第二章--虚拟化概述

第2章虚拟化概述主讲人：王鹏主要内容03/04/网络虚拟化存储虚拟化01/02/计算机虚拟化虚拟化技术05/06/桌面虚拟化应用虚拟化主要内容一、什么是虚拟化技术二、计算机虚拟化三、存储虚拟化四、应用虚拟化五、桌面虚拟化六、桌面虚拟化一什么是虚拟化技术1、虚拟化技术的定义•虚拟化是从单一的逻辑角度来看待和使用不同的物理资源的方法，是物理资源的逻辑抽象。虚拟化是虚拟机的核心，它源于基础设施的管理、运营及部署的灵活性。•虚拟化是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源、如CPU、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。•在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件。•虚拟化是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源、如CPU、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。按需部署在线迁移通过虚拟化实现资源最大化2、虚拟化技术的特性相对于硬件独立无需修改即可在任何服务器上运行虚拟机分区在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机隔离在同一服务器上的虚拟机之间相互隔离封装整个虚拟机都保存在文件中，而且可以通过移动和复制这些文件的方式来移动和复制该虚拟机3、虚拟化技术的优势•整合资源、扩大资源容量、提高资源利用率；•提供相互隔离、安全、高效的应用执行环境；•方便管理和升级资源，提高管理的灵活性；•节省计算机空间和电耗成本。4、虚拟化技术的分类（1）（3）（2）（4）桌面虚拟化存储虚拟化应用虚拟化计算机虚拟化二计算机虚拟化二、计算机虚拟化11/10虚拟化层硬件体系结构硬件体系结构服务器虚拟化－资源共享12/10虚拟化层•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、数据备份解决方案服务器虚拟化13/10计算机虚拟化的功能和技术•1、多实例：在一个物理计算机上可以运行多个虚拟计算机。•2、隔离性：虚拟机与其他虚拟机完全隔离。•3、CPU虚拟化：把物理CPU抽象成虚拟CPU。提高物理CPU的利用率。•4、内存虚拟化：物理内存包装成多个虚拟的物理内存分别供给多个虚拟机。•5、设备与I/O虚拟化：响应每个虚拟机的设备访问请求和I/O请求。•6、无知觉故障恢复：运故障虚拟机迅速转移到另一个新开的正常虚拟机上。•7、负载均衡：平衡各个虚拟机和物理机之间的利用率。•8、统一管理：方便易用的统一管理界面。•9、快速部署：对多个虚拟机及不同操作系统和应用高效部署、更新和升级请在此输入您的标题•计算机虚拟化技术可以将物理资源通过虚拟化软件形成虚拟资源池，再由资源池中分出部分资源构成虚拟机。服务器虚拟化的特性16/10相对于硬件独立无需修改即可在任何服务器上运行虚拟机分区在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机隔离在同一服务器上的虚拟机之间相互隔离封装整个虚拟机都保存在文件中，而且可以通过移动和复制这些文件的方式来移动和复制该虚拟机•全虚拟化(Full-Virtulization)：无需修改操作系统，VMESXi、LinuxKVM•半虚拟化(Para-Virtulization)：集成半虚拟化代码，直接运行特权指令，性能接近物理机，需要修改操作系统，MSHyper-V、CtrixXen、IBMPowerVM•操作系统层虚拟化开发、测试环境，VMWorkstation、VMServer、OracleVitrualBox服务器虚拟化方法17/10硬件虚拟化层虚拟机驱动虚拟机驱动虚拟机驱动驱动硬件虚拟化层父虚拟机驱动子虚拟机驱动子虚拟机驱动驱动硬件虚拟机驱动虚拟机驱动驱动操作系统虚拟化层服务器虚拟化拓扑图18/10光纤通道存储阵列iSCSI存储阵列NAS存储阵列管理中心管理客户端终端服务FC交换机光纤IP网络虚拟化层VMVMVMVMVM服务器组1Web浏览器服务器组2服务器组3•统一管理：管理中心，快速简化部署•资源管理：性能扩展能力，动态资源分配，资源访问控制，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，远程容灾服务器虚拟化其它特性19/10•VMware：vSphereESXi，vCenter，Server，Workstation•Microsoft：Hyper-V，SystemCenterVirtualMachineManager，VirtualPC•IBM：PowerVM•Ctrix：XenServer•Linux：KVM•Oracle：VitrualBox服务器虚拟化软件20/10三存储虚拟化三存储虚拟化StoragePoolSANHDSIBMVirtualDiskVirtualDiskVirtualDiskVirtualDisk存储虚拟化引擎NetAppHPEMC把不同存储阵列的存储容量组成一个统一的存储池瘦供几、卷拷贝、快照、卷镜像在存储池上应用统一的特性服务功能通过中心控制点进行集中管理存储设备发生改变时，主机应用不会被迫中断存储虚拟化功能•1、集中存储：存储资源统一整合管理，集中存储，形成数据中心模式。•2、分布式扩展：存储介质易于扩展，由多个异构存储服务器实现分布式存储，以统一模式访问虚拟化后的用户接口。•3、绿色环保：服务器和硬盘的耗电量巨大，为提供全时段数据访问，存储服务器及硬盘不可以停机。但为了节能减排、绿色环保，需要利用更合理的协议和存储模式，尽可能减少开启服务器和硬盘的次数。•4、虚拟本地硬盘：是将云存储系统虚拟成用户本地硬盘。•5、安全认证：新建用户加入云存储系统前，必须经过安全认证并获得证书。•6、数据加密：数据存储到云存储系统时必须加密。•7、层级管理：上级可以监控下级的存储数据，下级无法查看上级或平级的数据。四网络虚拟化网络虚拟化•多个网络节点（包括网络交换路由设备、服务器等）承载上层应用，基于冗余的网络设计带来复杂性，而将多个网络节点进行整合，虚拟化成一台逻辑设备，提升数据中心网络可用性、节点性能的同时将极大简化网络架构。•使用网络虚拟化技术，用户可以将多台设备连接，“横向整合”起来组成一个“联合设备”，并将这些设备看作单一设备进行管理和使用。虚拟化整合后的设备组成了一个逻辑单元，在网络中表现为一个网元节点，管理简单化、配置简单化、可跨设备链路聚合，极大简化网络架构，同时进一步增强冗余可靠性。以太网(Ethernet)，光纤通道存储网(FCSAN)，以太网存储(IPSAN,iSCSI)，FCoE(FibreChanneloverEthernet)，融合网络适配器(CNA,ConvergedNetworkAdapter)，CEE(ConvergedEnhancedEthernet)，DCB网络虚拟化－网络整合26/10为服务器虚拟化提供虚拟机感知的以太网络•简化配置、统一管理、感知虚拟机迁移、自动迁移网络配置、改善安全•自动发现虚拟机，并可为每个虚拟机配置唯一的网络配置参数(物理交换机端口)•VMwareVI-API通过vCenter提供集中管理物理和虚拟交换机•借助虚拟机管理程序的虚拟交换机同步配置，以确保无论虚拟机处于何位置，都强制该一致的网络策略网络虚拟化－IBMvmReady27/10感知虚拟机迁移，虚拟机网络配置及分组特性自动随虚拟机迁移(vmRreadyNMotion)网络虚拟化－vmReady28/10交换机及网卡提供硬件虚拟化(VirtualFabric)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)网络虚拟化29/10五应用虚拟化2.1.4、应用虚拟化解除应用与操作系统和硬件的耦合关系，虚拟化环境为应用程序屏蔽了底层可能与其他应用产生冲突，2.1.4、应用虚拟化应用虚拟化是SaaS的基础，具备以下功能和特点：1、解耦合：用屏蔽底层异构性技术解除虚拟应用与操作系统和硬件的耦合关系2、共享性：应用虚拟化可以使一个真实应用运行在任何共享的计算资源上。3、虚拟环境：为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，不仅拥有应用程序的可执行文件，还包括所需的运行环境。4、兼容性：屏蔽底层可能与其他应用产生冲突的内容，使其具有良好的兼容性5、快速升级更新：真实应用可以快速升级更新，通过流的方式将相对应的虚拟应用及环境快速发布到客户端。6、用户自定义：用户可以选择自己喜欢的虚拟应用的特点以及所支持的虚拟环境。3、桌面虚拟化把所有应用客户端系统都部署在一台服务器上。客户端系统只传送虚拟的客户端界面（屏幕图像更新、按键、鼠标移动等）被并显示在用户的电脑上。•桌面虚拟化（VDI）：是指将计算机的桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。可以通过任何设备，在任何地点，任何时间访问在网络上的属于我们个人的桌面系统。•特点：灵活的访问和使用广泛与简化的终端设备支持终端设备采购、维护成本大大降低集中管理、统一配置使用安全降低耗电、节能减排•相关：远程桌面、无盘站、还原卡、影子系统、瘦客户机3、桌面虚拟化34/10虚拟桌面拓扑图35/10•Microsoft：远程桌面(RDP)，Hyper-V•VMware：View(ICA)，vSphereESXi•Citrix：XenDesktop(PCoIP)，XenServer桌面虚拟化软件36/10桌面的虚拟化桌面虚拟化具有如下功能和接入标准。1、集中管理维护：可以对企业数据、应用和系统进行集中管理、维护和控制，减少现场支持工作量。2、使用连续性：终端用户在另一个虚拟机上登录时，可以继续以前的配置和存储文件内容。3、故障恢复：桌面虚拟化是用户的桌面环境被保存为一个个虚拟机，通过对虚拟机进行快照和备份，就可以快速恢复用户的故障桌面，并实时迁移到另一个虚拟机上继续进行工作。4、用户自定义：用户可以选择自己喜欢的桌面操作系统、显示风格、默认环境，以及其他各种自定义功能。六桌面虚拟化2.1.5、桌面的虚拟化把所有应用客户端系统都部署在一台服务器上。客户端系统只传送虚拟的客户端界面（屏幕图像更新、按键、鼠标移动等）被并显示在用户的电脑上。桌面的虚拟化桌面虚拟化具有如下功能和接入标准。1、集中管理维护：可以对企业数据、应用和系统进行集中管理、维护和控制，减少现场支持工作量。2、使用连续性：终端用户在另一个虚拟机上登录时，可以继续以前的配置和存储文件内容。3、故障恢复：桌面虚拟化是用户的桌面环境被保存为一个个虚拟机，通过对虚拟机进行快照和备份，就可以快速恢复用户的故障桌面，并实时迁移到另一个虚拟机上继续进行工作。4、用户自定义：用户可以选择自己喜欢的桌面操作系统、显示风格、默认环境，以及其他各种自定义功能。