《云计算（第三版）》配套PPT之24：第7章虚拟化技术（一）

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1、7.1虚拟化技术简介7.2服务器虚拟化7.3存储虚拟化7.4网络虚拟化7.5桌面虚拟化7.1虚拟化技术简介虚拟化技术是伴随着计算机的出现而产生和发展起来的，虚拟化意味着对计算机资源的抽象。虚拟化技术已经成为构建云计算环境的一项关键技术。服务器虚拟化存储虚拟化网络虚拟化桌面虚拟化220世纪60年代IBM公司推出虚拟化技术主要用于当时的IBM大型机的服务器虚拟化虚拟化技术的核心思想是利用软件或固件管理程序构成虚拟化层，把物理资源映射为虚拟资源。在虚拟资源上可以安装和部署多个虚拟机，实现多用户共享物理资源。47.1

2、虚拟化技术简介虚拟化技术简介数据中心云计算技术规模不断增大成本逐渐上升管理日趋复杂57.1虚拟化技术简介虚拟化技术简介采用了多种技术业务之间孤立网络结构复杂传统的数据中心高速扁平虚拟化虚拟数据中心6实现资源的动态分配和调度，提高现有资源的利用率和服务可靠性提供自动化的服务开通能力，降低运维成本具有有效的安全机制和可靠性机制，满足公众客户和企业客户的安全需求方便系统升级、迁移和改造7.1虚拟化技术简介虚拟化技术简介随着云计算的发展，传统的数据中心逐渐过渡到虚拟化数据中心，即采用虚拟化技术将原来数据中心的物理资源

3、进行抽象整合。77.1虚拟化技术简介虚拟化技术简介数据中心的虚拟化服务器虚拟化存储虚拟化网络虚拟化将一个或多个物理服务器虚拟成多个逻辑上的服务器把分布的异构存储设备统一为一个或几个大的存储池在底层物理网络和网络用户之间增加一个抽象层7.1虚拟化技术简介7.2服务器虚拟化7.3存储虚拟化7.4网络虚拟化7.5桌面虚拟化一个物理的服务器虚拟成若干个独立的逻辑服务器，比如分区；把若干分散的物理服务器虚拟为一个大的逻辑服务器，比如网格技术7.2服务器虚拟化7.2.1服务器虚拟化的层次7.2.2服务器虚拟化的底层实现7

4、.2.3虚拟机迁移7.2.4隔离技术7.2.5案例分析11图7-1寄居虚拟化架构客户虚拟机客户虚拟机客户虚拟机虚拟机管理器（VMM）主机操作系统物理机（底层硬件）7.2服务器虚拟化服务器虚拟化的层次寄居虚拟化寄居虚拟化的虚拟化层一般称为虚拟机监控器（VMM）这类虚拟化架构系统损耗比较大就操作系统层的虚拟化而言，没有独立的Hypervisor层如果使用操作系统层虚拟化，所有虚拟服务器必须运行同一操作系统12图7-2裸机虚拟化架构客户虚拟机客户虚拟机客户虚拟机Hypervisor物理机（底层硬件）7.2服务器虚拟

5、化服务器虚拟化的层次裸机虚拟化架构中的VMM也可以认为是一个操作系统，一般称为HypervisorHypervisor实现从虚拟资源到物理资源的映射Hypervisor实现了不同虚拟机的运行上下文保护与切换，保证了各个客户虚拟系统的有效隔离137.2服务器虚拟化服务器虚拟化的层次完全虚拟化具有很好的兼容性，在服务器虚拟化中得到广泛应用。半虚拟化技术降低了由于虚拟化而引入的系统性能损失。完全虚拟化VMM无法直接捕获特权指令解决方案半虚拟化7.2服务器虚拟化7.2.1服务器虚拟化的层次7.2.2服务器虚拟化的底层

6、实现7.2.3虚拟机迁移7.2.4隔离技术7.2.5案例分析7.2服务器虚拟化服务器虚拟化的底层实现CPU虚拟化虚拟CPU的正确运行是要保证虚拟机指令正确运行，现有的实现技术包括模拟执行和监控执行调度问题是指VMM决定当前哪个虚拟CPU在物理CPU上运行，要保证隔离性、公平性和性能。物理CPU虚拟CPU抽象客户操作系统物理CPU虚拟CPU抽象物理CPU虚拟CPU抽象1215167.2服务器虚拟化服务器虚拟化的底层实现内存虚拟化内存虚拟化技术把物理内存统一管理，包装成多个虚拟的物理内存提供给若干虚拟机使用，每个

7、虚拟机拥有各自独立的内存空间。机器地址虚拟内存的管理包括3种地址物理地址虚拟地址177.2服务器虚拟化服务器虚拟化的底层实现I/O设备虚拟化I/O设备虚拟化技术把真实的设备统一管理起来，包装成多个虚拟设备给若干个虚拟机使用，响应每个虚拟机的设备访问请求和I/O请求。I/O设备虚拟化同样是由VMM进行管理的全虚拟化半虚拟化软件模拟7.2服务器虚拟化7.2.1服务器虚拟化的层次7.2.2服务器虚拟化的底层实现7.2.3虚拟机迁移7.2.4隔离技术7.2.5案例分析197.2服务器虚拟化虚拟机迁移虚拟机迁移是将虚拟

8、机实例从源宿主机迁移到目标宿主机，并且在目标宿主机上能够将虚拟机运行状态恢复到其在迁移之前相同的状态，以便能够继续完成应用程序的任务。从虚拟机迁移的源与目的地角度可分为物理机到虚拟机的迁移（P2V）虚拟机到虚拟机的迁移（V2V）虚拟机到物理机的迁移（V2P）云计算中心的物理服务器有时候需要定期进行升级维护，当升级维护服务器时，管理员可以将其上面的虚拟机迁移到其他服务器，等升级维护完成之后，再把虚拟机