虚拟化技术介绍

虚拟化技术
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。 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 虚拟硬件、翻译代码要消耗大量资源，性能损耗大 VMware系列、微软Virtual PC/Server系列
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
硬件分区技术 • 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 、内存， 操作系统。 操作系统。
• 缺点
– 缺乏很好的灵活性，不能对 缺乏很好的灵活性， 资源做出有效调配。 资源做出有效调配。
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 costs…”
虚拟化是资源的逻辑表示，它 不受物理限制的约束。
虚拟化技术概览
硬件虚拟化 (Hypervisors)
• 虚拟硬件访问 • 创建多个虚拟硬件实例 • 宿主操作系统及每个Guest必须为完整操 宿主操作系统及每个 必须为完整操 作系统 • Parallels Server, VMware ESX, Microsoft Hyper-V
2. Microsoft 3. Citrix（思杰）
三大虚拟化厂商 1. VMware 2. Microsoft
– – – – Windows Server 2008 Hyper-V Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 Microsoft Virtual Server 2005 R2 Virtual PC
•高成本 •高复杂性 •地灵活性 •低服务水平
“虚拟化是一种框架或方法学，它可以将单个计算资源分成多个执行环境...” 虚拟化是一种框架或方法学，它可以将单个计算资源分成多个执行环境 虚拟化是一种框架或方法学 /publications/virtualization/
super user user user user user user
管理成本
软件成本 硬件成本
App 1
App 2
App 3
App 4
IDC 成本
OS
•单任务，单用户 •多任务，单用户 •多任务，多用户 多任务， 多任务 •每个服务器单一环境 每个服务器单一环境
•每应用或用户组 •单独部署 •单独管理 •极低的利用率 <10% 极低的利用率
Quotes from: The Future of Server Virtualization, T. Bittman, Gartner* Research Note, July 2003.
架构变迁 vs. 虚拟化
单一主机 1000余台专业服务器 余台专业服务器 低效率的IT基础架构 低效率的 基础架构
3. Citrix（思杰）
– – XenDesktop XenServer（免费）
谢 谢！
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.”
2. 优点:
–
3. 缺点:
– –
4. 代表产品：
虚拟化技术
1. 特点：
–
准虚拟技术（para准虚拟技术（paravirtualizion)
– –
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。 性能有提高，较接近物理机环境。 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。 XenServer
虚拟化技术介绍
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
目前的IT设备应用现状 目前的IT设备应用现状 IT
9-9-1原则
9
1
CPU占用率低于 占用率低于10% 占用率低于
9
90%的服务器 的服务器 90%的时间 的时间
有一种技术！ 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 左右的管理成本。 采购成本和20%左右的管理成本。” ——《服务器虚拟化的未来》，Gartner 服务器虚拟化的未来》
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
虚拟化：简单高效的IT管 虚拟化：简单高效的IT管 IT 理模型( 理模型(一)
降低成本
管理成本、硬件成本、软件、基础设施建设成本、电力成本。
2. 优势：
–
3. 代表产品
– –
操作系统虚拟化
四种虚拟化技术比较
硬件分区 代表产品 修改host内核 IBM 否 虚拟机 Vmware 否 准虚拟机 XenServer 是（使用VT后 不需） Guest是否安装OS 为guest虚拟设备 效率 消耗 实际运营单机容量 针对应用 产品类型 是 否 高 低 生产 是 是 低 高 1-3 研发测试 商业、免费、不 开源 是 一部分 高 低 1-5 研究、生产 开源、免费 否 否 非常高 非常低 数百个 生产 Virtuozzo商业版 本,openVZ免费开源 OS虚拟化 virtuozzo/openVZ 否
2. 发展：ຫໍສະໝຸດ 3. 代表产品：–
准虚拟技术（para准虚拟技术（paravirtualizion)
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)。 资源损耗极少，一台服务器可以运行上百个VE/VPS， 适合于生产、商业环境 SWsoft的Virtuozzo/OpenVZ Sun基于Solaris平台的Container
Hypervisor VM 1 Guest OS VM 2 Guest OS VM 3 Guest OS Container 1 Container 2 Container 3
操作系统虚拟化 (Containers)
• 虚拟操作系统访问 • 创建多个虚拟操作系统实例 • 物理服务器拥有单个、标准的 物理服务器拥有单个、标准的OS 内核 • Parallels Virtuozzo Containers, Sun Solaris Containers, OpenVZ
1. 虚拟化介绍 2. 虚拟化技术 3. 主流虚拟化产品
三大虚拟化厂商 1. VMware
– – – 主攻虚拟化领域十多年 是全球桌面到数据中心虚拟化解决方案的领导 厂商 主要产品：
• • • • VMware-ESX-Server VMware-GSX-Server （现叫VMware Server） VMware-WorkStation VMware vSphere 4
整合硬件设备
摆脱复杂混乱的硬件、电源、机位、网络、存储、IT管理员等。
改进IT管理架构兼容性
动态资源分配，每个应用程序可动态分配所需的资源； 设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。
虚拟化：简单高效的IT管 虚拟化：简单高效的IT管 IT 理模型( 理模型(二)
改善可靠性
降低维护和补丁造成的宕机时间； 在软件、硬件故障时候快速备份恢复系统； 轻松部署HA高可靠性服务器集群。
自动化管理更加轻松
减少开通、配置、补丁、恢复的维护时间，增强安全性、隔离 性； 可允许自动管理维护更加人性化。
大趋势：IT架构整合与虚拟化 大趋势：IT架构整合与虚拟化
智能化的信息网络的构建，加速了即将到来的虚拟 化趋势，而后者将成为提升国家和企业机构竞争力 的关键。虚拟化代表着这样一个巨大趋势，就是把 物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，从而打破 了物理结构之间的壁垒，将IT资源的利用率达到最 大化。在社会和经济的所有领域，虚拟技术都在改 变着我们开展日常活动的方式。
OS Virtualization
虚拟硬件
虚拟硬件
虚拟硬件
Virtual Machine Monitor Hypervisor or Standard Host OS Hardware
操作系统虚拟化层 Standard Host OS Hardware
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 支持高可用——分区之 间可以组建集群（负载 均衡、双机容错）
虚拟化技术简介
应用程序
应用程序
应用程序 操作系统 虚拟硬件 虚拟软件层 硬件层
应用程序 操作系统 虚拟硬件