，專業(yè)性要求較高。①基礎設施即服務（IaaS）。優(yōu)點：用戶無須開發(fā)中間件，所需即所用，能夠快速使用；部署快速，可減少人力投入。缺點：應用開發(fā)時的靈活性、通用性較低，過度依賴平臺。②平臺即服務（PaaS）。SaaS可直接通過互聯(lián)網為用戶提供軟件等服務，常見的服務模式是給用戶提供一組賬號和密碼。③軟件即服務（SaaS）。云服務提供商購買服務器、硬盤、交換機、路由器等設備，搭建基礎設施。云計算服務提供商的典型代表便是阿里云、騰訊云、華為云等。我們可以將平臺理解成中間件，典型的云計算平臺代表便是PivatolCloudFoundary、GoogleAppEngine等。優(yōu)點：所見即所得，無須開發(fā)。缺點：需定制，無法快速滿足個性化需求。1.2.4虛擬化與云計算03OPTION云計算的部署類型1.2.4虛擬化與云計算4．云計算的主要特點12345678910快速彈性伸縮：吸引用戶“擁抱”云計算的核心理由之一，用戶可以根據自己的需要，自動透明地擴展IT資源。資源池化：資源池化是實現(xiàn)按需自助服務的前提之一，通過資源池化不但可以把同類商品放在一起，而且能對商品的單位進行細化。按需自助服務：整個過程一般是自助完成的，除非遇到問題需要咨詢，否則不需要第三方介入。服務可計量可計費：在云計算提供的服務中，大部分服務需要付費使用；計量是利用技術和其他手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準確、可靠的測量。泛在接入：泛在接入是指廣泛的網絡接入，云計算的一個特點是所有的云必須依賴網絡連接。支持異構基礎資源：云計算可以構建在不同的基礎平臺之上，即它可以有效兼容各種不同種類的硬件基礎資源和軟件基礎資源。支持異構多業(yè)務體系：在云計算平臺上，可以同時運行多個不同類型的業(yè)務。支持海量信息處理：需要面對海量信息交互，要有高效、穩(wěn)定的海量數(shù)據通信/存儲系統(tǒng)作為支撐。高可靠性與可用性：通過冗余方式能夠降低錯誤出現(xiàn)的概率，同時保證數(shù)據的可靠性。經濟性與多樣性服務：云計算平臺的構建費用與超級計算機的構建費用相比要低很多，但是在性能上基本持平。1.2.4虛擬化與云計算5．云計算與虛擬化的關系云計算是中間件、分布式計算（網格計算）、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化和負載均衡等網絡技術發(fā)展、融合的產物。虛擬化不一定與云計算相關，如CPU虛擬化、內存虛擬化等也屬于虛擬化，但與云計算無關，如圖所示。云計算與虛擬化的關系1.2.4虛擬化與云計算虛擬化使用軟件的方法重新定義、劃分IT資源，可以實現(xiàn)IT資源的動態(tài)分配、靈活調度、跨域共享，提高IT資源的利用率，使IT資源能夠真正成為社會基礎設施，滿足各行各業(yè)中靈活多變的應用需求。虛擬化的特征包括：01OPTION虛擬化的特征412更高的資源利用率降低管理成本提高使用靈活性提高安全性3856更高的可用性更高的可擴展性提供互操作性和兼容性改進資源供應71.2.4虛擬化與云計算02OPTION云計算的特征按需自動服務廣泛的網絡訪問資源池化快速彈性伸縮按需、按量可計費12345用戶不需要或很少需要云服務提供商的協(xié)助，就可以單方面按需獲取云端的計算資源。例如，計算、網絡、存儲等資源是按需自動部署的，用戶不需要與服務提供商進行交互。用戶可以隨時隨地使用云終端設備接入網絡并使用云端的計算資源。云端的計算資源需要被池化，以便通過多租戶形式共享給多個消費者。只有將資源池化才能根據用戶的需求動態(tài)分配或再分配各種物理的和虛擬的資源。用戶能方便、快捷地按需獲取和釋放計算資源。也就是說，用戶需要時能快速獲取資源從而提高計算能力，不需要時能迅速釋放資源，以便降低計算能力。用戶使用云端的計算資源是要付費的，付費的計量方法有很多，如根據某類資源（如存儲資源、CPU、網絡帶寬等）的使用量和使用時間計費，也可以按照使用次數(shù)來計費。1.2.4虛擬化與云計算6．云計算中的虛擬化可用的虛擬化技術KVM是通用的開放虛擬化技術，也是OpenStack用戶使用較多的虛擬化技術，它支持OpenStack的所有特性。KVMXen是部署快速、安全、開源的虛擬化技術，可使多個具有相同操作系統(tǒng)或不同操作系統(tǒng)的虛擬機運行在同一主機上。Xen容器是在單一Linux主機上提供多個隔離的Linux環(huán)境的操作系統(tǒng)級虛擬化技術。目前的容器有Linux容器（LXC）和Docker兩種。容器Hyper-V是微軟公司推出的企業(yè)級虛擬化解決方案。Hyper-V的設計借鑒了Xen，其管理程序采用微內核的架構，兼顧了安全性和性能。Hyper-VVMware公司提供業(yè)界領先且可靠的服務器虛擬化平臺和SDC產品。其ESXi虛擬化平臺用于創(chuàng)建和運行虛擬機及虛擬設備，在OpenStack中也得到了支持。ESXi現(xiàn)在BareMetal已經被Ironic所取代。Ironic和Nova都是OpenStack中的計算機服務項目，Nova管理的是虛擬機的生命周期，而Ironic管理的是主機的生命周期。BareMetal與Ironic1.2.4虛擬化與云計算7．云計算的優(yōu)勢在云服務平臺中，應用程序和硬件平臺不直接關聯(lián)，從而消除了同一應用程序的多個版本的需要，使用同一平臺進行統(tǒng)一管理。（4）統(tǒng)一管理平臺如果企業(yè)按平均需求來配置IT設備，則需求高峰時會不夠用。但使用云服務，企業(yè)可以擁有更靈活的選擇，可以隨時增加、減少或釋放所申請使用的設備資源。（2）提高適應能力，靈活擴展IT需求通過云計算企業(yè)可以最大限度地減少或完全消減初始投資，因為它們不需要自行建設數(shù)據中心或搭建軟件/硬件平臺（3）節(jié)約成本使用云可以讓企業(yè)隨時隨地通過任何設備即時訪問他們的資源；可以輕松存儲、下載、恢復或處理數(shù)據（1）數(shù)據可以隨時隨地訪問1.2.4虛擬化與云計算8．云計算的生態(tài)系統(tǒng)云計算的生態(tài)系統(tǒng)主要涉及6個方面：網絡。云計算具有泛在網絡訪問特性，用戶無論通過電信網、互聯(lián)網還是廣播電視網，都能夠使用云服務。硬件。包括基礎環(huán)境設備、服務器、存儲設備、網絡設備、融合一體機等數(shù)據中心裝備以及提供和使用云服務的終端設備。軟件。包括資源調度和管理系統(tǒng)、云平臺和應用軟件等。服務。包括云服務和面向云計算系統(tǒng)建設應用的云支撐服務。應用。典型的應用包括電子政務、電子商務、智慧城市、大數(shù)據等。云安全。云安全涉及服務可用性、數(shù)據機密性和完整性、隱私保護、物理安全、惡意攻擊防范等諸多方面。云計算的生態(tài)系統(tǒng)1.2.5虛擬化集群1．負載均衡集群是一種把一組計算機組合起來作為一個整體為用戶提供資源的方式。在虛擬化集群中可以提供計算資源、存儲資源和網絡資源，只有包含這些資源，該集群才是完整的。高可靠性單臺甚至多臺設備或鏈路發(fā)生故障也不會導致業(yè)務中斷。

1

2

可擴展性方便增加集群中設備或鏈路的數(shù)量，在不降低業(yè)務質量的前提下滿足業(yè)務需求。

3

高性能負載均衡將業(yè)務較均衡地分布到多臺設備上，提高性能。

4

可管理性大量的管理工作集中在應用負載均衡技術的設備上，設備集群或鏈路集群只需要進行常規(guī)的配置和維護。

5

透明性增加/減少設備或鏈路均不會影響正常的業(yè)務。負載均衡是一種集群技術，它將特定的業(yè)務（網絡服務、網絡流量等）分擔給多臺網絡設備（包括服務器、防火墻等）或多條鏈路。負載均衡具有以下特點。1.2.5虛擬化集群2．高可用性高可用性實現(xiàn)的基本原理是使用集群技術，克服單臺物理主機的局限性，最終達到業(yè)務不中斷或者中斷時間減少的效果。虛擬機中的高可用只保證計算層面，具體來說，虛擬化層面的高可用是整個虛擬機系統(tǒng)層面的高可用，即當一個計算節(jié)點出現(xiàn)故障時，集群中的另一個節(jié)點能快速、自動地啟動并替代故障節(jié)點。3．易擴容性在虛擬化中，將所有的資源進行池化，承載業(yè)務的虛擬機的資源全部來自這個資源池。當業(yè)務量持續(xù)增加時，可以不用升級單臺服務器的硬件資源，只需增加資源池中的資源。在具體實施的時候，增加服務器的數(shù)量即可，這種擴容方式稱為橫向擴容（Scale-Out）。因為集群支持橫向擴容，所以相對于傳統(tǒng)的非虛擬化，集群擴容更容易。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案1．VMware虛擬化產品服務器虛擬化平臺VMwarevSphere：它是業(yè)界領先且非?？煽康奶摂M化平臺。vSphere將應用程序和操作系統(tǒng)從底層硬件分離出來，從而簡化了IT操作。網絡虛擬化平臺VMwareNSX：VMwareNSX是提供虛擬機網絡操作模式的網絡虛擬化平臺。與虛擬機的計算模式相似，虛擬網絡以編程的方式進行調配與管理，與底層硬件無關。個性化虛擬桌面VMwareView：VMwareView不僅能交付應用程序以實現(xiàn)簡化桌面管理。VMware私有云：利用VMware私有云解決方案在提高數(shù)據中心效率和敏捷性的同時增強了安全性和控制力。存儲虛擬化產品VMwarevSAN：VMwarevSAN是一種SDS技術，可將虛擬化技術無縫擴展到存儲領域，從而形成一個與現(xiàn)有工具組合、軟件解決方案和硬件平臺兼容的超融合架構解決方案。1234567虛擬化桌面和應用平臺VMwareHorizon：將VMware以往的相關產品VMwareView和VMwareMirage，與管理界面HorizonWorkspace整合在一起的產品。VMware云計算：VMware云計算解決方案可以提高IT的效率、敏捷性和可靠性，并可幫助IT推動創(chuàng)新。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案2．微軟Hyper-V微軟Hyper-V管理程序架構Hyper-V是微軟推出的企業(yè)級虛擬化解決方案，Hyper-V的設計借鑒了Xen，管理程序采用微內核的架構，兼顧了安全性和性能的要求，如圖所示。Hyper-V底層的Hypervisor運行在最高的特權級別下，微軟將其稱為ring1；而虛擬機的主機內核和驅動運行在ring0，應用程序運行在ring3下。Hyper-V設計的目的是為眾多的用戶提供更為熟悉以及效益更高的虛擬化基礎設施軟件，這樣可以降低運作成本、提高硬件利用率、優(yōu)化基礎設施并提高服務器的可用性。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案3．LinuxKVM作為Linux領域的代表廠商，RedHat于2008年收購了Qumranet公司并獲得了KVM。KVM是與Xen類似的一個開源項目。KVM的虛擬化需要硬件支持（如IntelVT或者AMD-V技術)，是基于硬件的全虛擬化。Xen早期是基于軟件模擬的半虛擬化，其新版本是基于硬件支持的全虛擬化。KVM是一種基于Linuxx86硬件平臺的開源全虛擬化解決方案，也是主流的Linux虛擬化解決方案。Linux內核的KVM模塊主要負責虛擬機的創(chuàng)建、虛擬內存的分配、vCPU（虛擬CPU）寄存器的讀寫以及vCPU的運行。其提供硬件仿真的QEMU，用于模擬虛擬機的用戶空間組件，提供I/O設備模型和訪問外部設備的途徑。KVM充分利用了CPU的硬件輔助虛擬化，并重用了Linux內核的諸多功能，使得KVM本身非常小。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案4．Citrix虛擬化產品Citrix即美國思杰公司，是一家云計算虛擬化、虛擬桌面和遠程接入技術領域的高科技企業(yè)，具有完整的產品生產線。Citrix公司主要有四大產品：XenAppXenServerCloudPlatformXenDesktop針對高效地管理Windows和Linux虛擬服務器設計它是一套按需交付的解決方案，允許在數(shù)據中心對任何Windows應用進行虛擬化、集中保存和管理它是一套桌面虛擬化解決方案，可將Windows桌面和應用轉變?yōu)橐环N按需服務面向企業(yè)和服務提供商的基礎云計算架構。1.2.7典型的虛擬化廠商及產品1．華為FusionCompute華為FusionCompute是云操作系統(tǒng)基礎軟件，主要由虛擬化基礎平臺和云基礎服務平臺組成，主要負責硬件資源的虛擬化，以及對虛擬資源、業(yè)務資源、用戶資源進行集中管理。華為FusionCompute的特點如下?？缬蜃詣踊{度，保障客戶服務水平支持跨域資源管理，實現(xiàn)全網資源的集中化統(tǒng)一管理，同時支持自定義的資源管理SLA策略、故障判斷標準及恢復策略。B豐富的運維管理，精細化計費提供多種運營工具，實現(xiàn)業(yè)務的可控、可管，提高整個系統(tǒng)運營的效率；并對不同的業(yè)務類型進行精細化計費，幫助客戶實現(xiàn)精細運營。C大容量、大集群，支持多種硬件設備具有業(yè)界最大集群容量，單個邏輯計算集群可以支持128臺物理主機，最多可支持3200臺物理主機。A1.2.7典型的虛擬化廠商及產品2．新華三H3CCAS新華三H3CCAS為H3C基于KVM開發(fā)的云管理平臺，主要用于計算虛擬化。KVM只實現(xiàn)基本的虛擬化功能，H3C在KVM原生的虛擬化功能基礎上加上了虛擬機集群資源管理、資源監(jiān)控、高可靠性等特性。新華三H3CCAS的特點如下。高可靠性指的是當服務器發(fā)生故障的時候，受影響的虛擬機將在集群中留有備用容量的其他主機上自動重啟。B集群高可用性高可用（HighAvailability，HA）集群是雙機集群系統(tǒng)的簡稱。HA集群是保證業(yè)務連續(xù)性的有效解決方案，一般有兩個或兩個以上的節(jié)點，且分為活動節(jié)點及備用節(jié)點。C系統(tǒng)資源管理可以將物理機和虛擬機都組織到集群中進行統(tǒng)一的管理，同時可以監(jiān)控集群下的物理機，一旦發(fā)生故障，就將物理機上的虛擬機遷移到其他的機器上，保證了高可用性。A1.2.7典型的虛擬化廠商及產品3．中興ZXCLOUDiECS中興虛擬化軟件平臺ZXCLOUDiECS以Xen虛擬化技術作為虛擬化引擎，集成中興電信級服務器操作系統(tǒng)、虛擬化管理套件、工具套件，為云計算解決方案提供全面的虛擬化能力支持。4．深信服服務器虛擬化aSV深信服服務器虛擬化技術基于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。5．云軸科技ZStackZStack是一款開源的IaaS產品，提供社區(qū)版與商業(yè)版，這也是很多開源產品提供服務的主要形式。除了基本的虛擬化功能外，ZStack也提供私有云的相關功能，包括多租戶、虛擬私有云、負載均衡等。1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展1．虛擬化的優(yōu)勢虛擬化具有物理系統(tǒng)所沒有的獨特優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。提高利用效率節(jié)約總體成本靈活性和適應性提高管理效率0507高可靠性08高可用性01030402便于隔離應用06災難恢復能力1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展2．虛擬化的發(fā)展虛擬化技術正逐漸在企業(yè)管理與業(yè)務運營中發(fā)揮至關重要的作用，不僅能夠實現(xiàn)服務器與數(shù)據中心的快速部署與遷移，還能夠體現(xiàn)出其透明管理的特點。虛擬化技術的重要地位使其發(fā)展成為業(yè)界關注的焦點。在技術發(fā)展層面，虛擬化技術的發(fā)展有四大趨勢，分別是平臺開放化、連接協(xié)議標準化、客戶終端硬件化及公有云私有化。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趨于成熟，使得仍沒有采用虛擬化技術的企業(yè)有了可靠的選擇；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，異構虛擬化管理正逐漸成為企業(yè)虛擬化管理的趨勢所在；最后，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。1.3

項目實施1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在瀏覽器（建議使用谷歌瀏覽器）的地址欄中輸入“00”，進入服務器控制臺登錄界面。1．物理服務器控制臺管理以華為服務器

2288HV5

為例進行講解，假設其管理

IP

地址為00。物理服務器的配置與普通計算機的配置是有所不同的，通常情況下物理服務器都有會一個控制管理平臺。以華為服務器2288HV5為例，其默認的管理IP地址是00/24，默認的用戶名是root，密碼是Huawei12#$。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置輸入用戶名和密碼，單擊“登錄”按鈕，進入服務器控制臺管理界面。在服務器控制臺管理界面中，選擇“系統(tǒng)管理”菜單，可以進行系統(tǒng)管理、性能監(jiān)控、存儲管理、電源&功率、風扇&散熱、BIOS配置等相關操作。選擇“維護診斷”菜單，可以進行告警&事件、告警上報、FDMPFAE、錄像截屏、系統(tǒng)日志、iBMC日志、工作記錄等相關操作。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在服務器控制臺管理界面中，選擇“用戶&安全”菜單，可以進行本地用戶、LDAP、Kerberos、雙因素認證、在線用戶、安全配置等相關操作。選擇“服務管理”菜單，可以進行端口服務、Web服務、虛擬控制臺、虛擬媒體、VNC、SNMP等相關操作。在服務器控制臺管理界面中，選擇“iBMC管理”菜單，可以進行網絡配置、時區(qū)&NTP、固件升級、配置更新、語言管理、許可證管理、iBMA管理等相關操作。在服務器控制臺管理界面右上角單擊

圖標，打開“強制重啟”菜單，可以進行下電、強制下電、強制重啟、強制下電再上電等相關操作。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在服務器控制臺管理界面中，選擇“首頁”菜單，拖動界面右側的滾動條，在“虛擬控制臺”區(qū)域，單擊“啟動虛擬控制臺”按鈕，選擇“HTML5

集成遠程控制臺（獨占）”選項，可以進入相應的服務器操作系統(tǒng)界面。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在服務器控制臺管理界面或在服務器操作系統(tǒng)界面工具欄中，選擇“強制重啟”選項，會重新啟動服務器，彈出強制重啟“確認”對話框，如下圖所示。單擊“確定”按鈕，服務器重新啟動，其界面如右圖所示。2．服務器虛擬化驅動器管理初次安裝物理服務器時，需要對服務器基本輸入輸出系統(tǒng)（BasicInput/OutputSystem，BIOS）進行相應的設置。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在服務器重新啟動的過程中，會出現(xiàn)相應的提示信息，按Delete鍵，在進入BIOS設置界面之前，會彈出輸入密碼對話框，輸入相應的密碼，彈出密碼確認對話框。在密碼確認對話框中，單擊“OK”按鈕，進入BIOS設置界面。選擇“DeviceManager”選項，進入“DeviceManager”界面。只能使用鍵盤進行操作，F(xiàn)1鍵表示查看幫助，Esc鍵表示退出1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在“DeviceManager”界面中，選擇“AVAGO<

SAS3508>ConfigurationUtility-07.14.06.02”選項，進入“AVAGO<SAS3508>ConfigurationUtility-07.14.06.02”界面，選擇“MainMenu”選項，進入“MainMenu”界面。在“MainMenu”界面中，選擇“Configuration

Management”選項，進入“ConfigurationManagement”界面，選擇“ViewDriveGroupProperties”選項，進入“ViewDriveGroupProperties”界面，查看當前磁盤分區(qū)情況。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在“ViewDriveGroupProperties”界面中，按Esc鍵返回“ConfigurationManagement”界面，選擇“ClearConfiguration”選項，進入“Warning”界面。選擇“Confirm”選項，按Enter鍵，將其狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”，查看磁盤分區(qū)。在“Warning”界面中，選擇“Yes”選項，進入“Success”界面。選擇“OK”選項，按Enter鍵，返回“ConfigurationManagement”界面。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在“ConfigurationManagement”界面中，選擇“CreateVirtualDrive”選項，進入“CreateVirtualDrive”界面。選擇“SelectRAIDLevel”選項，進入“SelectRAIDLevel”界面。在“SelectRAIDLevel”界面中，選擇“RAID1”選項，返回“CreateVirtualDrive”界面，選擇“SelectDrives”選項，進入“SelectDrives”界面。選擇上面兩塊固態(tài)硬盤（SolidStateDisk，SSD）作為磁盤RAID1，將磁盤的“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”狀態(tài)。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置在“SelectDrives”界面中，選擇“ApplyChanges”選項，進入“Success”界面。單擊“OK”按鈕，返回“CreateVirtualDrive”界面，如右圖所示。在“CreateVirtualDrive”界面中，選擇“SaveConfiguration”選項，進入“Warning”界面，選擇“Confirm”選項，按Enter鍵，使其狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”。選擇“Yes”選項，進入“Success”界面，單擊“OK”按鈕，返回“CreateVirtualDrive”界面，完成磁盤RAID1的保存操作。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置將剩余的磁盤作為數(shù)據存儲盤，磁盤RAID5的操作與磁盤RAID1的操作類似，在“CreateVirtualDrive”界面中，選擇“SelectRAIDLevel”選項，進入“SelectRAIDLevel”界面，選擇“RAID5”選項。返回“CreateVirtualDrive”界面，選擇“SelectDrives”選項，進入“SelectDrives”界面，選擇“CheckAll”選項，將剩余磁盤的狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”。在“SelectDrives”界面中，選擇“ApplyChanges”選項，進入“Success”界面；單擊“OK”按鈕，返回“CreateVirtualDrive”界面；選擇“SaveConfiguration”選項，進入“Warning”界面；選擇“Confirm”選項，將其狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”，選擇“Yes”選項，進入“Success”界面；單擊“OK”按鈕，進入“CreateVirtualDrive”界面，提示虛擬磁盤已經全部創(chuàng)建成功。至此，物理服務器虛擬化分區(qū)管理設置已全部完成，按Esc鍵，返回“ConfigurationManagement”界面，持續(xù)按Esc鍵，最后退出BIOS設置界面。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置進入服務器BIOS設置界面，選擇“BIOSConfiguration”選項，進入“BIOSConfiguration”界面。選擇“Security”→“ManageSupervisorPassword”選項，可以設置進入BIOS的管理密碼。3．服務器BIOS配置管理服務器BIOS管理設置操作如下。1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置根據提示信息輸入“ManageSupervisorPassword”的舊密碼和新密碼，單擊“OK”按鈕。選擇“Boot”→“BootSequence”選項，設置系統(tǒng)啟動引導順序。在“BootSequence”窗口中，按F5鍵或F6鍵改變系統(tǒng)啟動引導順序。選擇“Exit”→“SaveChanges&Exit”選項，或按F10鍵，保存設置后退出BIOS設置界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝完成物理服務器虛擬化驅動器管理，下載需要安裝操作系統(tǒng)的鏡像文件，將鏡像文件保存在本地磁盤中，單擊控制臺工具欄中的

圖標，查找本地鏡像文件。例如，選擇操作系統(tǒng)的鏡像文件datacenter_windows_server_2019_x64_dvd_c1ffb46c.iso，單擊“連接”按鈕。單擊控制臺工具欄中的

圖標，選擇“強制重啟”選項，強制重啟服務器，如圖1.59所示。在物理服務器上安裝WindowsServer2019操作系統(tǒng)，其安裝操作過程如下。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝物理服務器重啟后，會有相應的提示信息，按F11鍵，進入提示信息界面，可以選擇系統(tǒng)的啟動順序。輸入密碼并確認后，進入“BootManager”界面。在“BootManager”界面中，選擇虛擬光驅“EFIUSBDevice（VirtualDVD-ROMVM1.1.0）”選項，按Enter鍵，提示按任意鍵從CD或DVD進行安裝。注：可以先進行BIOS設置，將光驅啟動作為系統(tǒng)的第一引導項。按任意鍵進行操作系統(tǒng)安裝，進入“WindowsBootManager”界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝在“WindowsBootManager”界面中，選擇“WindowsSetup[EMSEnabled]”選項，按Enter鍵，彈出“Windows安裝程序”窗口。單擊“下一步”按鈕，進入“WindowsServer2019”界面。在“WindowsServer2019”界面中，單擊“現(xiàn)在安裝”按鈕，進入“激活Windows”界面。輸入產品密鑰后，單擊“下一步”按鈕，進入“選擇要安裝的操作系統(tǒng)”界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝在“選擇要安裝的操作系統(tǒng)”界面中，選擇要安裝的版本，選擇完成單擊“下一步”按鈕，進入“適用的聲明和許可條款”界面。勾選“我接受許可條款”復選框，單擊“下一步”按鈕，彈出“你想執(zhí)行哪種類型的安裝？”界面。在“你想執(zhí)行哪種類型的安裝？”界面中，選擇“自定義：僅安裝Windows（高級）”選項，進入“你想將Windows安裝在哪里？”界面。選擇相應的分區(qū)，單擊“下一步”按鈕，進入“正在安裝Windows”界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝操作系統(tǒng)安裝完成后，系統(tǒng)自動重新啟動，進入“自定義設置”界面。設置用戶名和密碼，單擊“完成”按鈕，進入Windows登錄界面。在Windows登錄界面中，將鼠標指針移動到界面的最上方，會自動出現(xiàn)控制臺工具欄，單擊圖標，選擇“Ctrl+Alt+Del”選項，進入Administrator登錄界面。輸入密碼，按Enter鍵，進入WindowsServer2019操作系統(tǒng)桌面。

項目小結本項目主要由8項【必備知識】和2項【項目實施】組成。必備知識1.2.1虛擬化基本概念和應用，主要講解虛擬化的基本概念、基于Linux內核的虛擬化解決方案、Libvirt套件、虛擬化的應用。必備知識1.2.2虛擬化與虛擬機，主要講解虛擬化體系結構、Hypervisor的分類、虛擬機文件、虛擬機的主要特點、虛擬機的應用。必備知識1.2.3虛擬化與數(shù)據中心，主要講解傳統(tǒng)數(shù)據中心、新一代數(shù)據中心、軟件定義數(shù)據中心、虛擬數(shù)據中心。必備知識1.2.4虛擬化與云計算，主要講解云計算的起源、無處不在的云計算、云計算的基本概念、云計算的主要特點、云計算與虛擬化的關系、云計算中的虛擬化、云計算的優(yōu)勢、云計算的生態(tài)系統(tǒng)。

項目小結必備知識1.2.5虛擬化集群，主要講解負載均衡、高可用性、易擴容性。必備知識1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案，主要講解VMware虛擬化產品、微軟Hyper-V、LinuxKVM、Citrix虛擬化產品。必備知識1.2.7典型的虛擬化廠商及產品，主要講解華為FusionCompute、新華三H3CCAS、中興ZXCLOUDiECS、深信服服務器虛擬化、云軸科技ZStack。必備知識1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展，主要講解虛擬化的優(yōu)勢、虛擬化的發(fā)展。項目實施1.3.1物理服務器虛擬化安裝與配置，主要訓練讀者管理和設置物理服務器控制臺、服務器虛擬化驅動器，以及服務器BIOS的能力。項目實施1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝，主要講解在物理服務器上安裝WindowsServer2019操作系統(tǒng)的過程。THANKS虛擬化技術與應用項目教程（微課版）項目2

VMware虛擬機配置與管理2.1

項目描述VMwareWorkstation是VMware公司開發(fā)的一款功能強大的桌面虛擬化軟件產品，為用戶提供可在單一的桌面上同時運行不同的操作系統(tǒng)和進行開發(fā)、測試、部署新的應用程序的極佳解決方案，旨在提供行業(yè)內最穩(wěn)定及最安全的桌面虛擬化平臺。VMwareWorkstation可在一臺實體機器上模擬完整的網絡環(huán)境，以及可便于攜帶的虛擬機器，其更好的靈活性與先進的技術勝過了市面上其他的虛擬機軟件。對企業(yè)的IT開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員而言，VMwareWorkstation在虛擬網絡、實時快照、拖曳共享文件夾等方面的突出特點使它成為必不可少的工具。作為開發(fā)測試平臺，它提供了特別廣泛的操作系統(tǒng)支持，甚至可以構建跨平臺的云級應用，測試不同的操作系統(tǒng)和瀏覽器的兼容性。本項目講解VMwareWorkstation概述、VMwareWorkstation虛擬網絡組件、VMwareWorkstation虛擬網絡結構以及VMwareWorkstation虛擬網絡模式等相關理論知識，項目實施部分講解VMwareWorkstation安裝、CentOS

7安裝、系統(tǒng)克隆與快照管理、SecureCRT與SecureFX配置管理、配置和維護虛擬磁盤、虛擬機與主機系統(tǒng)之間傳輸文件以及VMwareTools安裝配置等相關知識與技能。2.2

必備知識2.2.2VMwareWorkstation虛擬網絡組件2.2.1VMwareWorkstation概述2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構2.2.4VMwareWorkstation虛擬網絡模式2.2.1VMwareWorkstation概述VMwareWorkstation允許操作系統(tǒng)和應用程序在一個虛擬機內部運行。虛擬機是獨立運行主機操作系統(tǒng)的離散環(huán)境。在VMwareWorkstation中，用戶可以在一個窗口中運行一個虛擬機，它可以運行自己的操作系統(tǒng)和應用程序。用戶可以在運行于桌面上的多個虛擬機之間切換，通過一個網絡（如某公司局域網）共享。掛起、恢復及退出虛擬機都不會影響用戶的主機操作、主機正在運行的應用程序或者其他虛擬機。VMwareWorkstation的開發(fā)商為VMware，中文名為“威?！?。VMwareWorkstation就是以開發(fā)商VMware作為開頭名稱的，Workstation的含義為“工作站”，因此VMwareWorkstation中文名稱為“威睿工作站”。2.2.1VMwareWorkstation概述1．VMwareWorkstation的優(yōu)點與缺點計算機虛擬能力、性能與物理機隔離效果非常優(yōu)秀。功能非常全面，適合計算機專業(yè)人員使用。操作界面簡單明了，適合各種計算機領域的用戶使用。優(yōu)點缺點體積龐大，安裝耗時較久。使用時占用的物理機資源較多。2.2.1VMwareWorkstation概述2．VMwareWorkstation虛擬化提高了IT效率和可靠性業(yè)務增長總是要求IT基礎設施不斷擴展，經常需要增加服務器以支持新應用，這會導致許多服務器無法得到充分利用，進而致使網絡管理成本增加，靈活性和可靠性降低。虛擬化可以減緩服務器數(shù)量的增加，簡化服務器管理，同時明顯提高服務器利用率、網絡靈活性和可靠性。將多種應用整合到少量企業(yè)級服務器上即可實現(xiàn)這一目標。通過整合及虛擬化，數(shù)百臺服務器可以減少至數(shù)十臺。10%甚至更低的服務器利用率將提高到60%或更高。2.2.1VMwareWorkstation概述3．VMwareWorkstation安裝的系統(tǒng)要求VMwareWorkstation安裝在主機操作系統(tǒng)上，并通過繼承主機的設備支持來提供廣泛的硬件支持。VMwareWorkstation產品涵蓋Windows、Linux和macOS等操作系統(tǒng)，其中macOS版本稱為VMwareFusion。下面將以VMwareWorkstation16Pro為例進行講解。硬件要求①內存至少為2GB，建議4GB。②1.3GHz或更高的CPU頻率。③64位x86IntelCore2雙核處理器或同等級別的處理器，AMDAthlon64FX雙核處理器或同等級別處理器。主機操作系統(tǒng)Windows版本的VMwareWorkstation16Pro要求主機運行在64位操作系統(tǒng)上，支持Windows8、Windows10、Windows11WindowsServer2012～WindowsServer2019?？蛻舨僮飨到y(tǒng)支持200多種客戶操作系統(tǒng)，包括32位的Windows和Linux操作系統(tǒng)。2.2.2VMwareWorkstation虛擬網絡組件VMwareWorkstation可在一臺物理機上組建若干虛擬網絡，模擬完整的網絡環(huán)境，非常便于測試網絡應用。建議在需要搭建多種網絡環(huán)境時，使用VMwareWorkstation組建虛擬網絡進行測試。與物理網絡一樣，要想組建虛擬網絡，必須有相應的網絡組件。在VMwareWorkstation安裝過程中，已在主機系統(tǒng)中安裝了用于網絡連接配置的軟件。在VMware虛擬網絡中，各種虛擬網絡組件由此軟件來充當。2.2.2VMwareWorkstation虛擬網絡組件虛擬交換機用于連接各種網絡設備或計算機。在Windows主機系統(tǒng)中，VMwareWorkstation最多可創(chuàng)建20個虛擬交換機，一個虛擬交換機對應一個虛擬網絡。（1）虛擬交換機虛擬網絡組件創(chuàng)建虛擬機時自動為虛擬機創(chuàng)建虛擬網卡（虛擬網絡適配器），一個虛擬機最多可以安裝20個虛擬網卡（2）虛擬機虛擬網卡最多安裝20個虛擬網卡。主機虛擬網卡連接到虛擬交換機以加入虛擬網絡，實現(xiàn)主機與虛擬機之間的通信。（3）主機虛擬網卡對于非橋接模式的虛擬機，可通過虛擬動態(tài)主機配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）服務器自動為它們分配IP地址。（6）虛擬DHCP服務器虛擬網絡地址轉換（NetworkAddressTranslation，NAT）設備用于實現(xiàn)虛擬網絡中的虛擬機共享主機的一個IP地址（主機虛擬網卡的IP地址），以連接到主機外部網絡（Internet）。（5）虛擬NAT設備通過虛擬網橋，可以將VMware虛擬機連接到VMwareWorkstation主機所在的局域網中。（4）虛擬網橋2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構1．虛擬網絡結構一臺Windows計算機最多可創(chuàng)建20個虛擬網絡，每個虛擬網絡以虛擬交換機為核心。主機通過物理網卡（橋接模式）或虛擬網卡連接到虛擬交換機，虛擬機通過虛擬網卡連接到虛擬交換機。這樣就組成了虛擬網絡，從而實現(xiàn)主機與虛擬機、虛擬機與虛擬機之間的網絡通信。VMwareWorkstation虛擬網絡結構如圖所示，圖中反映了各個虛擬網絡組件之間的關系。VMwareWorkstation虛擬網絡結構2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構2．虛擬網絡基本配置采用VMwareWorkstation虛擬組網技術，可以靈活地創(chuàng)建各種類型的網絡，其組網基本流程如下。12345規(guī)劃網絡結構，確定選擇哪種組網模式。在VMwareWorkstation主機上設置虛擬網絡，配置相應的虛擬網卡。根據需要在VMwareWorkstation主機上配置虛擬DHCP服務器、虛擬NAT設備及子網IP地址范圍。在VMwareWorkstation虛擬機上配置虛擬網卡，使其連接到相應的虛擬網絡。根據需要為VMwareWorkstation主機配置傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網協(xié)議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）。2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構3．在VMwareWorkstation主機上設置虛擬網絡在為虛擬機配置網絡連接之前，應根據需要在主機上對虛擬網絡進行配置，這需要使用虛擬網絡編輯器。在VMwareWorkstation主界面中，選擇“編輯”→“虛擬網絡編輯器”選項，彈出“虛擬網絡編輯器”對話框，如圖所示，其上部區(qū)域顯示了當前已經創(chuàng)建的虛擬網絡列表，默認已經創(chuàng)建了3個虛擬網絡：VMnet0、VMnet1和VMnet8?！疤摂M網絡編輯器”對話框2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構實際上，每個虛擬網絡都與主機上的物理網卡（橋接模式）或虛擬網卡存在映射關系，添加虛擬網絡的同時會在主機上創(chuàng)建對應名稱的虛擬網卡。用戶可以查看主機的網絡連接，如下圖所示。在“虛擬網絡編輯器”對話框中可以添加或刪除虛擬網絡，或者修改現(xiàn)有虛擬網絡配置，如為虛擬網絡配置子網（包括子網IP地址和子網掩碼）、DHCP或NAT。這里以添加一個虛擬網絡為例。操作方法見右側配圖。選擇要添加的網絡名稱（如選擇“VMnet2”選項），單擊“確定”按鈕，將該虛擬網絡添加到“虛擬網絡編輯器”對話框的虛擬網絡列表中單擊“確定”或“應用”按鈕，完成虛擬網絡的添加，并自動在主機中添加相應的虛擬網卡。2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構勾選“將主機虛擬適配器連接到此網絡”復選框，表示將該虛擬網絡與虛擬網卡關聯(lián)起來。在“子網IP”和“子網掩碼”文本框中顯示該虛擬網絡設置IP地址的范圍，一般根據需要修改其默認設置。勾選“使用本地DHCP服務將IP地址分配給虛擬機”復選框以啟用DHCP，單擊“DHCP設置”按鈕，彈出“DHCP設置”對話框。對于NAT模式的虛擬網絡，可以設置NAT，以VMnet8為例，單擊“NAT設置”按鈕，彈出“NAT設置”對話框，配置和管理該虛擬網絡的NAT。在“虛擬網絡編輯器”對話框的虛擬網絡列表中選擇一個虛擬網絡，可以在下部區(qū)域中對其進行配置。最重要的是“網關IP”，它用于設置所選網絡的網關IP地址，虛擬機通過該IP地址訪問外部網絡從中可配置和管理該虛擬網絡的DHCP2.2.3VMwareWorkstation虛擬網絡結構4．在VMwareWorkstation虛擬機上設置虛擬網卡在VMwareWorkstation主界面中選中某個虛擬機，選擇“虛擬機”→“設置”選項，彈出“虛擬機設置”對話框，在“硬件”選項卡中設置。設置內存、處理器、硬盤（NVMe）、CD/DVD（SATA）、網絡適配器、USB控制器、聲卡、打印機、顯示器等如果要增加更多的虛擬網卡，則可在“虛擬機設置”對話框中單擊“添加”按鈕，根據提示選擇“網絡適配器”硬件類型，并設置網絡連接類型。選擇“選項”選項卡，可以進行更多設置。設置常規(guī)、電源、共享文件夾、快照、自動保護、客戶機隔離、訪問控制、VMwareTools2.2.4VMwareWorkstation虛擬網絡模式1．橋接模式基于橋接模式的VMwareWorkstation虛擬網絡結構如圖所示。主機將虛擬網絡（默認為VMnet0）自動橋接到物理網卡，通過虛擬網橋實現(xiàn)網絡互聯(lián)，從而將虛擬網絡并入主機所在網絡。VMware虛擬機通過虛擬網卡（默認為VMnet0）連接到該虛擬網絡（VMnet0），經虛擬網橋連接到主機所在網絡。虛擬機與主機在該網絡中的地位相同，被當作一臺獨立的物理機。虛擬機可與主機相互通信，透明地使用主機所在局域網中的任何可用服務，包括共享上網?；跇蚪幽Ｊ降腣MwareWorkstation虛擬網絡結構2.2.4VMwareWorkstation虛擬網絡模式1．橋接模式如果主機位于以太網中，則這是一種很容易讓虛擬機訪問主機所在網絡的組網模式。采用這種組網模式時，一般要進行如下設置。在虛擬機上設置虛擬網卡的網絡連接模式在主機