云计算概论课件-虚拟化
合集下载
云计算——虚拟化技术PPT课件
2021
29
4.4.3 硬件虚拟化的未来
2．异构硬件的融合和归一化
• 首先，异构硬件的融合将本着“优势互补”的原则，向应用提供优势 资源以满足极端化需求。
• 其次，不同的硬件需要采用不同的虚拟化方法，提供各异的接口以获 得最佳的性能。
• 因此，要通过虚拟化实现异构硬件归一化管理，向应用提供统一的编 程接口。可利用来自应用的需求信息动态判断实际的后台执行硬件， 实现应用需求指导的动态硬件选择技术。
• 目前，基于硬件辅助的虚拟化方法在CPU、内存、网络等传统硬 件资源上获得了成功，CPU 和内存虚拟化资源已经接近物理性 能。
2021
26
4.4.2 硬件虚拟化的代表
1．GPU虚拟化
• GPU是计算机的一个重要组成部分，但GPU这类重要资源虚拟化的性 能、扩展性和可用性相对于CPU还处于滞后的阶段。
2021
4
2．网络虚拟化
• 网络虚拟化以软件的形式完整再现了物理网络，应用在虚拟网 络上的运行与在物理网络上的运行完全相同。
• 网络虚拟化向已连接的工作负载提供逻辑网络连接设备和服务 （逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载均衡器、VPN 等）。
• 虚拟网络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保证，而 且具备虚拟化所具有的运维优势和硬件独立性。
图4.4 使用VMM二进制翻译客户操
2021
作系统的请求 12
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化指的是虚拟机系统和虚 拟化软件层通过交互来改善性能 和效率。
• 半虚拟化涉及修改操作系统内核 来将不可虚拟化的指令替换为可 直接与虚拟化层交互的超级调用 （hypercalls）。
图4.5 将不可虚拟化的操作系统指令替
云计算核心--服务器虚拟化技术原理与应用PPT优秀课件
同质虚拟化： 虚拟机和宿主机是同种指令体系架构，例如，x86虚拟x86，powerpc虚拟 powerpc。 同质虚拟化中很多指令可以直接在物理硬件上运行，而不需要逐条指令翻译。 效率较高，现代实用级别服务器系统虚拟化都是同质虚拟化。
敏感指令： 同质虚拟化中，那些由于会产生冲突无法直接在物理硬件上运行的指令称作 敏感指令。例如，涉及到硬件设备、内存寻址等方面的指令。
软件模块，通过向上一层软件模块提供一个与它原先所期待的运行环境完全一致的 接口和方法，抽象出一个虚拟机的软件或硬件接口，是的上层软件可以直接运行在 虚拟机的环境上。
虚拟化的层面
硬件层虚拟化：通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机，为虚拟机操作系统呈现和物
理硬件相似或接近的硬件层。
操作系统层虚拟化： 指操作系统的内核可以提供多个互相隔离的用户态实例，
同质虚拟化的实现本质就是捕获与模拟。即补获敏感指令，模拟实现其行为。
2021/6/3
7
虚拟化实现技术
实现同质全虚拟化需要解决的问题 CPU虚拟化： 实现CPU指令的模拟；中断和异常的模拟和注入 内存虚拟化：提供所有虚拟机一个从0开始的连续物理内存空间；在各虚拟机之间有
效隔离、调度以及共享内存资源。 IO虚拟化：管理有限的外设资源，截获guest os对设备的访问请求，通过软件模拟
敏感指令是VMM 不可以轻易让客户操作系统执行的指令，如果所有敏感指 令都是特权指令，就可以利用保护异常实现虚拟化
当一部分敏感指令并不是特权指令，这就出现问题了。非特权指令在 Ring1～Ring3上是可以执行。VMM不会处理这些指令。这就是硬件架构上 的虚拟化漏洞
2021/6/3
10
硬件辅助虚拟化
各自有自己独立的文件系统、网络和系统设置、库函数等等。又叫容器虚拟化。
敏感指令： 同质虚拟化中，那些由于会产生冲突无法直接在物理硬件上运行的指令称作 敏感指令。例如，涉及到硬件设备、内存寻址等方面的指令。
软件模块，通过向上一层软件模块提供一个与它原先所期待的运行环境完全一致的 接口和方法，抽象出一个虚拟机的软件或硬件接口，是的上层软件可以直接运行在 虚拟机的环境上。
虚拟化的层面
硬件层虚拟化：通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机，为虚拟机操作系统呈现和物
理硬件相似或接近的硬件层。
操作系统层虚拟化： 指操作系统的内核可以提供多个互相隔离的用户态实例，
同质虚拟化的实现本质就是捕获与模拟。即补获敏感指令，模拟实现其行为。
2021/6/3
7
虚拟化实现技术
实现同质全虚拟化需要解决的问题 CPU虚拟化： 实现CPU指令的模拟；中断和异常的模拟和注入 内存虚拟化：提供所有虚拟机一个从0开始的连续物理内存空间；在各虚拟机之间有
效隔离、调度以及共享内存资源。 IO虚拟化：管理有限的外设资源，截获guest os对设备的访问请求，通过软件模拟
敏感指令是VMM 不可以轻易让客户操作系统执行的指令，如果所有敏感指 令都是特权指令，就可以利用保护异常实现虚拟化
当一部分敏感指令并不是特权指令，这就出现问题了。非特权指令在 Ring1～Ring3上是可以执行。VMM不会处理这些指令。这就是硬件架构上 的虚拟化漏洞
2021/6/3
10
硬件辅助虚拟化
各自有自己独立的文件系统、网络和系统设置、库函数等等。又叫容器虚拟化。
云计算及虚拟化课件
• 服务器虚拟化将系统虚拟化技术应用于服 务器上，将一个服务器虚拟成若干个服务 器使用
2.2.2 典型实现
• 服务器虚拟化通过虚拟化软件向上提供对 硬件设备的抽象和对虚拟服务器的管理
– 虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor） – 虚拟化平台（Hypervisor）
2.2.2 典型实现
Wikipedia：虚拟化是表示计算机资源的抽象方法，通过虚拟化可以 用与访问抽象前资源一致的方法访问抽象后的资源。这种资源的抽 象并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制
:信息技术术语库：虚拟化是为了某些事物创造的的虚拟 版本，比如操作系统、计算机系统、存储设备和网络资源等
影子页表法
页表写入法
2.2.4 核心技术（设备与I/O虚拟化）
• 主流的设备和I/O虚拟化通过软件的方式实现
物理 设备
虚拟 设备
VMware 虚拟化 平台
虚拟 机
2.2.4 核心技术（设备和I/O虚拟化）
• 服务器虚拟化中每个虚拟机都是一个独立的逻 辑服务器，之间通信通过网络接口进行
• 每个虚拟机分配了虚拟的网络接口
细节 – 用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部
分或者全部功能
2.1.3 虚拟化的常见类型
• 基础设施虚拟化
– 网络虚拟化：将网络的硬件和软件资源整合，向用 户提供虚拟网络连接
• 虚拟局域网Virtual LAN • 虚拟专用网VPN
– 存储虚拟化：为物理的存储设备提供一个抽象的逻 辑视图，用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口 来访问被整合的存储资源
Open Grid Services Architecture: 虚拟化是为一组相似资源提供一个 通用的抽象接口集，从而隐藏属性和操作之间的差异，并允许通过 一种通用方式来查看并维护资源
2.2.2 典型实现
• 服务器虚拟化通过虚拟化软件向上提供对 硬件设备的抽象和对虚拟服务器的管理
– 虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor） – 虚拟化平台（Hypervisor）
2.2.2 典型实现
Wikipedia：虚拟化是表示计算机资源的抽象方法，通过虚拟化可以 用与访问抽象前资源一致的方法访问抽象后的资源。这种资源的抽 象并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制
:信息技术术语库：虚拟化是为了某些事物创造的的虚拟 版本，比如操作系统、计算机系统、存储设备和网络资源等
影子页表法
页表写入法
2.2.4 核心技术（设备与I/O虚拟化）
• 主流的设备和I/O虚拟化通过软件的方式实现
物理 设备
虚拟 设备
VMware 虚拟化 平台
虚拟 机
2.2.4 核心技术（设备和I/O虚拟化）
• 服务器虚拟化中每个虚拟机都是一个独立的逻 辑服务器，之间通信通过网络接口进行
• 每个虚拟机分配了虚拟的网络接口
细节 – 用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部
分或者全部功能
2.1.3 虚拟化的常见类型
• 基础设施虚拟化
– 网络虚拟化：将网络的硬件和软件资源整合，向用 户提供虚拟网络连接
• 虚拟局域网Virtual LAN • 虚拟专用网VPN
– 存储虚拟化：为物理的存储设备提供一个抽象的逻 辑视图，用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口 来访问被整合的存储资源
Open Grid Services Architecture: 虚拟化是为一组相似资源提供一个 通用的抽象接口集，从而隐藏属性和操作之间的差异，并允许通过 一种通用方式来查看并维护资源
云计算概论课件-虚拟化
虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
包含了如下三层含义： ①虚拟化的对象是各种各样的资源； ②经过虚拟化后对用户隐藏了不必要的细节； ③虚拟环境中可以实现真实环境中的功能。
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
包含了如下三层含义： ①虚拟化的对象是各种各样的资源； ②经过虚拟化后对用户隐藏了不必要的细节； ③虚拟环境中可以实现真实环境中的功能。
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化与云计算培训课件讲义
虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述 云计算的发展路线
并行计算 云计算
集群计算
网格计算 虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算是并行计算 (Parallel Computing)、分布 式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者 说是这些计算机科学概念 的商业实现
虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院 基本特征：
快速可伸缩性（Rapid Elasticity，云计算的目标之一就是要把网格、SOA等技术 商用化、通俗化，所以用"弹性"（Elasticity）这样的词，而不是 IT业界称常用的" 可伸缩性"（Scalability）这个词）：可以迅速、弹性地提供服务，能快速扩展， 也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说，可 以租用的资源看起来似乎是无 限的，可在任何时间购买任何数量的资源。
Deployment Models Private Cloud Community Cloud Hybrid Cloud Public Cloud
部署模型 私有云 社区云 混合云 公有云
Essential characteristics 基本特征
Broad network access 广泛的网络接入 Measured Service 可计量的服务 On-demand Self-service 按需自助 Rapid elasticity 快速的弹性 Resource Pooling 资源池化
动态的资源池（Resource Pooling）：供应商的计算资源可以被整合为一个动态 资源池，以多租户模式服务所有客户，不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动 态分配。服务商需实现 资源的位置无关性，客户一般不需要知道所使用的资源 的确切地理位置，但在需要的时候客户可以指定资源位置（如哪个国家，哪个数 据中心等）的要求。
一 虚拟化与云计算概述 云计算的发展路线
并行计算 云计算
集群计算
网格计算 虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算是并行计算 (Parallel Computing)、分布 式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者 说是这些计算机科学概念 的商业实现
虚拟化与云计算培训课件
一 虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院 基本特征：
快速可伸缩性（Rapid Elasticity，云计算的目标之一就是要把网格、SOA等技术 商用化、通俗化，所以用"弹性"（Elasticity）这样的词，而不是 IT业界称常用的" 可伸缩性"（Scalability）这个词）：可以迅速、弹性地提供服务，能快速扩展， 也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说，可 以租用的资源看起来似乎是无 限的，可在任何时间购买任何数量的资源。
Deployment Models Private Cloud Community Cloud Hybrid Cloud Public Cloud
部署模型 私有云 社区云 混合云 公有云
Essential characteristics 基本特征
Broad network access 广泛的网络接入 Measured Service 可计量的服务 On-demand Self-service 按需自助 Rapid elasticity 快速的弹性 Resource Pooling 资源池化
动态的资源池（Resource Pooling）：供应商的计算资源可以被整合为一个动态 资源池，以多租户模式服务所有客户，不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动 态分配。服务商需实现 资源的位置无关性，客户一般不需要知道所使用的资源 的确切地理位置，但在需要的时候客户可以指定资源位置（如哪个国家，哪个数 据中心等）的要求。
虚拟化和云计算入门教程PPT课件
• 提供灵活的资源调度
– 在线迁移虚拟机、DRS、DPM
为什么要虚拟化
• 降低投资成本
– 提高资源利用率，减少了服务器采购数量，降低了硬件成本 – 减少电能及制冷费用 – 提高管理效率 – 增加投资有效性
• 提高业务灵活性
– 快速响应业务需求 – 动态高可扩展性 – 快速部署
• 提高安全性
– 系统隔离技术 – 单个系统故障不会影响其它系统 – 避免不兼容性 – 低成本冗余技术
服务器池 1
!
服务器池 1
高可用自动重启（HA）
• 自动重启虚拟机- 虚拟机失效 • 完全集群逻辑失效检测 • 即便管理工具不可用，依然可以触发
Resources
Resources
服务器池 1
动态电源管理(DPM)
• 将虚拟机整合到少数服务器上 • 对使用率低的服务器自动关机 • 负载增加是进行反向操作
针对模拟PC硬件的用户空间组件 • 2006年被合并到Linux内核 • 把linux转换成一个Hypervisor.
可以运行Windows,Linux和其它guests • KVM的架构可以利用强大的Linux的力量
RedHat
• 优势
– 性价比 – 开源 – 服务
• 劣势
– 端到端的解决方案推出较晚 – 支持kvm的厂商较少 – 市场份额较小
虚拟化与云计算介绍
主题议程
• 虚拟化
– 什么是虚拟化 – 为什么要虚拟化 – 服务器虚拟化 – 主流虚拟化厂商
• 云计算
– 什么是云计算 – 为什么要云计算 – 云计算架构与提供服务 – 云计算的示例
虚拟化技术
什么是虚拟化
• 简单来讲，就是在一个物理硬件机器上同时运行多个不 同应用的独立的操作系统。
– 在线迁移虚拟机、DRS、DPM
为什么要虚拟化
• 降低投资成本
– 提高资源利用率，减少了服务器采购数量，降低了硬件成本 – 减少电能及制冷费用 – 提高管理效率 – 增加投资有效性
• 提高业务灵活性
– 快速响应业务需求 – 动态高可扩展性 – 快速部署
• 提高安全性
– 系统隔离技术 – 单个系统故障不会影响其它系统 – 避免不兼容性 – 低成本冗余技术
服务器池 1
!
服务器池 1
高可用自动重启（HA）
• 自动重启虚拟机- 虚拟机失效 • 完全集群逻辑失效检测 • 即便管理工具不可用，依然可以触发
Resources
Resources
服务器池 1
动态电源管理(DPM)
• 将虚拟机整合到少数服务器上 • 对使用率低的服务器自动关机 • 负载增加是进行反向操作
针对模拟PC硬件的用户空间组件 • 2006年被合并到Linux内核 • 把linux转换成一个Hypervisor.
可以运行Windows,Linux和其它guests • KVM的架构可以利用强大的Linux的力量
RedHat
• 优势
– 性价比 – 开源 – 服务
• 劣势
– 端到端的解决方案推出较晚 – 支持kvm的厂商较少 – 市场份额较小
虚拟化与云计算介绍
主题议程
• 虚拟化
– 什么是虚拟化 – 为什么要虚拟化 – 服务器虚拟化 – 主流虚拟化厂商
• 云计算
– 什么是云计算 – 为什么要云计算 – 云计算架构与提供服务 – 云计算的示例
虚拟化技术
什么是虚拟化
• 简单来讲，就是在一个物理硬件机器上同时运行多个不 同应用的独立的操作系统。
云计算之服务器虚拟化课件
虚拟化技术
虚拟化是指将物理硬件资源抽象为逻辑资源并提供给上层应用.虚拟化将差异化的物理硬件封装起来，为上层应用提供统一的虚拟化硬件的访问接口。 虚拟化技术实现了软件应用与底层硬件相隔离。这样可以提高资源利用率，简化软件的管理和重新配置过程。
服务器虚拟化的技术特征
硬件独立
可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机
改进IT管理架构 : 动态资源分配，设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。
改善可靠性 : 低维护投入；减少意外宕机时间；在软、硬件故障时候快速恢复系统。
自动化管理 : 实现负荷的动态调配,硬件和服务的高可用性。
池中所有资源一目了然
池中所有真机和虚拟机联网情况一目了然
通过模板一键、快速安装操作系统
1设备
IT设备应用的9-9-1规律
9
90%的服务器
90%的时间
CPU占用率低于10%
9
1
云管理平台为何可以节省成本
2资源
应用1
应用2
VMM / Agent
Cloud Layer
管理操作
应用3
3管理
大量应用一键安装、管理
云管理平台为何可以节省成本
Cloud Layer
应用
应用信
VMM / Agent
通过解决方案一键部署整套应用
兼容性
虚拟机完全兼容标准的操作系统，以及在这些操作系统之上的应用
隔离
每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离
封装
虚拟机将整个系统，包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里
…………. .. ……
…………. .. ……
…………. .. ……
云管理平台
---利用服务器虚拟化,加强企业IT管理,减少企业成本
虚拟化是指将物理硬件资源抽象为逻辑资源并提供给上层应用.虚拟化将差异化的物理硬件封装起来，为上层应用提供统一的虚拟化硬件的访问接口。 虚拟化技术实现了软件应用与底层硬件相隔离。这样可以提高资源利用率，简化软件的管理和重新配置过程。
服务器虚拟化的技术特征
硬件独立
可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机
改进IT管理架构 : 动态资源分配，设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。
改善可靠性 : 低维护投入；减少意外宕机时间；在软、硬件故障时候快速恢复系统。
自动化管理 : 实现负荷的动态调配,硬件和服务的高可用性。
池中所有资源一目了然
池中所有真机和虚拟机联网情况一目了然
通过模板一键、快速安装操作系统
1设备
IT设备应用的9-9-1规律
9
90%的服务器
90%的时间
CPU占用率低于10%
9
1
云管理平台为何可以节省成本
2资源
应用1
应用2
VMM / Agent
Cloud Layer
管理操作
应用3
3管理
大量应用一键安装、管理
云管理平台为何可以节省成本
Cloud Layer
应用
应用信
VMM / Agent
通过解决方案一键部署整套应用
兼容性
虚拟机完全兼容标准的操作系统，以及在这些操作系统之上的应用
隔离
每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离
封装
虚拟机将整个系统，包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里
…………. .. ……
…………. .. ……
…………. .. ……
云管理平台
---利用服务器虚拟化,加强企业IT管理,减少企业成本
《云计算与虚拟化》课件
2
云计算的登录者
云计算将虚拟化技术与网络技术和服务模式结合，提供了更高级别的资源管理和 交付能力。
3
云计算的扩展
虚拟化技术使云计算能够按需扩展和收缩计算资源，提供了更好的资源利用率和 成本控制。
虚拟化技术概述
虚拟化技术通过将计算资源进行抽象和隔离，使多个虚拟机能够在同一物理主机上运行。这种技术能够提高硬 件利用率、降低成本，并提供更好的灵活性和可维护性。
ห้องสมุดไป่ตู้
云计算的三种部署模式
云计算可以按照部署的方式分为三种模式：公共云、私有云和混合云。公共 云是由第三方提供商托管和管理的云平台，私有云是组织内部搭建和管理的 云平台，混合云则是公共云和私有云的结合。
《云计算与虚拟化》PPT 课件
欢迎来到《云计算与虚拟化》的PPT课件。在这个课程中，我们将一起探索云 计算的定义和虚拟化技术，并了解云计算的不同部署模式以及与虚拟化的关 系。
云计算的定义
云计算是一种通过互联网将计算资源和服务交付给用户的模式。它提供了按需使用和灵活扩展的计算能力，无 需用户拥有实际的物理硬件。
公共云平台的例子
Am azon W eb Services (AW S)
全球领先的公共云平台，提供强大的计算和存储服务。
M icrosoft Azure
微软的云计算平台，提供广泛的云服务和解决方案。
私有云平台的例子
企业数据中心
组织内部搭建的企业数据中心，提供私有云服务。
VMware vSphere
一款广泛使用的虚拟化平台，支持构建和管理私有 云。
云计算的优缺点
1 优点
灵活性和可扩展性，降低成本，提高资源利用率，提供高可用性和弹性。
2 缺点
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
包含了如下三层含义： ①虚拟化的对象是各种各样的资源； ②经过虚拟化后对用户隐藏了不必要的细节； ③虚拟环境中可以实现真实环境中的功能。
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
虚拟化引擎
基于存储网络的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。
优点：
与主机无关，不占用主机资源。
能够支持异构主机、异构存储设备。
使不同存储设备的数据管理功能统一。
构建统一管理平台，可扩展性好。 缺点：
SAN+虚拟化引擎
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
硬件辅助虚拟化技术的日趋成熟 发展热点将主要集中在安全、存储、管理
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化的性能、虚拟化环境的部署、虚拟机的零宕机、虚拟机长距离迁移、 虚拟机软件与存储等设备的兼容性等，实现突破。
虚拟化技术的概念
虚拟化技术是一种调配计算资源的方法，它将应用系统的不同层面（硬 件、软件、数据、网络存储等）隔离起来，从而打破服务器、存储、网络数 据和应用的物理设备之间的划分，实现架构动态化，并达到集中管理和动态 使用物理资源及虚拟资源，以提高系统结构的弹性和灵活性，降低成本、改 进服务、减少管理风险等目标。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②桌面虚拟化使用条件
健全的网络环境 高可靠性的虚拟化环境 改变原来的运维流程 充足的网络带宽
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
服务器虚拟化架构
寄生架构
服务器虚拟化架构
裸金属架构
服务器虚拟化架构
寄生架构
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
④终止方面
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
桌面虚拟化特点
①桌面虚拟化优势
降低了功耗、提高了安全性、 简化部署及管理、降低了费用
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
VMware等软件厂商实现了x86服务器架构上的虚拟化 Xen和KVM出现 虚拟化技术发展到硬件支持阶段，Intel的VT技术和AMD的SVM技术
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化技术的发展热点和趋势
①整体来看
当前服务器虚拟化应用最多 桌面和应用虚拟化在虚拟化将会得到很大发展
（如数据迁移、 灾备）
带内虚拟化
需要数据驻留 I/O 延时 光纤端口限制 适用于系统环境
相对稳定或很少 修改的环境 功能置换
谢谢！ 欢迎交流！
其他设备虚拟化
存储虚拟化实现层面
虚拟化实现层面
典型厂家
基于主机 的虚拟化
Symantec
存储虚拟化
基于存储网络 的虚拟化
H3C、IBM、EMC
基于存储设备 的虚拟化
HDS、HP
基于主机的存储虚拟化
主要用途：使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，常用于在不同磁盘阵列之间做数
据镜像保护。
实现方式：一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成（安装客户端软件），不同操作系统的逻辑
虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
卷管理软件也不相同。
优点： 支持异构的存储系统
Agent Agent Agent Agent
不占用磁盘控制器资源
缺点：
占用主机资源，降低应用性能 存在操作系统和应用的兼容性问题
DAS或SAN存储网络
.主机数量越多，实施/管理成本越高
基于存储设备的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
占用交换机资源。
面临带内、带外的选择。
存储阵列的兼容性需要严格验证。
.原有盘阵的高级存储功能将不能使用。
存储虚拟化实施
虚拟化实施
典型厂家
带内虚拟化
IBM、H3C
存储虚拟化
带外虚拟化பைடு நூலகம்
EMC
存储虚拟化架构对比
带外虚拟化
无需驻留/无需 缓存
I/O写速度不变 充分利用光纤带
宽 高可用性 高拓展性 丰富的附加功能
实现方式：在存储控制器上添加虚拟化功能，常见于中高端存储设备。
优点： 与主机无关，不占用主机资源。 数据管理功能丰富。 技术成熟度高 缺点： 消耗存储控制器的资源。 接口数量有限，虚拟化能力较弱。 .异构厂家盘阵的高级存储功能将不能使用。
Agent Agent Agent Agent
SAN存储网络
应用虚拟化
桌面虚拟化
服务器拟化
网络虚拟化
网络虚拟化是让一个物理网络能够支持多个 逻辑网络，虚拟化保留了网络设计中原有的层次 结构、数据通道和所能提供的服务，使得最终用 户的体验和独享物理网络一样，同时网络虚拟化 技术还可以高效的利用网络资源如空间、能源、 设备容量等。
存储虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
存储虚拟化
SNIA共享存储模型
存储虚拟化提供的资源
存储虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带、磁带机、 磁带库虚拟化
文件系统虚拟化
物理CHS地址 磁头数
(Heads)
物理柱存面数储设备 固定(C大ylin小ders) 文件系统虚拟扩化展扇(S性区ec数t差ors) 构建在多个现有文件系统之上
将多文件系块统级汇别聚为一个大型 “虚拟文件系虚统拟” 用户通过虚拟文件系统访问数 据 底虚提无结层高需合拟文备改压带件份 变缩库系速备、V统T度份删虚按易L对和软重需于拟用恢件逻LA提扩存户od辑复gd供展储透ircLe速aBs设明lsAB度e备地lsoc址k
系统虚拟化
软件虚拟化
将应用程序与操作系统解耦合，为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，应 用虚拟化领域目前有很多有国国内外产品，得到广泛应用。 ①Microsoft Application Virtualization(App—V)。前身是Softgrid，被微软收购 ②VMware ThinApp。前身是Thinstall，被VMware收购 ③Symantec Software Virtualization Solution(SVS)。SVS于2006年左右被 Symantec收购 ④Install free ⑤云端软件平台(Softc1oud) ⑥高级语言虚拟化java
虚拟化涵盖的范围
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化的分类
①从实现的层次可以分为
基础设施化、系统虚拟化、软件虚拟化
虚拟化引擎
基于存储网络的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。
优点：
与主机无关，不占用主机资源。
能够支持异构主机、异构存储设备。
使不同存储设备的数据管理功能统一。
构建统一管理平台，可扩展性好。 缺点：
SAN+虚拟化引擎
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
硬件辅助虚拟化技术的日趋成熟 发展热点将主要集中在安全、存储、管理
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化的性能、虚拟化环境的部署、虚拟机的零宕机、虚拟机长距离迁移、 虚拟机软件与存储等设备的兼容性等，实现突破。
虚拟化技术的概念
虚拟化技术是一种调配计算资源的方法，它将应用系统的不同层面（硬 件、软件、数据、网络存储等）隔离起来，从而打破服务器、存储、网络数 据和应用的物理设备之间的划分，实现架构动态化，并达到集中管理和动态 使用物理资源及虚拟资源，以提高系统结构的弹性和灵活性，降低成本、改 进服务、减少管理风险等目标。
网络虚拟化
①传统网络虚拟化技 术
VPN、VLAN
②主机网络虚拟化
虚拟网卡 虚拟网桥 虚拟端口聚合器 网络设备虚拟化
VEB转发视图
VSU虚拟化技术
软件实现虚拟交换 VS 网卡实现硬件交换
虚拟化资源 虚拟机迁移
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②桌面虚拟化使用条件
健全的网络环境 高可靠性的虚拟化环境 改变原来的运维流程 充足的网络带宽
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
服务器虚拟化架构
寄生架构
服务器虚拟化架构
裸金属架构
服务器虚拟化架构
寄生架构
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
④终止方面
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
桌面虚拟化特点
①桌面虚拟化优势
降低了功耗、提高了安全性、 简化部署及管理、降低了费用
②x86虚拟化蓬勃发展(20世纪90年代至今)
VMware等软件厂商实现了x86服务器架构上的虚拟化 Xen和KVM出现 虚拟化技术发展到硬件支持阶段，Intel的VT技术和AMD的SVM技术
③服务器虚拟化的广泛应用带动虚拟化技术的发展
虚拟化技术的发展热点和趋势
①整体来看
当前服务器虚拟化应用最多 桌面和应用虚拟化在虚拟化将会得到很大发展
（如数据迁移、 灾备）
带内虚拟化
需要数据驻留 I/O 延时 光纤端口限制 适用于系统环境
相对稳定或很少 修改的环境 功能置换
谢谢！ 欢迎交流！
其他设备虚拟化
存储虚拟化实现层面
虚拟化实现层面
典型厂家
基于主机 的虚拟化
Symantec
存储虚拟化
基于存储网络 的虚拟化
H3C、IBM、EMC
基于存储设备 的虚拟化
HDS、HP
基于主机的存储虚拟化
主要用途：使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，常用于在不同磁盘阵列之间做数
据镜像保护。
实现方式：一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成（安装客户端软件），不同操作系统的逻辑
虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
虚拟化发展历史
①萌芽期（20世纪60、70年代）
1959年6月国际信息处理大会 Christopher Strachey发表的论文《大型高速计算机中的时间共享》 IBM及其他几家公司陆续开发的产品中应用 虚拟化技术只在高档服务器如小型机
②从应用的领域来划分
服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化、桌面虚拟化
基础设施虚拟化
①硬件虚拟化是用软件虚拟一台标准计算机硬件配置。 ②网络虚拟化将网络的硬件和软件资源整合，向用户 提供网络连接的虚拟化技术。 ③存储虚拟化为物理的存储设备提供统一的逻辑接口， 来访问被整合的存储资源。 ④文件虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合 为一个统一的逻辑接口，方便用户访问，提高文件管 理效率。
卷管理软件也不相同。
优点： 支持异构的存储系统
Agent Agent Agent Agent
不占用磁盘控制器资源
缺点：
占用主机资源，降低应用性能 存在操作系统和应用的兼容性问题
DAS或SAN存储网络
.主机数量越多，实施/管理成本越高
基于存储设备的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理（灾备）
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
②更新方面
更新方便、无缝的客户端更新
③支持方面
减少应用程序问的冲突、减少技术支持的工作量 增加软件的合规性
应用虚拟化的使用特点
①部署方面
不需要安装、没有残留的信息、 不需要更多的系统资源、事先配置好的应用程序
占用交换机资源。
面临带内、带外的选择。
存储阵列的兼容性需要严格验证。
.原有盘阵的高级存储功能将不能使用。
存储虚拟化实施
虚拟化实施
典型厂家
带内虚拟化
IBM、H3C
存储虚拟化
带外虚拟化பைடு நூலகம்
EMC
存储虚拟化架构对比
带外虚拟化
无需驻留/无需 缓存
I/O写速度不变 充分利用光纤带
宽 高可用性 高拓展性 丰富的附加功能
实现方式：在存储控制器上添加虚拟化功能，常见于中高端存储设备。
优点： 与主机无关，不占用主机资源。 数据管理功能丰富。 技术成熟度高 缺点： 消耗存储控制器的资源。 接口数量有限，虚拟化能力较弱。 .异构厂家盘阵的高级存储功能将不能使用。
Agent Agent Agent Agent
SAN存储网络
应用虚拟化
桌面虚拟化
服务器拟化
网络虚拟化
网络虚拟化是让一个物理网络能够支持多个 逻辑网络，虚拟化保留了网络设计中原有的层次 结构、数据通道和所能提供的服务，使得最终用 户的体验和独享物理网络一样，同时网络虚拟化 技术还可以高效的利用网络资源如空间、能源、 设备容量等。
存储虚拟化
• 虚拟化概述 • 虚拟化的分类 • 应用虚拟化 • 桌面虚拟化 • 服务器虚拟化 • 网络虚拟化 • 存储虚拟化
存储虚拟化
SNIA共享存储模型
存储虚拟化提供的资源
存储虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带、磁带机、 磁带库虚拟化
文件系统虚拟化
物理CHS地址 磁头数
(Heads)
物理柱存面数储设备 固定(C大ylin小ders) 文件系统虚拟扩化展扇(S性区ec数t差ors) 构建在多个现有文件系统之上
将多文件系块统级汇别聚为一个大型 “虚拟文件系虚统拟” 用户通过虚拟文件系统访问数 据 底虚提无结层高需合拟文备改压带件份 变缩库系速备、V统T度份删虚按易L对和软重需于拟用恢件逻LA提扩存户od辑复gd供展储透ircLe速aBs设明lsAB度e备地lsoc址k
系统虚拟化
软件虚拟化
将应用程序与操作系统解耦合，为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，应 用虚拟化领域目前有很多有国国内外产品，得到广泛应用。 ①Microsoft Application Virtualization(App—V)。前身是Softgrid，被微软收购 ②VMware ThinApp。前身是Thinstall，被VMware收购 ③Symantec Software Virtualization Solution(SVS)。SVS于2006年左右被 Symantec收购 ④Install free ⑤云端软件平台(Softc1oud) ⑥高级语言虚拟化java