云计算基础技术与应用 第九章 虚拟化基础

虚拟化概念
虚拟化的主要目标是对包括基础设施、系统和软件等IT资源的表示、访问和管理 进行简化，并为这些资源提供标准的接口来接收输入和提供输出。
虚拟化的使用者可以是最终用户、应用程序或者是服务。 通过标准接口，虚拟化可以在IT基础设施发生变化时将对使用者的影响降到最低。 最终用户可以重用原有的接口，因为他们与虚拟资源进行交互的方式并没有发生
虚拟化技术进入低潮期。
虚拟化起源
随着近年来，云计算的日益普及，虚拟化技术变得重要起来。
事实上，云计算中的IaaS(Infrastructure as a service)本质上就是计算资 源的池化或者虚拟化，简而言之虚拟化技术是构建云计算数据中心的基 础。
虚拟化技术的复归，其实走了一条相当漫长的路，推动虚拟化技术从新 繁荣的因素有很多，但最决定性的因素还是以下两点。
虚拟化起源
（1）半导体技术的发展。
当摩尔定律每18个月翻番的规律持续奏效的时候，我们知道这一定律迟早会终结。 但在摩尔定律尚未完全触碰到硅技术的物理极限前，单芯片的性能已经强大到过 剩了，换言之安迪-比尔定律里的比尔，已经无法完全吃掉安迪提供的性能了。
安迪-比尔定理（Andy and Bill’s Law）是对IT产业中软件和硬件升级换代关系的 一个概括。
原话是“Andy gives, Bill takes away.（安迪提供什么，比尔拿走什么。）” 安 迪指英特尔前CEO安迪·格鲁夫，比尔指微软前任CEO比尔·盖茨，这句话的意思 是，硬件提高的性能，很快被软件消耗掉了。
虚拟化起源
（2）能源网络等助攻因素。
相比半导体技术的飞速发展，电池技术的发展可以用龟速来形容。 而能源危机的阴影也时刻笼罩着这个世界，节能已经成了科技界的主旋律。 从能耗的管理来说，集约式地管理方式显然比各自为政式的管理更为高效。 而随着网络技术的快速发展，低功耗终端设备+大规模云计算的模式成为可能。
当时IBM的大型机上已经使用了虚拟化技术，其目的也跟今日基本一致： 允许多租户复用同一物理计算资源。
这一时期可称为虚拟化技术的萌芽阶段。
虚拟化起源
早期计算机硬件是相当昂贵的基础设施，注定不可能为个人所拥有，虚 拟化技术能显著地提高计算资源使用效率，因此在大型机时代得到了青 睐。
随着半导体技术遵循摩尔定律快速发展，计算机的价格也慢慢地平民化， PC的私人属性注定了资源复用这一特性不再是什么优点。
从广义上来说，从Java虚拟机，到操作系统的虚拟内存概念，到存储技 术，到仿真，到虚拟局域网VLAN，到服务器虚拟化技术都采用了虚拟化 的思想。
简单来讲，虚拟化是以透明方式提供抽象的计算资源。目前业界对“虚拟 化”已经产生如下多种定义。
虚拟化概念
（1）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。这种资源的抽象方法并不受实 现、地理位置或底层资源的物理配置的限制；
虚拟化基础
第九章
目录
01 虚拟化概念 02 虚拟化起源 03 虚拟化的特征 04 虚拟化技术分类 05 虚拟化产品 06 实战项目—VMware安装Ubuntu
1.虚拟化概念
虚拟化概念
“虚拟化”是一个广泛而变化的概念，因此想要给出一个清晰而准确的 “虚拟化”定义并不是一件容易的事情。
变化，即使底层资源的实现方式已经发生了改变，他们也不会受到影响。
虚拟化概念
虚拟化技术降低了资源使用者与资源具体实现之间的耦合程度，让使用者不再依 赖于资源的某种特定实现。
利用这种松耦合关系，系统管理员在对IT资源进行维护与升级时，可以降低对使 用者的影响。
虚拟化，如同空旷、通透的写字楼，整个楼层没有固定的墙壁，用户可以用同样 的成本构建出更加自主适用的办公空间，进而节省成本，发挥空间最大利用率。
如操作系统、文件系统、应用程序等。 内存是真实资源，而硬盘则是这种资源的替代品。 经过虚拟化后，这两者具有了相同的逻辑表示。
虚拟化层向上隐藏了如何在硬盘上进行内存交换、文件的读写，如何在内存与硬 盘间实现统一寻址和换入换出等细节。
对于使用虚拟内存的应用程序来说，它们仍然可以用一致的分配、访问和释放的 指令对虚拟内存进行操作，就如同在访问真实存在的物理内存一样。
虚拟化概念
尽管以上几种定义表述方式不尽相同，但它们都阐 述了三层含义：
虚拟化概念
（1）虚拟化的对象是各种各样的资源，如CPU、磁盘，内存，网络等； （2）经过虚拟化后的逻辑资源对用户隐藏了不必要的细节； （3）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。
虚拟化概念
概括来讲，虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束。 资源可以是各种硬件资源，如CPU、内存、存储、网络；也可以是各种软件环境，
（2）虚拟化是为某些事物创造的虚拟（相对于真实）版本，如操作系统、 计算机系统、存储设备和网络资源等；
虚拟化概念
（3）虚拟化是为一组类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的方式来查看并维护资源；
（4）虚拟化是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。 在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同 的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响， 从而显著提高计算机的工作效率。
虚拟化把有限的固定的资源根据不同需求进任务以及超线程技术是完全不同的。
多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟化技术 中，则可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程 序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上。
而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出 来的CPU是不能分离的，只能协同工作。
2.虚拟化起源
虚拟化起源
虚拟化技术的产生是计算机技术发展道路上的一个趋势和必然现象，在 计算机发展道路上起到了重要的作用，虚拟化的技术早在20世纪50年代 就已经提出，第一次将虚拟化的技术在商业中实现还是20世纪的60年代， 并且将虚拟化技术提出并在商业中使用的第一个公司就是IBM。