云计算之虚拟化技术学习笔记
云计算核心：数据中心，数据网，存储网，高性能计算网 1，服务器虚拟化：重要，关键 1.1划分： 一个服务器划分分区为多个服务器（本文讨论） 多个服务器合并为一个服务器 1.2层次 1.2.1寄居虚拟化：虚拟机监控器VMM，安装在已有主机操作系统（宿主操作系统）之上 优点：性能高，易管理 缺点：灵活性差 1.2.2 裸机虚拟化：通过【1】Hypervisor实现轻量级操作系统，虚拟机建立在Hypervisor上。 X86体系不完全支持虚拟化，处理办法： 基于动态指令转换 硬件辅助的完全虚拟化技术 半虚拟化技术 1.3底层实现 1.3.1CPU虚拟化: 1个物理CPU运行一个虚拟CPU指令；每个客户操作可以使用多个CPU。虚拟CPU之间互相隔离。 需要解决问题： ·正确运行 ·调度：哪个虚拟CPU在哪个物理CPU上运行 1.3.2内存虚拟化：Copy on Wright（写时复制） 管理3类地址： ·机器地址 ·物理地址 ·虚拟地址 虚拟机与虚拟机之间相互隔离 1.3.3 I/O虚拟化：异构和多样，造成困难和复杂 全虚拟化 半虚拟化 软件模拟虚拟化 1.4虚拟机迁移 1.4.1分类： 故障迁移 定时维护迁移 1.4.2类型： 物理机到虚拟机迁移（ Physical-to-Virtual P2V） 虚拟机到虚拟机迁移（ Virtual -to-Virtual V2V） 虚拟机到物理机迁移（ Virtual -to- Physical V2P） 1.4.3 虚拟机动态迁移 1.4.3.1迁移步骤 预迁移（Pre-Migration） 预定资源（Reservation） 预复制（Interactive Pre-Copy） 停机复制（Stop-and-Coy） 提交（Commitment） 启动（Activation） 1.4.3.2迁移内容 内存迁移：有难度 1，Push 2，Stop-and-Copy 3，Pull 2：静态迁移，停机时间太长 1->2->3：可靠 1->2：停机时间段，但是迁移时间长 2->3：n轮次复制n-1次迭代修改部分。当脏页达到一定限制或者n 达到一定数量 网络资源迁移：发送ARP重定向包，VM上的IP地址与目标地址的MAC地址绑定 存储设备迁移：简单。共享资源共享文件系统和数据，否则拷贝耗时很长 1.5隔离技术 1.5.1内存隔离：MMU（Memory Management Unit）：CPU用来管理虚拟存储器，物理存储器的控制单元。虚拟地址映射为物理地址；硬件机制的内存访问授权。 1.5.2网络隔离 1.5.2.1目标:确保有害的攻击隔离，在可信网络之外和保证可信网络内部信息不泄露的前提下，完成网间数据的安全交换。 1.5.2.2 目前是第五代隔离技术 专用通信设备 专用安全协议和加密验证机制 应用层数据提取和鉴别认证技术 1.6案例 VMware VMotion: 虚拟机迁移工具 Storage VMotion:存储迁移工具 2，存储虚拟化：一个或几个大的存储池 2.1 基于主机的存储虚拟化 2.1.1通过逻辑卷来管理 2.1.2 优缺点： 优点：性价比高 缺点：可扩展性差，不支持异构 2.2基于存储设备的存储虚拟化 2.2.1在存储设备的磁盘，适配器或者控制器上实现虚拟化 2.2.2 往往需要级联，可扩展性比较差 2.3基于网络的存储虚拟化 2.3.1基于互联设备：易用，设备便宜 2.3.2基于路由器：性能，效果上好 2.4案例 VMware VSphere 虚拟机文件系统：VMFS（Virtual Machine File System） ·磁盘锁定技术 ·故障一致性和恢复机制 ·裸机映射（RDM） 3，网络虚拟化：底层网络和网络用户之间加了一层 3.1数据网，存储网，高性能计算网 3.1.1 核心层网络虚拟化：数据中心网络设备虚拟化 3.1.2 接入层网络虚拟化：数据中心接入层的分级设计 3.1.3虚拟机网络虚拟化：物理网卡，虚拟网络交换机 3.2案例 3.2.1VMware VNetwork ·vNIC :虚拟网络接口卡 ·vSwitch：标准交换机 ·dvSwitch：分布式交换机 ·端口组 ·VLAN 4，桌面虚拟化 4.1利用虚拟化技术将用户桌面的镜像文件放到数据中心 4.2 技术问题 集中管理问题 集中管理问题 虚拟化技术缺乏统一标准问题 网络负载压力问题 4.3案例 3.2.1VMware VMware View ·View Connection Server ·View Manager Security Server ·View 代理 ·View Client ·View Client with Offline Desktop ·View Composer
