云計算虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)與實踐：其他主流虛擬化技術(shù)

云計算虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)與實踐其他主流虛擬化技術(shù)目錄CONTENT01.VMware02.Hyper-V03.XenProject04.oVirt05.ProxmoxVE06.VirtualBox本章重點了解VMware公司相關(guān)虛擬化產(chǎn)品的分類。了解Hyper-V的基本功能及使用方式。了解XenProject的架構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)品線是業(yè)界覆蓋范圍最廣的，其技術(shù)能夠簡化IT的復(fù)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(yīng)用，例如可以虛擬化MicrosoftExchange并超越本機性能，同時讓基礎(chǔ)架構(gòu)實現(xiàn)5到10倍的整合率。2.VMware產(chǎn)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(chǔ)架構(gòu)和管理服務(wù)，是基于全體系超融合基礎(chǔ)架構(gòu)(HCI)技術(shù)構(gòu)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(yīng)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(shù)。VMware混合云架構(gòu)2.VMware產(chǎn)品分類2.桌面和應(yīng)用虛擬化桌面和應(yīng)用虛擬化可以隨時隨地向任何設(shè)備提供安全的桌面和應(yīng)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(yīng)用，并在端點設(shè)備上呈現(xiàn)的軟件技術(shù)。桌面和應(yīng)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(shè)備上工作。桌面和應(yīng)用虛擬化的產(chǎn)品包括Horizon，HorizonCloud和HorizonApps等。2.VMware產(chǎn)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(wù)器虛擬化整合虛擬化網(wǎng)絡(luò)連接、存儲和安全保護，將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變成靈活的云計算基礎(chǔ)架構(gòu)。VMware的數(shù)據(jù)中心虛擬化產(chǎn)品包括：vSphere，vSphereHypervisor，vCenterServer和VMwarevCenterConverter等。vSphere將虛擬化擴展到存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并添加基于策略的自動調(diào)配和管理功能。vCenterServer是高級服務(wù)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(wù)器應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)和共享存儲，并診斷故障。VSphere數(shù)據(jù)中心物理拓?fù)鋱D2.VMware產(chǎn)品分類4.網(wǎng)絡(luò)虛擬化NSXCloud是適用于軟件定義的數(shù)據(jù)中心(SDDC)的網(wǎng)絡(luò)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(luò)，可以大幅提升網(wǎng)絡(luò)和安全運維的經(jīng)濟效益。使用NSXCloud，可為云中應(yīng)用提供一致的網(wǎng)絡(luò)和安全服務(wù)，提供跨虛擬網(wǎng)絡(luò)、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(chǎn)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(shù)增強和簡化存儲體系架構(gòu)。主要產(chǎn)品有VMwarevSAN和VMwarevSphereVirtualVolumes等。vSAN是軟件定義的基于服務(wù)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(jié)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(gòu)2.VMware產(chǎn)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(gòu)建、運行或支持任何類型的應(yīng)用。產(chǎn)品有VMwareWorkstationPro，VMwareFusionforMac和VMwareWorkstationPlayer。其中最出名的產(chǎn)品就是VMwareWorkstationPro。2.VMware產(chǎn)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(nèi)容的混合虛擬環(huán)境。相關(guān)產(chǎn)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(yīng)用、基礎(chǔ)架構(gòu)和平臺服務(wù)的一致部署和運維。vRealizeCloudUniversal通過將SaaS和本地部署功能相結(jié)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(chǔ)架構(gòu)運維的首個人工智能(AI)和機器學(xué)習(xí)(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(chǔ)架構(gòu)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(wù)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(chǎn)品分類8.新興技術(shù)VMware在物理基礎(chǔ)架構(gòu)還是虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)都為應(yīng)用提供技術(shù)支持。這既包括傳統(tǒng)虛擬化業(yè)務(wù)應(yīng)用，也包括現(xiàn)代云端應(yīng)用，例如大數(shù)據(jù)應(yīng)用，高性能運算，區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。VMware可對Hadoop等大數(shù)據(jù)應(yīng)用進行虛擬化，可以簡化大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)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(shù)方面，VMware推出了企業(yè)區(qū)塊鏈平臺VMwareBlockchain。VMware還提供了服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)的邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)和設(shè)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(chǎn)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(shè)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(chǔ)設(shè)施軟件，降低運作成本、提高硬件利用率、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施并提高服務(wù)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(jīng)被預(yù)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(diào)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(shù)。Hyper-V架構(gòu)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(nèi)存、處理器、存儲和網(wǎng)絡(luò)用，按照需求變化調(diào)整利用率，提供更靈活的按需IT服務(wù)。Hyper-V能有效使用硬件，將服務(wù)器和工作負(fù)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(chǔ)結(jié)構(gòu)(VirtualDesktopInfrastructure，VDI)。使用具有VDI的集中式桌面策略可以提高業(yè)務(wù)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(yīng)用程序。Hyper-V能夠提供虛擬機的災(zāi)難恢復(fù)和備份。Hyper-V能夠進行虛擬機的實時遷移、存儲遷移以及導(dǎo)入/導(dǎo)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(jīng)授權(quán)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(gòu)未開嵌套虛擬化時的Hyper-V架構(gòu)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(jīng)被預(yù)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(gòu)XenProject功能XenProject安裝03XenProjectXen是由劍橋大學(xué)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(yīng)用程序中推進虛擬化，包括服務(wù)器虛擬化，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IAAS），桌面虛擬化，安全應(yīng)用程序，嵌入式和硬件設(shè)備以及汽車和航空領(lǐng)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(guān)系的客人與朋友。這在虛擬化術(shù)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(guān)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(biāo)“XenProject”，以將開源項目與使用較舊“Xen”商標(biāo)的許多商業(yè)努力區(qū)分開來。1.XenProject架構(gòu)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(gòu)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(quán)的特殊虛擬機。而其它的虛擬機都稱之為DomainU。XenProject體系架構(gòu)1.XenProject架構(gòu)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(quán)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(wù)操作系統(tǒng)。DomainU不能直接訪問硬件資源，如內(nèi)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(chǎn)品的基礎(chǔ)，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(shù)、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(lǐng)域，XenProject產(chǎn)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(gòu)靈活的虛擬機管理程序應(yīng)用。在云平臺方面，XenProject是行業(yè)內(nèi)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(chǎn)品的基礎(chǔ)。Xen的產(chǎn)品應(yīng)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(wù)器虛擬化產(chǎn)品提供以下的商業(yè)和開源產(chǎn)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(chǎn)品：CrucibleHypervisor,Virtuosity(formerlyXZD),XenZynq基于Xen的安全產(chǎn)品提供以下的商業(yè)和開源產(chǎn)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(nèi)核界面里面有XenHypervisor的選項。默認(rèn)進入帶有XenHypervisor的內(nèi)核。重啟系統(tǒng)后，可以通過“xllist”命令確認(rèn)是否安裝成功，如果能夠看到“Domain-0”即說明XenProject已經(jīng)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(nèi)核虛擬化，并基于其他幾個社區(qū)項目構(gòu)建，包括Libvirt，Gluster，PatternFly和Ansible，能夠管理整個企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)。oVirt是一個基于x86架構(gòu)上的KVM虛擬化技術(shù)的開源IaaS云服務(wù)解決方案。在架構(gòu)設(shè)計上它使用了Node/Engine分離結(jié)構(gòu)，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(wù)，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(luò)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(gòu)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(guān)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(chǎn)品有ProxmoxVirtualizationEnvironment（Proxmox虛擬化環(huán)境），ProxmoxBackupServer（Proxmox備份服務(wù)器）和ProxmoxMailGateway（Proxmox郵件網(wǎng)關(guān)）。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(nèi)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(luò)，高可用性的集群等。ProxmoxBackupServer（Proxmox備份服務(wù)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(fù)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(guān)）是一種開源的電子郵件安全解決方案。Proxmox技術(shù)是安全且開源的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，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(nèi)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?？梢酝ㄟ^Web界面輕松管理Proxmox的虛擬機，容器，存儲和集群?；赪EB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(shè)置用戶管理權(quán)限。基于角色的權(quán)限管理1.ProxmoxVE功能ProxmoxVE支持多種用戶身份認(rèn)證方法，即支持多認(rèn)證源，包括Microsoft活動目錄，LDAP，LinuxPAM以及ProxmoxVE內(nèi)置的身份認(rèn)證。多認(rèn)證源ProxmoxVE支持多種存儲技術(shù)，虛擬機鏡像可以保存在服務(wù)器本地存儲，也可以保存在基于NFS（NetworkFileSystem）的共享存儲設(shè)備上。支持多種存儲類型ProxmoxVE內(nèi)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(fù)ProxmoxVE支持基于橋接模式的虛擬網(wǎng)絡(luò)，還支持VLANs（802.1q）和網(wǎng)絡(luò)綁定/鏈路聚合技術(shù)。支持多種虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(chǎn)