虛擬化技術(shù)理論培訓(xùn)

1、虛擬化技術(shù)理論培訓(xùn)淺析虛擬化與云計(jì)算淺析虛擬化與云計(jì)算常見(jiàn)廠商虛擬化產(chǎn)品介紹常見(jiàn)廠商虛擬化產(chǎn)品介紹虛擬化的類(lèi)型虛擬化的類(lèi)型虛擬化的定義虛擬化的定義VMwareVMware服務(wù)器虛擬化解決方案介紹服務(wù)器虛擬化解決方案介紹虛擬化從何而來(lái)？發(fā)展歷史？虛擬化從何而來(lái)？發(fā)展歷史？何為虛擬化？何為虛擬化？虛擬化從何而來(lái)？發(fā)展歷史？虛擬化從何而來(lái)？發(fā)展歷史？目前的目前的ITIT設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀全球最過(guò)剩的資源是計(jì)算資源，計(jì)算機(jī)利用率嚴(yán)重不足，全球計(jì)算資源的平均利用率僅為9。計(jì)算機(jī)調(diào)查研究計(jì)算機(jī)調(diào)查研究 報(bào)告顯示，通過(guò)政府網(wǎng)站發(fā)布公告、新聞、政策等信息比例超過(guò)60%的網(wǎng)站，僅占全部政府網(wǎng)站的44.5%

2、，發(fā)布比例低于20%的網(wǎng)站占全部政府網(wǎng)站的21.7%，政府網(wǎng)站的利用率不足50。國(guó)務(wù)院信息化工作辦公室國(guó)務(wù)院信息化工作辦公室 盡管我們需要越來(lái)越多數(shù)量及功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，可是我們卻不得不承認(rèn)，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)資源利用率是非常低的。且不說(shuō)機(jī)器在晚上基本上是閑置，就是工作的時(shí)間里，我們的計(jì)算機(jī)的資源利用率也是非常低的 990%的服務(wù)器的服務(wù)器90%的時(shí)間的時(shí)間CPU占用率低于占用率低于10%919-9-19-9-1原則原則（現(xiàn)在）（現(xiàn)在）（2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代）年代）（2020世紀(jì)世紀(jì)80-9080-90年代）年代）-虛擬機(jī)技術(shù)出現(xiàn)于上世紀(jì)虛擬機(jī)技術(shù)出現(xiàn)于上世紀(jì)6060年代，當(dāng)時(shí)為了提高對(duì)珍貴

3、的計(jì)算資源的利年代，當(dāng)時(shí)為了提高對(duì)珍貴的計(jì)算資源的利用率促使虛擬機(jī)技術(shù)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。用率促使虛擬機(jī)技術(shù)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。-到了到了8080和和9090年代，多任務(wù)多用戶操作系統(tǒng)的普及以及硬件成本下降使虛年代，多任務(wù)多用戶操作系統(tǒng)的普及以及硬件成本下降使虛擬機(jī)技術(shù)無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，人們冷卻了對(duì)它的研究熱情。擬機(jī)技術(shù)無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，人們冷卻了對(duì)它的研究熱情。-現(xiàn)在，在計(jì)算機(jī)硬件強(qiáng)大性能的前提下，如何降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)現(xiàn)在，在計(jì)算機(jī)硬件強(qiáng)大性能的前提下，如何降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)資源利用率、降低管理成本，如何提高安全性和可靠性、增強(qiáng)可移植性以資源利用率、降低管理成本，如何提高安全性

4、和可靠性、增強(qiáng)可移植性以及提高軟件開(kāi)發(fā)效率等課題使虛擬機(jī)技術(shù)的重要性越來(lái)越明顯。使虛擬機(jī)及提高軟件開(kāi)發(fā)效率等課題使虛擬機(jī)技術(shù)的重要性越來(lái)越明顯。使虛擬機(jī)技術(shù)重新成為計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的焦點(diǎn)之一。技術(shù)重新成為計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的焦點(diǎn)之一。何為虛擬化？何為虛擬化？-虛擬化是指計(jì)算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化是指計(jì)算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPUCPU的的虛擬化技術(shù)可以單虛擬化技術(shù)可以單CPUCPU模擬多模擬多CPUCPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)并行，允

5、許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，是指計(jì)算元件在虛擬的，是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，是一個(gè)為了簡(jiǎn)化上運(yùn)行，是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理，優(yōu)化資源的解決方管理，優(yōu)化資源的解決方案案Wikipedia：虛擬化是表示計(jì)算機(jī)資源的抽象方法，通過(guò)虛擬化可以用與訪問(wèn)抽象前資源一致的方法訪問(wèn)抽象后的資源。這種資源的抽象并不受實(shí)現(xiàn)、地理位置或底層資源的物理配置的

6、限制WhatI:信息技術(shù)術(shù)語(yǔ)庫(kù)：虛擬化是為了某些事物創(chuàng)造的的虛擬版本，比如操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源等Open Grid Services Architecture: 虛擬化是為一組相似資源提供一個(gè)通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過(guò)一種通用方式來(lái)查看并維護(hù)資源IBM：虛擬化是資源的邏輯表示，它不受物理限制的約束業(yè)界對(duì)虛擬化的定義業(yè)界對(duì)虛擬化的定義含義：1、虛擬化的對(duì)象是各種各樣的資源；2、經(jīng)過(guò)虛擬化后的邏輯資源對(duì)用戶隱藏了不必要的細(xì)節(jié)；3、用戶可以在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)其在真實(shí)環(huán)境中的部分或者全部功能* *虛擬化的含義和目標(biāo)虛擬化的含義和目標(biāo)* *目標(biāo)：1、對(duì)包

7、括基礎(chǔ)設(shè)施、系統(tǒng)和軟件等IT資源的表示、訪問(wèn)和管理進(jìn)行簡(jiǎn)化，并為這些資源提供標(biāo)準(zhǔn)的接口來(lái)接收和提供輸出；2、降低了資源使用者和資源具體實(shí)現(xiàn)之間的耦合程度，讓使用者不再依賴(lài)于資源的某種特定實(shí)現(xiàn)。虛擬化的類(lèi)型虛擬化的類(lèi)型虛虛擬擬化化分區(qū)技術(shù)分區(qū)技術(shù)完全虛擬化技術(shù)完全虛擬化技術(shù)準(zhǔn)虛擬化技術(shù)準(zhǔn)虛擬化技術(shù)抽象仿真虛擬機(jī)抽象仿真虛擬機(jī)服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化桌面虛擬化桌面虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化虛擬化專(zhuān)用名詞虛擬化專(zhuān)用名詞虛擬機(jī)（虛擬機(jī)（VMVM）虛擬機(jī)監(jiān)視層虛擬機(jī)監(jiān)視層VMM（ virtual Machine Monitor）Host OS /Guest OSH

8、ost OS /Guest OSVMM必須滿足的三個(gè)條件必須滿足的三個(gè)條件: A、等價(jià)性、等價(jià)性(保真性保真性) B、安全性、安全性 -物理硬件應(yīng)完全由物理硬件應(yīng)完全由VMM管理管理,VM中程序不得直接接觸中程序不得直接接觸 C、高效性、高效性（同質(zhì)、資源受控、高效）（同質(zhì)、資源受控、高效）虛擬化核心技術(shù)：虛擬化核心技術(shù)：CPUCPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化、虛擬化、內(nèi)存虛擬化、I/OI/O虛擬化虛擬化CPU虛擬化虛擬化內(nèi)存虛擬化內(nèi)存虛擬化I/O 虛擬化虛擬化系統(tǒng)虛擬化系統(tǒng)虛擬化可虛擬化架構(gòu)可虛擬化架構(gòu)不可虛擬化架構(gòu)不可虛擬化架構(gòu)A、把物理、把物理CPU抽象成虛擬抽象成虛擬CPU，任，任何時(shí)刻一個(gè)物

9、理何時(shí)刻一個(gè)物理CPU只能運(yùn)行一個(gè)虛只能運(yùn)行一個(gè)虛擬擬CPU的指令；的指令；B、物理機(jī)的真實(shí)物理內(nèi)存統(tǒng)一管理，、物理機(jī)的真實(shí)物理內(nèi)存統(tǒng)一管理，包裝成多個(gè)虛擬機(jī)的物理內(nèi)存給若干包裝成多個(gè)虛擬機(jī)的物理內(nèi)存給若干虛擬機(jī)使用虛擬機(jī)使用,使得每個(gè)虛擬機(jī)擁有獨(dú)使得每個(gè)虛擬機(jī)擁有獨(dú)立的內(nèi)存空間；立的內(nèi)存空間；C、把物理機(jī)的設(shè)備統(tǒng)一管理、把物理機(jī)的設(shè)備統(tǒng)一管理,包裝成包裝成多個(gè)虛擬設(shè)備給若干個(gè)虛擬機(jī)使用，多個(gè)虛擬設(shè)備給若干個(gè)虛擬機(jī)使用，響應(yīng)每個(gè)虛擬機(jī)的設(shè)備訪問(wèn)請(qǐng)求和響應(yīng)每個(gè)虛擬機(jī)的設(shè)備訪問(wèn)請(qǐng)求和I/O請(qǐng)求請(qǐng)求虛虛擬擬化化分區(qū)技術(shù)分區(qū)技術(shù)完全虛擬化技術(shù)完全虛擬化技術(shù)準(zhǔn)虛擬化技術(shù)準(zhǔn)虛擬化技術(shù)抽象仿真虛擬機(jī)抽象仿真

10、虛擬機(jī)服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化桌面虛擬化桌面虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化分區(qū)技術(shù)分區(qū)技術(shù) 這種虛擬化技術(shù)是最早誕生的，原因是當(dāng)時(shí)人們想要提高大型機(jī)的利用率。（硬件硬件）分區(qū)技術(shù)是將硬件資源劃分成數(shù)個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)享有獨(dú)立的CPU、內(nèi)存，并安裝獨(dú)立的操作系統(tǒng)。抽象仿真虛擬機(jī)抽象仿真虛擬機(jī) 這種虛擬機(jī)的典型實(shí)例是Java虛擬機(jī)。它們?cè)趯?shí)際的計(jì)算機(jī)上通過(guò)軟件模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)一些抽象的指令，擁有自己的處理器、堆棧、寄存器和相應(yīng)的指令系統(tǒng)等。完全虛擬化技術(shù)完全虛擬化技術(shù) 該技術(shù)不再對(duì)底層硬件資源進(jìn)行劃分，而是擁有一個(gè)統(tǒng)一的宿主系統(tǒng)。該宿主可以是一個(gè)傳統(tǒng)操作系統(tǒng)，也可以是一

11、個(gè)vMM，其上可以安裝多個(gè)未經(jīng)安裝多個(gè)未經(jīng)更改的客戶操作系統(tǒng)更改的客戶操作系統(tǒng)(Guest Os)。其代表實(shí)例有vmware系列、微軟的virtual PC等。這種虛擬技術(shù)以xen為代表，它在硬件上覆蓋一層xen Hypervisor，并需要修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核并需要修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核。準(zhǔn)虛擬化技術(shù)準(zhǔn)虛擬化技術(shù)虛擬機(jī)不知道自己是虛擬機(jī)不知道自己是“虛擬機(jī)虛擬機(jī)”虛擬機(jī)知道自己是虛擬機(jī)知道自己是“虛擬機(jī)虛擬機(jī)”虛虛擬擬化化服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化桌面虛擬化桌面虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化 將網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件資源整合，向用戶提供虛擬網(wǎng)絡(luò)連接

12、虛擬局域網(wǎng)VLAN 虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化 為物理的存儲(chǔ)設(shè)備提供一個(gè)抽象的邏輯視圖，用戶可以通過(guò)這個(gè)視圖中的統(tǒng)一邏輯接口來(lái)訪問(wèn)被整合的存儲(chǔ)資源 基于存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)虛擬化：磁盤(pán)陣列技術(shù)（RAID） 基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化：網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN） 將應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)解耦合，為應(yīng)用程序提供一個(gè)虛擬的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)時(shí)地將程序組件推送到客戶端的應(yīng)用虛擬化運(yùn)行環(huán)境 JAVA虛擬機(jī)。應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化& &服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化& & 將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺(tái)服務(wù)器變成幾臺(tái)甚至上百臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，我們不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)

13、、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合，讓IT對(duì)業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力-這就是服務(wù)器的虛擬化。& &桌面虛擬化桌面虛擬化& & VDI 集中存儲(chǔ)和運(yùn)算集中存儲(chǔ)和運(yùn)算 IDV 集中存儲(chǔ)和本地運(yùn)算集中存儲(chǔ)和本地運(yùn)算桌面虛擬化架構(gòu)虛擬桌面虛擬桌面是基于桌面虛擬化架構(gòu)（Virtual Desktop Infrastructure, VDI）提供的可遠(yuǎn)程訪問(wèn)的桌面，即服務(wù)器為每個(gè)用戶分配一個(gè)虛擬機(jī)每個(gè)用戶分配一個(gè)虛擬機(jī)（安裝Windows XP、Windows 7等桌面操作系統(tǒng)），用戶遠(yuǎn)程訪問(wèn)自己的虛擬機(jī)，并可擁有獨(dú)立、完全的桌面使用和控制權(quán)限。vV

14、DIVDI虛擬桌面的優(yōu)勢(shì)虛擬桌面的優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)安全性高，虛擬桌面的存儲(chǔ)和執(zhí)行都集中在數(shù)據(jù)中心，終端不保存任何用戶數(shù)據(jù)；完整的桌面體驗(yàn)，每位用戶具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，有獨(dú)立分配的CPU內(nèi)存資源，使用方式與物理PC無(wú)差異；業(yè)務(wù)連續(xù)性好，由于后臺(tái)采用了虛擬化技術(shù)，虛擬桌面可以在任何可用物理服務(wù)上載入運(yùn)行，降低業(yè)務(wù)使用風(fēng)險(xiǎn)；隔離性好，不同用戶有自己的獨(dú)立的、個(gè)性化的桌面，用戶在自己桌面的任何改動(dòng)不影響其他用戶桌面，某一個(gè)桌面損壞不會(huì)影響其它桌面；集中管理，系統(tǒng)部署和維護(hù)集中在后臺(tái)數(shù)據(jù)中心，可以嚴(yán)格控制桌面的標(biāo)準(zhǔn)化。vVDIVDI虛擬桌面的劣勢(shì)虛擬桌面的劣勢(shì)首期采購(gòu)成本高。v適用場(chǎng)景適用場(chǎng)景VDI方式適用于個(gè)

15、性化需求比較強(qiáng)的OA桌面辦公、研發(fā)等多種場(chǎng)景，由于跟外設(shè)及應(yīng)用兼容性好，特別適用于營(yíng)業(yè)廳和OA桌面辦公。本地虛擬機(jī)本地虛擬機(jī)是指那些在終端本地保存虛擬機(jī)，在這些虛擬機(jī)中運(yùn)行的桌面是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞過(guò)來(lái)的，并可以離線使用離線使用，在網(wǎng)絡(luò)連接的時(shí)候，這些桌面可以連接到公司網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作系統(tǒng)的同步，安全升級(jí)等工作。在這種模式下，用戶既可以移動(dòng)辦公，同時(shí)他們所使用的桌面又處于公司統(tǒng)一的IT策略的監(jiān)管之下。v本地虛擬機(jī)的優(yōu)勢(shì)本地虛擬機(jī)的優(yōu)勢(shì)虛擬機(jī)在本地使用，在線和離線都可正常使用；可充分利用終端計(jì)算機(jī)本地的計(jì)算資源。本地虛擬機(jī)可以通過(guò)和后臺(tái)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行同步，可以統(tǒng)一下發(fā)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)OS鏡像，也可以定時(shí)備份終端

16、上的數(shù)據(jù)。通過(guò)集中策略管理，可以限制被管理的OS鏡像對(duì)外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)、加密本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、甚至在終端丟失后進(jìn)行遠(yuǎn)程擦除，從而保證終端設(shè)備的安全性。每個(gè)用戶有單獨(dú)的虛擬機(jī)及存儲(chǔ)空間，隔離性強(qiáng)。v本地虛擬機(jī)的劣勢(shì)本地虛擬機(jī)的劣勢(shì)性能依賴(lài)于終端硬件資源，終端硬件配置要求相對(duì)較高。不同廠商實(shí)現(xiàn)的原理不同，如Vmware采用在操作系統(tǒng)上安裝虛擬化軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性依賴(lài)于宿主操作系統(tǒng)；而Citrix是把服務(wù)器虛擬化技術(shù)中廣泛采用的Hypervisor移植到終端，性能和穩(wěn)定性高，但終端配置要求支持vPro 。v適用場(chǎng)景適用場(chǎng)景有移動(dòng)辦公需求，經(jīng)常離線使用桌面，同時(shí)桌面數(shù)據(jù)安全性要求較高的場(chǎng)景。要求高性能或

17、者額外硬件外設(shè)的軟件智能桌面虛擬化智能桌面虛擬化常見(jiàn)廠商虛擬化產(chǎn)品介紹常見(jiàn)廠商虛擬化產(chǎn)品介紹三大主三大主流虛擬流虛擬化廠商化廠商主攻虛擬化領(lǐng)域十多年是全球桌面到數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商主要產(chǎn)品：VMware-ESX-ServerVMware-GSX-Server （現(xiàn)叫VMware Server）VMware-WorkStationVMware vSphere 4Windows Server 2008 Hyper-VMicrosoft Hyper-V Server 2008 R2Microsoft Virtual Server 2005 R2Virtual PCXenDesktopXe

18、nServer（免費(fèi)）VMwareVMware服務(wù)器虛擬化解決方案介紹服務(wù)器虛擬化解決方案介紹滿足高峰應(yīng)滿足高峰應(yīng)用用100單位計(jì)算資源滿足高峰應(yīng)滿足高峰應(yīng)用用100單位計(jì)算資源滿足高峰應(yīng)滿足高峰應(yīng)用用100單位計(jì)算資源一共需要一共需要300單位單位服務(wù)器配置選型服務(wù)器配置選型無(wú)法控制的成本增加無(wú)法控制的成本增加ExchangeOperating SystemVPNOperating SystemFile/PrintOperating SystemCRMOperating System硬件投資成本大資源利用率低服務(wù)器功耗大新應(yīng)用上線時(shí)間長(zhǎng)業(yè)務(wù)連續(xù)性差服務(wù)器的百分比服務(wù)器的百分比主時(shí)間高峰時(shí)間2

19、0%40%60%80%0%0-10%20-30%40-50%60-70%80-90%CPU 利用利用率率當(dāng)前服務(wù)器利用率很低當(dāng)前服務(wù)器利用率很低而且技術(shù)進(jìn)步會(huì)使它繼續(xù)降低而且技術(shù)進(jìn)步會(huì)使它繼續(xù)降低時(shí)鐘速度不斷增加超線程雙核心系統(tǒng)/四核心系統(tǒng)為未使用的計(jì)算資源買(mǎi)單為未使用的計(jì)算資源買(mǎi)單x86服務(wù)器采購(gòu)量服務(wù)器采購(gòu)量/年年需要管理的服務(wù)器數(shù)量不斷增長(zhǎng)需要管理的服務(wù)器數(shù)量不斷增長(zhǎng)服務(wù)器部署：服務(wù)器部署：20%雜項(xiàng)雜項(xiàng) 30%安全：安全：10%支持：支持：20%備份和監(jiān)視：備份和監(jiān)視：15%在低價(jià)值的任務(wù)上花費(fèi)了太多的時(shí)間，例如采購(gòu)和調(diào)配在低價(jià)值的任務(wù)上花費(fèi)了太多的時(shí)間，例如采購(gòu)和調(diào)配數(shù)據(jù)中心管理效率

20、低數(shù)據(jù)中心管理效率低系統(tǒng)管理員如何使用他們的時(shí)系統(tǒng)管理員如何使用他們的時(shí)間間低價(jià)值任務(wù)硬件采購(gòu)：硬件采購(gòu)：5%除了硬件的成本，除了硬件的成本，服務(wù)器對(duì)空間的不服務(wù)器對(duì)空間的不斷侵占還帶來(lái)了管斷侵占還帶來(lái)了管理成本的增長(zhǎng)理成本的增長(zhǎng)20002002200420062008費(fèi)用（以十億美元為單位）費(fèi)用（以十億美元為單位）管理和管制成本服務(wù)器費(fèi)用501001500200100%X86服務(wù)器應(yīng)用現(xiàn)狀服務(wù)器應(yīng)用現(xiàn)狀VMwareVMware服服務(wù)務(wù)器器虛擬虛擬化的化的基礎(chǔ)基礎(chǔ)概念概念虛擬化虛擬化前前: :每臺(tái)主機(jī)一個(gè)操作系統(tǒng)軟件硬件緊密地結(jié)合 在同一主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序通常會(huì)遭遇沖突系統(tǒng)的資源利用率低硬

21、件成本高昂而且不夠靈活虛擬化后虛擬化后:打破了操作系統(tǒng)和硬件的互相倚賴(lài)通過(guò)封裝到到虛擬機(jī)的技術(shù), 管理操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?yàn)閱我坏膫€(gè)體強(qiáng)大的安全和故障隔離虛擬機(jī)是獨(dú)立于硬件的, 它們能在任何硬件上運(yùn)行VMware 虛擬技術(shù)的四大特性虛擬技術(shù)的四大特性相對(duì)于硬件獨(dú)立相對(duì)于硬件獨(dú)立無(wú)需修改即可在任何服務(wù)器上運(yùn)行虛擬機(jī)分區(qū)分區(qū)在單一物理服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)隔離隔離在同一服務(wù)器上的虛擬機(jī)之間相互隔離封裝封裝整個(gè)虛擬機(jī)都保存在文件中，而且可以通過(guò)移動(dòng)和復(fù)制這些文件的方式來(lái)移動(dòng)和復(fù)制該虛擬機(jī)例如：ESX Server依賴(lài)虛擬層內(nèi)核代理和幫助應(yīng)用的服務(wù)控制臺(tái)VMware VMware 虛擬化架構(gòu)虛擬化架

22、構(gòu)例如：GSX Server, VMware Server, Workstation安裝和運(yùn)行應(yīng)用程序依賴(lài)于主機(jī)操作系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的支持和物力資源的管理寄居架構(gòu)（Hosted Architecture）裸金屬架構(gòu) (“Bare Metal” Architecture)服務(wù)器虛擬技術(shù)由來(lái)服務(wù)器虛擬技術(shù)由來(lái)60年代在大型機(jī)上虛擬技術(shù)已經(jīng)有所應(yīng)用年代在大型機(jī)上虛擬技術(shù)已經(jīng)有所應(yīng)用99年在小型機(jī)上已經(jīng)出現(xiàn)邏輯分區(qū)的應(yīng)用年在小型機(jī)上已經(jīng)出現(xiàn)邏輯分區(qū)的應(yīng)用2000年年x86平臺(tái)虛擬技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)平臺(tái)虛擬技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)2001年年x86平臺(tái)虛擬化技術(shù)在服務(wù)器上應(yīng)用平臺(tái)虛擬化技術(shù)在服務(wù)器上應(yīng)用x86x86服務(wù)器虛擬技

23、術(shù)發(fā)展及應(yīng)用推力服務(wù)器虛擬技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用推力CPU速度越來(lái)越快，超出軟件對(duì)硬件性能的要求速度越來(lái)越快，超出軟件對(duì)硬件性能的要求INTEL和和AMD在在CPU里加入虛擬指令里加入虛擬指令企業(yè)成本壓力企業(yè)成本壓力環(huán)保壓力環(huán)保壓力不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)壓力不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)壓力36服務(wù)器整合服務(wù)器整合滿足各應(yīng)用滿足各應(yīng)用錯(cuò)位高峰疊加錯(cuò)位高峰疊加值值100單位計(jì)算資源100單位計(jì)算資源一共需要一共需要200單位單位錯(cuò)位疊加后對(duì)資源的消耗37資源池化，共享資源池化，共享Operating SystemExchangeOperating System虛擬化層虛擬化層Operating SystemVPNOperati

24、ng System虛擬化層虛擬化層Operating SystemFile/PrintOperating System虛擬化層虛擬化層Operating SystemCRMOperating System虛擬化層虛擬化層虛擬層虛擬層連接部件池連接部件池CPU池池內(nèi)存池內(nèi)存池存儲(chǔ)池存儲(chǔ)池傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心視圖傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心視圖虛擬架構(gòu)視圖虛擬架構(gòu)視圖38虛擬架構(gòu)虛擬架構(gòu)連接部件池連接部件池CPU池池內(nèi)存池內(nèi)存池存儲(chǔ)池存儲(chǔ)池資源池化，共享資源池化，共享39整合提高硬件使用率整合提高硬件使用率虛擬化之前虛擬化之后虛擬化使得低利用率的服務(wù)器負(fù)載整合到一臺(tái)服務(wù)器，虛擬化使得低利用率的服務(wù)器負(fù)載整合到一臺(tái)服務(wù)器，

25、安全可靠地達(dá)到很高的硬件利用率安全可靠地達(dá)到很高的硬件利用率40快速統(tǒng)一部署服務(wù)器快速統(tǒng)一部署服務(wù)器整合前整合前整合后整合后310天的硬件采購(gòu)2040小時(shí)，為一臺(tái)服務(wù)器安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序硬件上架安裝安裝操作系統(tǒng)及補(bǔ)丁配置安全策略，域和用戶權(quán)限配置網(wǎng)絡(luò)（IP，DNS）配置存儲(chǔ)（DAS，SAN，NAS）安裝必要的系統(tǒng)管理代理，備份代理和其它的必要的系統(tǒng)軟件安裝配置應(yīng)用軟件測(cè)試應(yīng)用安排宕機(jī)時(shí)間，數(shù)據(jù)遷移1530分鐘，用模板和自動(dòng)部署向?qū)Щ蚩截愄摂M機(jī)，啟動(dòng)即可把虛擬機(jī)拷貝然后重新啟動(dòng) 工具已經(jīng)安裝 應(yīng)用已經(jīng)安裝，配置部署挑戰(zhàn)：部署挑戰(zhàn)：依賴(lài)硬件可用性易發(fā)生人為錯(cuò)誤標(biāo)準(zhǔn)化困難審核困難需要數(shù)天，甚至數(shù)

26、周41降低降低TCO（降低服務(wù)器投資成本）（降低服務(wù)器投資成本）將不同應(yīng)用負(fù)載虛擬化使得用戶可以大大減少服務(wù)器的數(shù)量典型的平均整合比率在8:1到15:1應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)器臺(tái)數(shù)服務(wù)器臺(tái)數(shù)成本成本A系統(tǒng)1￥40000B系統(tǒng)1￥40000C系統(tǒng)1￥40000D系統(tǒng)1￥40000E系統(tǒng)1￥40000其它5￥200000總計(jì)10￥400,000應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)器臺(tái)數(shù)服務(wù)器臺(tái)數(shù)成本成本A系統(tǒng)5￥200,000B系統(tǒng)C系統(tǒng)D系統(tǒng)E系統(tǒng)其它總計(jì)5￥200,000整合前整合后硬件投資減少硬件投資減少50%42節(jié)能降耗（降低服務(wù)器電源開(kāi)銷(xiāo)）節(jié)能降耗（降低服務(wù)器電源開(kāi)銷(xiāo)）應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)器臺(tái)數(shù)服務(wù)器臺(tái)數(shù)功耗功耗A系統(tǒng)10.6k

27、W/hB系統(tǒng)10.6kW/hC系統(tǒng)10.6kW/hD系統(tǒng)10.6kW/hE系統(tǒng)10.6kW/h其它53kW/h一年總計(jì)1052560kW應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)器臺(tái)數(shù)服務(wù)器臺(tái)數(shù)成本成本A系統(tǒng)53kW/hB系統(tǒng)C系統(tǒng)D系統(tǒng)E系統(tǒng)其它總計(jì)526280kW整合前整合后電力消耗是按照服務(wù)器平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)算的。但是還有其它節(jié)?。鹤儔涸O(shè)備、不間 斷電源(UPS)、電源線、風(fēng)扇、空調(diào)、加濕器、照明等等。以2U服務(wù)器為單位計(jì)算。電量消耗減少電量消耗減少50%43節(jié)能降耗（制冷系統(tǒng)）節(jié)能降耗（制冷系統(tǒng)）制冷系統(tǒng)需要按照空氣流動(dòng)要求進(jìn)行配置 計(jì)算中的交流電消耗被完全轉(zhuǎn)化為熱量。因此，1千瓦電力消耗= 1千瓦熱量的產(chǎn) 生

28、。從耗電量計(jì)算如下： 在采用VMware之前所消耗的電量= 6千瓦在采用VMware之后所消耗的電量= 3千瓦其它重要假設(shè)冷卻設(shè)備每處理1瓦的熱量自身需要消耗0.8瓦電力（HP實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)值） 通常需要25%冗余空氣流動(dòng)能力額外增加25%冷卻系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，如維持濕度等服務(wù)器整合前：十臺(tái)服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)設(shè)備需要在機(jī)房中配置4匹空調(diào)服務(wù)器整合后：五臺(tái)服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)設(shè)備只需要在機(jī)房中配置2匹空調(diào)每年機(jī)房可減少空調(diào)耗電量：2*0.735kW*24*365=12877.2kW44提高了系統(tǒng)的可用性提高了系統(tǒng)的可用性物理主機(jī)被虛擬化后，計(jì)算資源均被池化。當(dāng)資源池里一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行在其上的虛擬

29、機(jī)將自動(dòng)遷移到健康的物理主機(jī)上。45VI虛擬計(jì)算中心的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)虛擬計(jì)算中心的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)FC存儲(chǔ)陣列存儲(chǔ)陣列iSCSI存儲(chǔ)陣列存儲(chǔ)陣列NAS存儲(chǔ)陣列存儲(chǔ)陣列VirtualCenter管理服務(wù)器管理服務(wù)器VIClient圖形終端圖形終端FC交換機(jī)交換機(jī)Fabric IP網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ESX/ESXiVMVMVMVMVM服務(wù)器群服務(wù)器群1服務(wù)器群服務(wù)器群2服務(wù)器群服務(wù)器群3Web瀏覽器瀏覽器備份服務(wù)器46虛擬化如何實(shí)現(xiàn)虛擬化如何實(shí)現(xiàn)虛擬化前虛擬化后服務(wù)器虛擬化將硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一同裝入一個(gè)可遷移的虛擬機(jī)檔案文件中軟件必須與硬件相結(jié)合每臺(tái)機(jī)器上只有單一的操作系統(tǒng)鏡像每個(gè)操作系統(tǒng)只有一個(gè)應(yīng)用程序

30、負(fù)載每臺(tái)機(jī)器上有多個(gè)負(fù)載軟件相對(duì)于硬件獨(dú)立未更改過(guò)的應(yīng)用未更改過(guò)的應(yīng)用未更改過(guò)的未更改過(guò)的OS虛擬硬件虛擬硬件47VMware內(nèi)核內(nèi)核 - VMkernel虛擬機(jī)群集文件系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序存儲(chǔ)協(xié)議棧虛擬網(wǎng)卡和交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧虛擬多處理器SMPVMMVMMVMMVMMPhysicalHardware服務(wù)控制臺(tái)服務(wù)控制臺(tái) Service Consolehostd管理代理Agents和接口其它外設(shè) I/O周期性負(fù)載均衡器資源管理在創(chuàng)建虛擬機(jī)的時(shí)候，選擇設(shè)備以及內(nèi)存的容量VMkernel將虛擬機(jī)設(shè)備映射到主機(jī)上的物理設(shè)備虛擬機(jī)獨(dú)立于主機(jī)系統(tǒng)和硬件設(shè)備虛擬機(jī)虛擬機(jī)-VM48支持企業(yè)級(jí)的負(fù)載支持企業(yè)級(jí)的負(fù)載

31、單個(gè)虛擬機(jī)最大可支持64 GB RAM，最多4個(gè)虛擬CPU支持最強(qiáng)大的物理服務(wù)器（32個(gè)邏輯CPU和 256 GB RAM）每臺(tái)ESX Server最多可以支持到128個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行在虛擬機(jī)中已經(jīng)可以運(yùn)行資源消耗巨大的企業(yè)級(jí)應(yīng)用，如數(shù)據(jù)庫(kù)、在虛擬機(jī)中已經(jīng)可以運(yùn)行資源消耗巨大的企業(yè)級(jí)應(yīng)用，如數(shù)據(jù)庫(kù)、CRM、ERP應(yīng)用應(yīng)用49VMware Infrastructure的管理的管理Server FarmESX ServerESX ServerESX ServerESX ServerESX ServerESX ServerVMware InfrastructureESX Server網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)

32、存儲(chǔ)系統(tǒng)VirtualCenterVC AgentVC AgentVC AgentVC AgentVC AgentVC AgentVC Agent虛擬機(jī)虛擬機(jī)50VirtualCenter - 關(guān)鍵功能關(guān)鍵功能7編程接口編程接口虛擬機(jī)和服務(wù)器虛擬機(jī)和服務(wù)器管理管理1 虛擬機(jī)部署虛擬機(jī)部署2 虛擬機(jī)遷移虛擬機(jī)遷移3資源管理資源管理4系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控5安全和訪問(wèn)控制安全和訪問(wèn)控制6集中統(tǒng)一管理集中統(tǒng)一管理51VirtualCenter組成部分組成部分VMware Update Manager ServerVMware License ServerVMware Converter ServerWeb

33、 Access被管理的主機(jī)(ESX Servers)活動(dòng)目錄AD域VI ClientWeb CenterVI Web AccessVirtualCenter ServerVirtualCenter數(shù)據(jù)庫(kù)VMware軟件補(bǔ)丁數(shù)據(jù)庫(kù)52所有功能和操作單點(diǎn)管理所有功能和操作單點(diǎn)管理 VMware Infrastructure 虛擬中心虛擬中心VirtualCenterVirtualCenter： 集中的單點(diǎn)管理所有的VMware服務(wù)器和虛擬機(jī) 完整的資源映射和拓?fù)鋱D，實(shí)現(xiàn)拖放控制企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu) 通過(guò)你的服務(wù)器環(huán)境部署、啟動(dòng)和遷移虛擬機(jī) 監(jiān)控 系統(tǒng)利用率和性能 自動(dòng) 通知和email報(bào)警 通過(guò)強(qiáng)壯的訪問(wèn)

34、控制確保環(huán)境安全，可以和活動(dòng)目錄 軟件開(kāi)發(fā)包支持和第三方的管理工具集成53資源池的概念及優(yōu)勢(shì)資源池的概念及優(yōu)勢(shì)VMware Infrastructure集合不同的硬件資源形成統(tǒng)一的邏輯資源池集合不同的硬件資源形成統(tǒng)一的邏輯資源池 客戶影響客戶影響 服務(wù)器故障意味著可用資源的減少而不是應(yīng)用的故障 每個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)使用專(zhuān)用（虛擬）的架構(gòu); IT部門(mén)仍然集中控制著所有的硬件資源 可以將虛擬機(jī)和資源的管理授權(quán)給業(yè)務(wù)部門(mén) 作為一個(gè)整體來(lái)管理整個(gè)SOA應(yīng)用層服務(wù)器服務(wù)器, 存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備, 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)部門(mén)業(yè)務(wù)部門(mén)部門(mén)部門(mén)A部門(mén)部門(mén) B聚合資源聚合資源資源池資源池 2CPU 36GHz, Mem 58GB優(yōu)

35、先級(jí)：高優(yōu)先級(jí)：高資源池資源池 3CPU 12GHz, Mem 22GB優(yōu)先級(jí)：低優(yōu)先級(jí)：低CPU 48 GHz, Mem 80GB54主機(jī)主機(jī)Hosts、群集、群集Clusters和資源池和資源池Resource PoolsVMware Infrastructure8 x 4 x 2 x 4GHz = 256 GHz8 x 32 = 256 GB RAM 4 x 2 x 4GHz = 32 GHz32 GB RAM ClusterHostVMVMVM會(huì)計(jì)部門(mén)資源池會(huì)計(jì)部門(mén)資源池 RP4 GHz16 GB RAMVM財(cái)務(wù)部資源池財(cái)務(wù)部資源池 RP工資處理虛擬機(jī)工資處理虛擬機(jī)8 GHz32 GB

36、 RAMVM其它虛擬機(jī)其它虛擬機(jī)x86 Server4 GHz16 GB RAMx86 Server4 GHz16 GB RAMx86 Server4 GHz16 GB RAM虛擬世界物理世界12 GHz48 GB RAMCluster4 GHz16 GB RAM4 GHz16 GB RAM55通過(guò)通過(guò)VMware HA確保系統(tǒng)高可用確保系統(tǒng)高可用VMware Infrastructure VMware HA是什么是什么? VMware HA就是發(fā)生服務(wù)器故障是在其他的物理服務(wù)器上自動(dòng)重啟虛擬機(jī) 客戶優(yōu)勢(shì)客戶優(yōu)勢(shì) 對(duì)所有的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了高可用性，并且成本很低 不需要完全一致的重復(fù)硬件 比傳統(tǒng)的集群

37、有更高的成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)易于使用和操作通過(guò)通過(guò)VMware HA可以方便地提高任何應(yīng)用的高可用性可以方便地提高任何應(yīng)用的高可用性資源池資源池X56VMware HA切換過(guò)程演示切換過(guò)程演示VMware Infrastructure57用用VMotion減少計(jì)劃內(nèi)宕機(jī)時(shí)間減少計(jì)劃內(nèi)宕機(jī)時(shí)間VMware InfrastructureVMotion是什么是什么?通過(guò)VMware VMotion可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移, 而服務(wù)不中斷客戶優(yōu)勢(shì)客戶優(yōu)勢(shì)零宕機(jī)時(shí)間: 進(jìn)行有計(jì)劃的服務(wù)器維護(hù)和升級(jí)遷移工作負(fù)載，資源利用率最大化服務(wù)器的持續(xù)可用性, 完整的交易集成支持Fibre Channel和iSCSI SA

38、N環(huán)境以及NAS80%的的VMware客戶實(shí)施應(yīng)用了客戶實(shí)施應(yīng)用了VMotionSANSAN、iSCSIiSCSI或或NASNAS58Storage VMotion： 7*24遷移虛擬機(jī)文件和優(yōu)化存儲(chǔ)遷移虛擬機(jī)文件和優(yōu)化存儲(chǔ)VMware Infrastructure 虛擬機(jī)磁盤(pán)存儲(chǔ)獨(dú)立遷移虛擬機(jī)磁盤(pán)存儲(chǔ)獨(dú)立遷移無(wú)需虛擬機(jī)停機(jī)LUN 獨(dú)立支持光纖通道 SAN應(yīng)用程序應(yīng)用程序操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用程序應(yīng)用程序操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用程序應(yīng)用程序操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)無(wú)中斷：無(wú)中斷：刷新到新陣列 遷移到不同類(lèi)別的存儲(chǔ)器升級(jí)到新文件系統(tǒng)格式虛擬機(jī)粒度，LUN 獨(dú)立59使用使用VMware DRS進(jìn)行資源優(yōu)化進(jìn)行資

39、源優(yōu)化VMware Infrastructure DRS是什么是什么? 跨資源池動(dòng)態(tài)平衡計(jì)算資源 基于預(yù)先設(shè)定的規(guī)則智能分配資源 對(duì)客戶的優(yōu)勢(shì)對(duì)客戶的優(yōu)勢(shì) 基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)分配IT資源 簡(jiǎn)化運(yùn)行，大幅度提高系統(tǒng)管理員的生產(chǎn)率 動(dòng)態(tài)添加硬件資源而避免在繁忙時(shí)段服務(wù)器的過(guò)載 動(dòng)態(tài)硬件維護(hù)能力動(dòng)態(tài)、智能地分配硬件資源來(lái)滿足業(yè)務(wù)部門(mén)和動(dòng)態(tài)、智能地分配硬件資源來(lái)滿足業(yè)務(wù)部門(mén)和IT的不同需求的不同需求資源池資源池業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)需求圍繞業(yè)務(wù)進(jìn)行組織和規(guī)劃圍繞業(yè)務(wù)進(jìn)行組織和規(guī)劃而不是您的硬件而不是您的硬件!60DRS發(fā)生時(shí)的情形演示發(fā)生時(shí)的情形演示VMware InfrastructureESX Server 1

40、ESX Server 2ESX Server 3SAPCitrixDNS/DHCPOracleSQL ServerApacheExch Server61啟用啟用“即插即用即插即用”數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心VMware Infrastructure插入插入：接通安裝了：接通安裝了 ESX Server ESX Server 的新服務(wù)器電源。的新服務(wù)器電源。新服務(wù)器即加入新服務(wù)器即加入 DRS DRS 群集。群集。使用使用：群集中所有的虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)重新進(jìn)行平衡，：群集中所有的虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)重新進(jìn)行平衡，以納入新的可用資源。以納入新的可用資源。負(fù)載分配規(guī)則設(shè)定一次，永遠(yuǎn)有效，自動(dòng)執(zhí)行負(fù)載分配規(guī)則設(shè)定一次，永遠(yuǎn)有效，自動(dòng)執(zhí)行按需分配容量按需分配容量易于擴(kuò)展易于擴(kuò)展避免業(yè)務(wù)繁忙時(shí)段的過(guò)載避免業(yè)務(wù)繁忙時(shí)段的過(guò)載62DPM：分布式電源管理：分布式電源管理VMware Infrastructure資源池資源池 業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)需求關(guān)閉群集需要