24.《云计算(第三版)》配套PPT之二十四：第7章 虚拟化技术(一)
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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
支撑云计算的虚拟化技术PPT课件
Linux
2020/9/30
Linux (devel)
XP
Vista
Virtual Machine Monitor
Hardware
MacOS
11
提高资源利用率
先进 制造
军事 仿真
2020/9/30
信息 服务业
虚拟化 技术支 持下的 高效能 计算机
生物 计算
12
提高系统灵活性
各种应用
Linux
计算系统虚拟化支撑平台(虚拟机管理器VMM)
X86
Power PC
2020/9/30
iMac 虚拟机
PDA
MacOS
MIPS
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➢动态二 进制翻译 和优化
➢硬件辅 助虚拟化
➢软硬件 协同设计
另一种形式的系统虚拟化
多机聚合虚拟化
应用系统
操作 系统
应用系统
操作 系统
… VMM
VMM
VMM
2020/9/30
14
系统虚拟化的应用
应用系统
应用系统
硬件
23
系统虚拟化方法的分类
Guest OS
性能好， 但不适用于无法获得源代 码的操作系统，如 Windows
2020/9/30
不修改
修改
半虚拟化
动态半虚拟化方法
(Dynamic Paravirtualization)
性能测试报告，来 自权威性能测试机 构Metron's Athene
对一个计算系统进 行两天监测的数据
2020/9/30
Dan Herington
HP虚拟化技术首席科学家
8
系统虚拟化的产生
计算系统灵流场计算 程序：Fluent 6.3
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
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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。
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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
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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
“云计算”与虚拟化技术基础PPT课件
最终用户
应用开发 人员
系统/网络 管理员
2020/2/25 6
每个层次的价值
云计算服务 应用软件服务（Software as a Service, SaaS）
办公 应用
信息 化应 用
通讯 应用
基于互联网以服务的形式提供软件应用
互联网 应用
平台环境服务（Platform as a Service, PaaS）
复杂多应用环境
自动化部署 虚拟化通过降低CAPEX成为数据中心转化的催化剂.。面对 由此带来的技术和管理复杂性，自动化管理被导入以进一 步优化OPEX和业务敏捷性。自动化管理（Automated Provisioning）是云计算的重要特征之一，定义了自助式 服务请求， 准实时部署、 动态和细化的扩展能力。
高扩展性 按需服务
高可伸缩性 可计量服务
公有云的特点
高可靠性
超大规模
极其廉价
2020/2/25
4
云计算的部署模型
企业
云计算服务提供商
私有云
专为某一组织运营， 一般在防火墙内
• 总体拥有成本低 • 更好地控制安全性、遵从性能
和服务质量 • 更容易集成 • 支持现有应用程序
混合云
由 2 个或更多互操作云构成， 可实现数据和应用程序的移动性
2020/2/25
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Windows Hyper-V 服务器虚拟化解决方案
父分区
Config Store
Worker Processes
WMI Provider
Management Service
应用程序
Windows Server 2008
Windows Kernel
VSP
虚拟化技术 ppt课件
7.虚拟化技术
云计算技术
数据
中心
规模不断增大 成本逐渐上升 管理日趋复杂
云计算
6/82
7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
传统的数据中心
7.虚拟化技术
采用了多种技术 业务之间孤立
网络结构复杂
虚拟数据中心
高速
扁平
虚拟化
云计算
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7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
7.虚拟化技术
数据中心
服务器虚拟化
应用程序的代码运行在最低运行级别上ring3上，不能做受控操作。如果要做，那就要 通过执行系统调用（函数），执行的时候，CPU的运行级别会发生从ring3到ring0的 切换，并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行，这样内核就为你完成了设备访问， 完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用户态和内核态的切换。
服务器虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 桌面虚拟化
云计算
4/82
20世纪60年代
IBM公司推出虚拟化技术
主要用于当时的IBM大型机的服务器虚拟化
虚拟化技术的核心思想是利用软件或固件管理程序构成虚拟化层，把 物理资源映射为虚拟资源。在虚拟资源上可以安装和部署多个虚拟机， 实现多用户共享物理资源。
7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
云计算
19/82
硬件辅助的全虚拟化
7.虚拟化技术
2005年后，CPU厂商Intel 和 AMD 开始支持虚拟化了。 Intel 引入了 Intel-VT 技术。
主机操作系统
物理机（底层硬件）
图7-1 寄居虚拟化架构
云计算
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7.2 服务器虚拟化
服务器虚拟化的层次
虚拟化技术ppt课件
访问控制，在线添加、移除物理及虚拟资源 高可用：故障自动转换，在不同物理主机、存储、
网络上在线迁移，容错 安全：隔离，访问审计，法规遵从，防病毒，入
侵防范，数据备份，远程容灾
14/10
服务器虚拟化软件
VMware：vSphere ESXi，vCenter，Server， Workstation
远程桌面、无盘站、还原卡、影子系统、瘦客户机
16/10
虚拟桌面拓扑图
17/10
桌面虚拟化软件
Microsoft：远程桌面(RDP)，Hyper-V VMware：View(ICA)，vSphere ESXi Citrix：XenDesktop(PCoIP)，XenServer
18/10
4、存储虚拟化
一块物理网卡虚拟出多块虚拟网卡(VFA网卡，每端口1-4 个 vNIC)
26/10
谢谢！
27/10
6/10
2、服务器虚拟化
硬件体系结构
（hypervisor）虚拟化层 硬件体系结构
7/10
服务器虚拟化－资源共享
虚拟化层
8/10
服务器虚拟化
将单台物理服务器虚拟出多台相互隔离虚拟服务 器
将多台物理服务器资源进行整合，提供资源动态 调配
对所有物理资源进虚拟资源进行统一、集中管理 提供统一的高可用、系统安全、数据备份解决方
2/10
什么是“虚拟化技术”
屏蔽同一类物理设备的专有特性 将处理后相同特性的物理设备进行资源整合 将整合的资源虚拟出多个类似的虚拟设备 对物理设备、虚拟设备进行统一管理
3/10
现有的虚拟化技术－磁盘阵列存储
多块相同特性的物理硬盘 通过RAID技术变成一块RAID盘 硬盘整合，提高容量、性能，提供数据保护 一个RAID盘划分成一个逻辑盘分配给一台主机 一个RAID盘划分成多个逻辑盘分配给多台主机使用 对存储空间、连接主机进行集中管理
网络上在线迁移，容错 安全：隔离，访问审计，法规遵从，防病毒，入
侵防范，数据备份，远程容灾
14/10
服务器虚拟化软件
VMware：vSphere ESXi，vCenter，Server， Workstation
远程桌面、无盘站、还原卡、影子系统、瘦客户机
16/10
虚拟桌面拓扑图
17/10
桌面虚拟化软件
Microsoft：远程桌面(RDP)，Hyper-V VMware：View(ICA)，vSphere ESXi Citrix：XenDesktop(PCoIP)，XenServer
18/10
4、存储虚拟化
一块物理网卡虚拟出多块虚拟网卡(VFA网卡，每端口1-4 个 vNIC)
26/10
谢谢！
27/10
6/10
2、服务器虚拟化
硬件体系结构
（hypervisor）虚拟化层 硬件体系结构
7/10
服务器虚拟化－资源共享
虚拟化层
8/10
服务器虚拟化
将单台物理服务器虚拟出多台相互隔离虚拟服务 器
将多台物理服务器资源进行整合，提供资源动态 调配
对所有物理资源进虚拟资源进行统一、集中管理 提供统一的高可用、系统安全、数据备份解决方
2/10
什么是“虚拟化技术”
屏蔽同一类物理设备的专有特性 将处理后相同特性的物理设备进行资源整合 将整合的资源虚拟出多个类似的虚拟设备 对物理设备、虚拟设备进行统一管理
3/10
现有的虚拟化技术－磁盘阵列存储
多块相同特性的物理硬盘 通过RAID技术变成一块RAID盘 硬盘整合，提高容量、性能，提供数据保护 一个RAID盘划分成一个逻辑盘分配给一台主机 一个RAID盘划分成多个逻辑盘分配给多台主机使用 对存储空间、连接主机进行集中管理
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。
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- 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)。
实际上，迁移内存没有必要同时包含上述三个阶段，目前大部分的迁移策略只包 含其中的一个或者两个阶段。
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7.2 服务器虚拟化 虚拟机迁移
迁移方案
Stop-and-Copy
《云计算》第三版配套PPT课件
优势与劣势
方法比较简单 总迁移时间也最短 停机时间无法接受
Stop-and-Copy和Pull 阶段结合
云计算的红宝书
书籍购买地址：/item.html?itemID=1469775685&p=-1 （包邮且有刘鹏教授亲笔签名）
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刘鹏
教授、博导、学科带头人，清华大学博士。现任中国云计算专家咨询委员会秘书长、
中国信息协会大数据分会副会长、工业与信息化部云计算研究中心专家。
《云计算》第三版配套PPT课件
随着云计算的发展，传统的数据中心逐渐过渡到虚拟化数据中心，即采用虚拟化 技术将原来数据中心的物理资源进行抽象整合。 实现资源的动态分配和调度，提高现有资源的利用率和服务可靠性 提供自动化的服务开通能力，降低运维成本
具有有效的安全机制和可靠性机制，满足公众客户和企业客户的安全需求
了解详情
云计算、大数据时代，社会亟需相关人才！而高校 缺平台、缺人才、缺经验！怎么办？
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建设一个Hadoop实验平台
一套开源的Hadoop一体机和开发环境，详细的指导书籍和实验设计。
培养一支云计算师资队伍
来自云计算高手的系列培训，
早在2010年就培训了全国第一批云计算师资力量。
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7.2 服务器虚拟化 服务器虚拟化的层次
寄居虚拟化
《云计算》第三版配套PPT课件
寄居虚拟化的虚拟化层一般称为虚 拟机监控器（VMM）
客户 虚拟机
客户 虚拟机
客户 虚拟机
这类虚拟化架构系统损耗比较大
就操作系统层的虚拟化而言，没有 独立的Hypervisor层 如果使用操作系统层虚拟化，所有 虚拟服务器必须运行同一操作系统
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7.2 服务器虚拟化 虚拟机迁移
存储设备的迁移
《云计算》第三版配套PPT课件
迁移存储设备的最大障碍在于需要占用大量时间和网络带宽，通常的解决办法
是以共享的方式共享数据和文件系统，而非真正迁移。 目前大多数集群使用NAS（Network Attached Storage，网络连接存储）作为 存储设备共享数据。 NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备，其作用类似于一个专用的文件服 务器。 在局域网环境下，NAS已经完全可以实现异构平台之间，如NT、UNIX等的数 据级共享。 基于以上的考虑，Xen并没有实现存储设备的迁移，实时迁移的对象必须共享文 件系统。
网络资源的迁移 虚拟机这种系统级别的封装方式意味着
迁移时VM的所有网络设备，包括协议 状态（如TCP连接状态）以及IP地址都 要随之一起迁移。 在局域网内，可以通过发送ARP重定向 包，将VM的IP地址与目的机器的MAC 地址相绑定，之后的所有包就可以发送 到目的机器上。
《云计算》第三版配套PPT课件
7.2 服务器虚拟化 服务器虚拟化的底层实现
CPU虚拟化 物理CPU 客户 操作系统 物理CPU 物理CPU
抽象 抽象 抽象
《云计算》第三版配套PPT课件
虚拟CPU 虚拟CPU 虚拟CPU
1 2
虚拟CPU的正确运行是要保证虚拟机指令正确运行，现有的实现技术 包括模拟执行和监控执行 调度问题是指VMM决定当前哪个虚拟CPU在物理CPU上运行，要保
步骤3 预复制 （InterativePre-Copy）
步骤4 停机复制
步骤5
步骤6
提交
（Commitment）
启动
（Activation）
（Stop-and-Copy）
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7.2 服务器虚拟化 虚拟机迁移
《云计算》第三版配套PPT课件
第一阶段，Push阶段。
内存的迁移是
虚拟机迁移最 困难的部分 第三阶段，Pull阶段。 第二阶段，Stop-and-Copy阶段。
目 录
7.1 虚拟化技术简介 7.2 服务器虚拟化
7.3 存储虚拟化 7.4
7.5
网络虚拟化
桌面虚拟化
7.1 虚拟化技术简介
《云计算》第三版配套PPT课件
虚拟化技术是伴随着计算机的出现而产生和发展起来的，虚拟化意味着对计算机 资源的抽象。 虚拟化技术已经成为构建云计算环境的一项关键技术。
服务器虚拟化
存储虚拟化
网络虚拟化
桌面虚拟化
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20世纪60年代
IBM公司推出虚拟化技术
主要用于当时的IBM大型机的服务器虚拟化 虚拟化技术的核心思想是利用软件或固件管理程序构成虚拟化层，把物理资 源映射为虚拟资源。在虚拟资源上可以安装和部署多个虚拟机，实现多用户 共享物理资源。
7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
营造一个大数据科研环境
为科研提供技术支持，与大数据应用相结合，让科研迈上新台阶。
知名微信公众号推荐
学 习 云 计 算 必 须 关 注 的 公 众 号
刘鹏看未来
微信号：lpoutlook
云计算头条
微信号： chinacloudnj
眼光决定成败，与刘 鹏教授看未来。 刘鹏，清华博士， 《云计算》作者。
资源丰富、分析深入、 更新及时的云计算知 识共享平台。
中国大数据
微信号： cstorbigdata
云创大数据
微信号： cStor_cn
分享大数据技术，剖 析大数据案例，讨论 大数据话题。
国内大数据龙头企业。 提供领先的云存储、云 数据库、云视频、云传 输产品和解决方案。
《云计算》第三版配套PPT课件
7.2 服务器虚拟化
7.2.1 服务器虚拟化的层次 7.2.2 服务器虚拟化的底层实现 7.2.3 虚拟机迁移 7.2.4 隔离技术 7.2.5 案例分析
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7.2 服务器虚拟化 虚拟机迁移
《云计算》第三版配套PPT课件
虚拟机迁移是将虚拟机实例从源宿主机迁移到目标宿主机，并且在目标宿主机上 能够将虚拟机运行状态恢复到其在迁移之前相同的状态，以便能够继续完成应用 程序的任务。
电子工业出版社《云计算(第三版)》配套课件
云 计 算 （第三版）
CLOUD COMPUTING
Third Edition
第7章
虚拟化技术(一)
主编：刘鹏 教授
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电子工业出版社《云计算(第三版)》配套课件
本套PPT下载地址：/list.aspx?cid=20
证隔离性、公平性和性能。
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7.2 服务器虚拟化 服务器虚拟化的底层实现
内存虚拟化
《云计算》第三版配套PPT课件
内存虚拟化技术把物理内存统一管理，包装成多个虚拟的物理内存提供给若干虚拟 机使用，每个虚拟机拥有各自独立的内存空间。
虚拟内存的管理包括3种地址 机器地址 物理地址 虚拟地址
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虚拟机管理器（VMM）
主机操作系统
物理机（底层硬件）
图7-1 寄居虚拟化架构
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7.2 服务器虚拟化 服务器虚拟化的层次
裸机虚拟化
《云计算》第三版配套PPT课件
架构中的VMM也可以认为是一个操 作系统，一般称为Hypervisor
客户 虚拟机
客户 虚拟机 Hypervisor
客户 虚拟机
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《云计算》第三版配套PPT课件
本章未完待续of 38排名首位的大数据资料和交流中心百度排名首位的云计算资料和交流中心
终生免费的智能硬件大数据托管平台
扫一扫，进入万物云
终 生 免 费 的 环 境 大 数 据 共 享 平 台
扫一扫，进入环境云
高校Hadoop教学科研
一揽子解决方案
《云计算》第三版配套PPT课件
云计算技术
数据 中心
规模不断增大 成本逐渐上升 管理日趋复杂
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7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
传统的数据中心
《云计算》第三版配套PPT课件
采用了多种技术
业务之间孤立
网络结构复杂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
虚拟数据中心
高速
扁平
虚拟化
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7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
主持完成科研项目25项，发表论文80余篇，出版专业书籍15本。获部级科技进步 二等奖4项、三等奖4项。主编了国内第一本云计算教材《云计算》和第一本云计算编程 书籍《实战Hadoop》。创办了知名的中国云计算（）和中国大数据
（）网站。
曾率队夺得2002 PennySort国际计算机排序比赛冠军，两次夺得全国高校科技比 赛最高奖，并三次夺得清华大学科技比赛最高奖。 荣获“全军十大学习成才标兵”（排名第一）、南京“十大杰出青年”、江苏省 “333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人、清华大学“学术新秀”等称号。
停机时间很短 总迁移时间很长 Pull阶段复制造成的性能下降
Push和Stop-andCopy阶段结合
平衡了停机时间和总迁移时间之间的矛盾 需要有一种算法能够测定工作集，以避免反复重传 可能会占用大量的网络带宽，对其他服务造成影响
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7.2 服务器虚拟化 虚拟机迁移
第一
负载过大时，若此刻不可能提供额外的物理服务器，管理员可以将其上 面的虚拟机迁移到其他服务器，达到负载平衡
云计算中心的物理服务器有时候需要定期进行升级维护，当升级维护服 第二
务器时，管理员可以将其上面的虚拟机迁移到其他服务器，等升级维护 完成之后，再把虚拟机迁移回来