云計算虛擬化技術基礎與實踐：其他主流虛擬化技術

云計算虛擬化技術基礎與實踐其他主流虛擬化技術目錄CONTENT01.VMware02.Hyper-V03.XenProject04.oVirt05.ProxmoxVE06.VirtualBox本章重點了解VMware公司相關虛擬化產品的分類。了解Hyper-V的基本功能及使用方式。了解XenProject的架構及功能。了解oVirt的基本功能。了解ProxmoxVE的基本功能。了解VirtualBox的基本功能。VMwareVMware簡介VMware產品分類011.VMware簡介VMware公司創(chuàng)辦于1998年，其中VM即VirtualMachine，從名字可以看出，這是一家專注于提供虛擬化解決方案的公司。VMware中國區(qū)官方網(wǎng)站地址是https://www.vmware.com/cn.html。VMware公司作為最成熟的商業(yè)虛擬化軟件提供商，其產品線是業(yè)界覆蓋范圍最廣的，其技術能夠簡化IT的復雜性，優(yōu)化運維，幫助企業(yè)變得更加敏捷、高效，利潤更加豐厚。VMware可以虛擬化企業(yè)級應用，例如可以虛擬化MicrosoftExchange并超越本機性能，同時讓基礎架構實現(xiàn)5到10倍的整合率。2.VMware產品分類1.混合云平臺VMwareCloudFoundation是面向私有云和公有云的集成式云計算基礎架構和管理服務，是基于全體系超融合基礎架構(HCI)技術構建的混合云平臺，用于管理虛擬機和編排容器。VMware混合云基于VMwareCloudFoundation，能夠管理跨數(shù)據(jù)中心、公有云和邊緣環(huán)境部署的基于虛擬機和容器的應用組合，可以提供虛擬化和軟件定義數(shù)據(jù)中心(SoftwareDefinedDataCenter，SDDC)技術。VMware混合云架構2.VMware產品分類2.桌面和應用虛擬化桌面和應用虛擬化可以隨時隨地向任何設備提供安全的桌面和應用。它是一種在本地數(shù)據(jù)中心或云端發(fā)布終端用戶桌面和應用，并在端點設備上呈現(xiàn)的軟件技術。桌面和應用虛擬化能使終端用戶安全地訪問企業(yè)資源，隨時隨地在任何設備上工作。桌面和應用虛擬化的產品包括Horizon，HorizonCloud和HorizonApps等。2.VMware產品分類3.數(shù)據(jù)中心虛擬化VMware的數(shù)據(jù)中心虛擬化可以利用服務器虛擬化整合虛擬化網(wǎng)絡連接、存儲和安全保護，將數(shù)據(jù)中心轉變成靈活的云計算基礎架構。VMware的數(shù)據(jù)中心虛擬化產品包括：vSphere，vSphereHypervisor，vCenterServer和VMwarevCenterConverter等。vSphere將虛擬化擴展到存儲和網(wǎng)絡服務，并添加基于策略的自動調配和管理功能。vCenterServer是高級服務器管理軟件，用于控制vSphere環(huán)境的集中式平臺，可對虛擬機進行實時監(jiān)控，包括服務器應用，網(wǎng)絡和共享存儲，并診斷故障。VSphere數(shù)據(jù)中心物理拓撲圖2.VMware產品分類4.網(wǎng)絡虛擬化NSXCloud是適用于軟件定義的數(shù)據(jù)中心(SDDC)的網(wǎng)絡虛擬化平臺。通過將虛擬機運維模式引入數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡，可以大幅提升網(wǎng)絡和安全運維的經濟效益。使用NSXCloud，可為云中應用提供一致的網(wǎng)絡和安全服務，提供跨虛擬網(wǎng)絡、區(qū)域和云環(huán)境的全局原生安全策略和精確控制。借助NSXCloud，可獲得一致的管理和安全策略。2.VMware產品分類5.存儲虛擬化存儲虛擬化是使用軟件定義的存儲技術增強和簡化存儲體系架構。主要產品有VMwarevSAN和VMwarevSphereVirtualVolumes等。vSAN是軟件定義的基于服務器集群搭建的分布式存儲，是企業(yè)級存儲虛擬化軟件，與vSphere結合使用時，可通過單個平臺管理計算和存儲。VMwarevSphereVirtualVolumes(vVols)，叫做VMware的虛擬卷，定義了一個獨立于底層物理存儲表現(xiàn)形式的全新虛擬磁盤容器。vSAN存儲架構2.VMware產品分類6.桌面HypervisorVMware的桌面Hypervisor可以在單臺PC或Mac上運行多個操作系統(tǒng)，為IT專業(yè)人員、開發(fā)人員和企業(yè)提供了強大的本地虛擬化沙箱，用以構建、運行或支持任何類型的應用。產品有VMwareWorkstationPro，VMwareFusionforMac和VMwareWorkstationPlayer。其中最出名的產品就是VMwareWorkstationPro。2.VMware產品分類7.云計算管理平臺云計算管理平臺通過統(tǒng)一平臺，管理從傳統(tǒng)虛擬化到容器等一切內容的混合虛擬環(huán)境。相關產品有vRealizeCloudManagement，vRealizeCloudUniversal，vRealizeAICloud和vRealizeOperations等。vRealizeCloudManagement可在數(shù)據(jù)中心、云環(huán)境和邊緣環(huán)境中實現(xiàn)對應用、基礎架構和平臺服務的一致部署和運維。vRealizeCloudUniversal通過將SaaS和本地部署功能相結合來實現(xiàn)自動化、運維和日志分析，從而加快云計算的采用速度。vRealizeAICloud是用于優(yōu)化基礎架構運維的首個人工智能(AI)和機器學習(ML)解決方案，是vRealizeCloudUniversal的一部分。vRealizeOperations，是用于規(guī)劃和擴展SDDC（SoftwareDefinedDataCenter軟件定義的數(shù)據(jù)中心）多云基礎架構的統(tǒng)一管理平臺?！白詣玉{駛（Self-driving）”是vRealizeOperations提出的概念，它能夠做到基于業(yè)務和運維意圖來以最小的代價實現(xiàn)持續(xù)和自動的閉環(huán)性能優(yōu)化。2.VMware產品分類8.新興技術VMware在物理基礎架構還是虛擬基礎架構都為應用提供技術支持。這既包括傳統(tǒng)虛擬化業(yè)務應用，也包括現(xiàn)代云端應用，例如大數(shù)據(jù)應用，高性能運算，區(qū)塊鏈技術和物聯(lián)網(wǎng)技術。VMware可對Hadoop等大數(shù)據(jù)應用進行虛擬化，可以簡化大數(shù)據(jù)基礎架構的管理。VMware也支持高性能計算(HighPerformanceComputing，HPC)的虛擬化。在區(qū)塊鏈技術方面，VMware推出了企業(yè)區(qū)塊鏈平臺VMwareBlockchain。VMware還提供了服務于物聯(lián)網(wǎng)的邊緣基礎架構和設備管理的管理平臺PulseIoTCenter。Hyper-VHyper-V功能開啟Hyper-V02Hyper-VHyper-V是微軟的一款虛擬化產品，支持不同操作系統(tǒng)的虛擬化，包括各種版本的Linux、FreeBSD和Windows。Hyper-V設計的目的是為用戶提供更為熟悉以及成本效益更高的虛擬化基礎設施軟件，降低運作成本、提高硬件利用率、優(yōu)化基礎設施并提高服務器的可用性。Hyper-V可以采用半虛擬化（Para-virtualization）和全虛擬化（Full-virtualization）兩種方式創(chuàng)建虛擬機。Hyper-V目前已經被預先集成到Windows10Pro、Education和Enterprise中，但是在WindowsHome版上卻并不自帶。Hyper-VHyper-V以分區(qū)的形式進行虛擬機之間的隔離。Hyper-V的Hypervisor（超管理器）創(chuàng)建分區(qū)，在分區(qū)中運行系統(tǒng)。至少有一個運行Windows系統(tǒng)的分區(qū)，叫做父分區(qū)，或者根分區(qū)。根分區(qū)通過HyperCall超調用API創(chuàng)建子分區(qū)，并在子分區(qū)中創(chuàng)建各種操作系統(tǒng)的虛擬機。子分區(qū)需要支持硬件虛擬化，即需要處理器支持IntelVT-d或者AMD-V技術。Hyper-V架構1.Hyper-V功能Hyper-V可以建立或擴展私有云環(huán)境，通過移動或擴展共享資源的使用，包括內存、處理器、存儲和網(wǎng)絡用，按照需求變化調整利用率，提供更靈活的按需IT服務。Hyper-V能有效使用硬件，將服務器和工作負載合并到更少、功能更強大的物理計算機上，以減少能耗和物理空間。Hyper-V能建立或擴展虛擬機基礎結構(VirtualDesktopInfrastructure，VDI)。使用具有VDI的集中式桌面策略可以提高業(yè)務靈活性和數(shù)據(jù)安全性，還可簡化管理桌面操作系統(tǒng)和應用程序。Hyper-V能夠提供虛擬機的災難恢復和備份。Hyper-V能夠進行虛擬機的實時遷移、存儲遷移以及導入/導出功能，更輕松地移動或分發(fā)虛擬機。Hyper-V還能防止惡意軟件和對虛擬機及其數(shù)據(jù)的其他未經授權的訪問。Hyper-V支持嵌套虛擬化，允許用戶將虛擬機用作Hyper-V主機并在該虛擬化的主機中再創(chuàng)建虛擬機，這對于開發(fā)和測試環(huán)境尤其有用。1.Hyper-V功能開啟嵌套虛擬化時的Hyper-V架構未開嵌套虛擬化時的Hyper-V架構2.開啟Hyper-V在Windows桌面操作系統(tǒng)的Windows10Pro、Education和Enterprise版本中，Hyper-V已經被預先集成，因此只需打開Hyper-V的功能即可使用。2.開啟Hyper-VWindows重啟后，可在Windows“開始”菜單的“Windows管理工具”處看到“Hyper-V管理器”，點擊打開即可開啟Hyper-V的虛擬化之旅。XenProjectXenProject架構XenProject功能XenProject安裝03XenProjectXen是由劍橋大學計算機實驗室開發(fā)的一個開源項目，Xen項目專注于在不同的商業(yè)和開源應用程序中推進虛擬化，包括服務器虛擬化，基礎設施即服務（IAAS），桌面虛擬化，安全應用程序，嵌入式和硬件設備以及汽車和航空領域。Xen（發(fā)音為/'z?n/）項目起源于古希臘語Xenos，用于指代在Xenia儀式（一種客人友誼儀式）下建立關系的客人與朋友。這在虛擬化術語中，類似于客戶機操作系統(tǒng)與開發(fā)者社區(qū)和用戶的關系。2013年，Xen虛擬機項目歸Linux基金會所有。隨之而來，采用了新商標“XenProject”，以將開源項目與使用較舊“Xen”商標的許多商業(yè)努力區(qū)分開來。1.XenProject架構在XenProject上運行的虛擬機，既支持半虛擬化，也支持全虛擬化。在XenProject的體系架構中，虛擬機和硬件之間的管理層，就是在硬件系統(tǒng)之上的XenHypervisor。在XenHypervisor上運行的虛擬機，有一個Domain0（dom0），也叫0號虛擬機，它是一個具有特權的特殊虛擬機。而其它的虛擬機都稱之為DomainU。XenProject體系架構1.XenProject架構XenHypervisor直接運行于硬件之上，是Xen客戶操作系統(tǒng)與硬件資源之間的訪問接口。Domain0：運行在XenProject管理程序之上，是具有直接訪問硬件和管理其他客戶操作系統(tǒng)的特權客戶操作系統(tǒng)。DomainU：指運行在Xen管理程序之上的普通客戶操作系統(tǒng)或業(yè)務操作系統(tǒng)。DomainU不能直接訪問硬件資源，如內存，硬盤等，但可以獨立并行的存在多個。2.

XenProject功能01020304在安全性方面，XenProject提供了先進的安全功能，提供可靠的管理程序，XenProject是Citrix，Huawei，Inspur和Oracle成功的商業(yè)虛擬化產品的基礎，行業(yè)參與者都將XenProject視為最大的可使用的安全虛擬化平臺；XenProject支持多種主機和客戶工作環(huán)境，包括泛虛擬化技術、硬件輔助支持以及修改過或未修改過的客戶操作系統(tǒng)。在汽車和嵌入式領域，XenProject產品還提供了成熟度高、隔離性強、安全性高、帶有實時支持、容錯能力強和體系架構靈活的虛擬機管理程序應用。在云平臺方面，XenProject是行業(yè)內超大規(guī)模云的第一選擇，包括AmazonWebService，騰訊和阿里云，Oracle云，Rackspace的公共云和IBMSoftLayer；2.

XenProject功能XenProject虛擬機管理程序是一個開放源代碼解決方案，是許多商業(yè)產品的基礎。Xen的產品應用類型資源Linux發(fā)行版用戶可以從大多數(shù)Linux和Unix的發(fā)行版（包括開源和商業(yè)版），中獲得最新的Xen的軟件包文件。商業(yè)服務器虛擬化產品提供以下的商業(yè)和開源產品：CitrixHypervisor(以前為XenServer)，HuaweiUVP，OracleVMforx86嵌入式Xen發(fā)行版提供以下的商業(yè)和開源產品：CrucibleHypervisor,Virtuosity(formerlyXZD),XenZynq基于Xen的安全產品提供以下的商業(yè)和開源產品：BitdefenderHVI,MagranaServer,OpenXT,QubesOS3.XenProject安裝最好在物理機上安裝XenProject。安裝Xen可以使用源碼的方式安裝，也可以使用yum的方式安裝。這里以在VMware的CentOS虛擬機上使用yum方式安裝XenProject為例，給出簡單的介紹。[root@localhost~]#yuminstallcentos-release-xen[root@localhost~]#yuminstallxen[root@localhost~]#yuminstallkernel-xen3.XenProject安裝安裝完畢后，重新啟動系統(tǒng)，會發(fā)現(xiàn)新增的系統(tǒng)內核界面里面有XenHypervisor的選項。默認進入帶有XenHypervisor的內核。重啟系統(tǒng)后，可以通過“xllist”命令確認是否安裝成功，如果能夠看到“Domain-0”即說明XenProject已經安裝成功。[root@localhost~]#xllistNameIDMemVCPUsStateTime(s)Domain-0010242r-----57.7oVirtoVirt功能oVirt安裝04oVirtoVirt是一個開源的分布式虛擬化解決方案，官方網(wǎng)站是/。oVirt底層使用KVM內核虛擬化，并基于其他幾個社區(qū)項目構建，包括Libvirt，Gluster，PatternFly和Ansible，能夠管理整個企業(yè)基礎架構。oVirt是一個基于x86架構上的KVM虛擬化技術的開源IaaS云服務解決方案。在架構設計上它使用了Node/Engine分離結構，以方便功能的劃分與管理。截至2020年12月21日，oVirt的最新版本4.4.4全面上市。1.

oVirt功能oVirt的主要組件oVirt-engine計算引擎，Post-GRESQL數(shù)據(jù)庫，AD或LDAP目錄服務，RESTAPI對外數(shù)據(jù)接口，F(xiàn)C、iSCSI或NFS共享存儲，Node計算節(jié)點集群。oVirt的主要功能主機、存儲和網(wǎng)絡配置的集成管理；在主機和存儲之間實時遷移虛擬機和磁盤；主機發(fā)生故障時虛擬機的高可用性；為管理員和非管理員用戶提供豐富的基于Web的用戶界面等。1.

oVirt功能oVirt-engine管理端：提供完全的企業(yè)級虛擬化平臺管理，包括用戶管理，Web門戶，存儲管理，Node計算節(jié)點管理等。oVirt-node節(jié)點主機：oVirt-node數(shù)據(jù)節(jié)點端，用于基于KVM的虛擬化計算。oVirt主要組件架構2.oVirt安裝安裝oVirtEngine管理節(jié)點：在開始安裝oVirt之前，添加官方存儲庫yuminstall/pub/yum-repo/ovirt-release43.rpm使用“yumupdate”命令對yum源進行更新，確保所有的程序包都是最新的。使用命令“yuminstallovirt-engine”安裝oVirt-engine的程序包和相關依賴包。運行命令“engine-setup”命令對oVirt引擎進行配置。安裝oVirtNode數(shù)據(jù)節(jié)點：在開始安裝oVirt之前，添加官方存儲庫yuminstall/pub/yum-repo/ovirt-release43.rpm使用“yumupdate”命令對yum源進行更新，確保所有的程序包都是最新的。使用命令“yum-yinstallvdsm”安裝VDSM。ProxmoxVEProxmoxVE功能ProxmoxVE安裝05ProxmoxVEProxmox公司由MartinMaurer和DietmarMaurer于2005年成立，公司總部位于奧地利維也納。公司的主要產品有ProxmoxVirtualizationEnvironment（Proxmox虛擬化環(huán)境），ProxmoxBackupServer（Proxmox備份服務器）和ProxmoxMailGateway（Proxmox郵件網(wǎng)關）。ProxmoxVE，即ProxmoxVirtualizationEnvironment，簡稱PVE，是一個開源且免費的基于Linux的企業(yè)級虛擬化方案。ProxmoxVE基于內置的Web界面，可以讓用戶方便快捷的管理虛擬機、容器、軟件定義的存儲、軟件定義的網(wǎng)絡，高可用性的集群等。ProxmoxBackupServer（Proxmox備份服務器）是一種企業(yè)備份解決方案，用于備份和還原虛擬機、容器和物理主機，支持增量備份，重復數(shù)據(jù)刪除，Zstandard無損壓縮和身份驗證加密。ProxmoxMailGateway（Proxmox郵件網(wǎng)關）是一種開源的電子郵件安全解決方案。Proxmox技術是安全且開源的IT基礎架構，公司的官方網(wǎng)站是/en/。1.ProxmoxVE功能ProxmoxVE支持管理平臺的集群創(chuàng)建，使用基于數(shù)據(jù)庫的Proxmox文件系統(tǒng)（pmxcfs）來保存配置文件。Proxmox集群ProxmoxVE內置的Web界面管理控制臺可以縱覽所有的KVM虛擬機，LXC容器和整個集群。可以通過Web界面輕松管理Proxmox的虛擬機，容器，存儲和集群。基于WEB的管理界面在ProxmoxVE中可以使用基于角色的方法對所有對象，包括虛擬機，存儲，節(jié)點等設置用戶管理權限?；诮巧臋嘞薰芾?.ProxmoxVE功能ProxmoxVE支持多種用戶身份認證方法，即支持多認證源，包括Microsoft活動目錄，LDAP，LinuxPAM以及ProxmoxVE內置的身份認證。多認證源ProxmoxVE支持多種存儲技術，虛擬機鏡像可以保存在服務器本地存儲，也可以保存在基于NFS（NetworkFileSystem）的共享存儲設備上。支持多種存儲類型ProxmoxVE內嵌了虛擬機備份工具vzdump，可以在線創(chuàng)建KVM虛擬機和LXC容器的快照備份。虛擬機備份與恢復ProxmoxVE支持基于橋接模式的虛擬網(wǎng)絡，還支持VLANs（802.1q）和網(wǎng)絡綁定/鏈路聚合技術。支持多種虛擬網(wǎng)絡技術2.ProxmoxVE安裝ProxmoxVE的安裝有兩種方式：一種是安裝一個最小化的Debian操作系統(tǒng)，然后在系統(tǒng)中添加Proxmox的安裝源進行安裝；另一種是下載Proxmox提供的ISO文件進行安裝。最新的ProxmoxVE系統(tǒng)可到官方網(wǎng)頁下載：/en/downloads。2.ProxmoxVE安裝在裸機安裝ProxmoxVE時，可以查看Proxmox官方網(wǎng)站的安裝指南。Proxmox官方網(wǎng)站的安裝指南VirtualBoxVirtualBox功能VirtualBox安裝06VirtualBoxVirtualBox是一個強大的基于AMD64和Intel64的虛擬化產