云计算导论第5章.ppt

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1、第5章　虚拟化与云计算5.1虚拟化技术5.2虚拟化的分类5.3虚拟化的架构5.4云计算与虚拟化5.5小结5.1虚拟化技术5.1.1虚拟化概念在一个计算机上创建的另一个计算机称为虚拟机，这种创建虚拟机的技术就是虚拟化技术。　　虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。虚拟化技术已经成为在IT环境中各个部分都需要使用的重要技

2、术之一。这项技术正迅速部署在服务器、存储、网络以及客户端环境。从最大的UNIX服务器到最小的系统都在使用虚拟化技术，虚拟化成为节省空间和能耗的一种手段。5.1.2虚拟化技术的优势虚拟化的目标是集中管理任务，同时提高可扩展性和工作负载。随着计算技术的发展，虚拟化技术在计算机中得到快速的发展，在硬件与软件、服务系统与网络系统、主机系统与存储系统上都可以见到虚拟机。通过虚拟化技术，可以提高系统的动态扩展性、设备的复用性和管理的方便性。虚拟化技术主要有如下几个优势：(1)提高软/硬件的利用率。将原本一台服务器的资源分配给数台虚拟化的服务器，可有效利用闲置资源，确保企业应用程序发挥出最高的可用

3、性和性能。　　（2）实现作用域的隔离。虽然虚拟机可以共享一台计算机的物理资源，但它们彼此之间仍然是完全隔离的，就像它们是不同的物理计算机一样。在可用性和安全性方面，虚拟环境中运行的应用程序之所以远优于在传统的非虚拟化系统中运行的应用程序，隔离就是一个重要的原因。（3）良好的可靠性。虚拟服务器是独立于硬件进行工作的，通过改进灾难恢复解决方案提高了业务连续性。当一台服务器出现故障时，可在最短时间内恢复且不影响整个集群的运作，在整个数据中心实现了高可用性。　　（4）兼容性。所有的虚拟服务器都与正常的x86系统相兼容，它改进了桌面管理的方式，可部署多套不同的系统，将因兼容性而造成问题的可

4、能性降至最低。　　（5）便于管理。采用虚拟化技术，可提高服务器/管理员比率，一个管理员可以轻松地管理比以前更多的服务器而不会造成更大的负担。5.2虚拟化的分类根据层次划分，可将虚拟化分为平台虚拟化、基础设施虚拟化和软件虚拟化。1.平台虚拟化平台虚拟化包括操作系统或者中间件的虚拟化。通过平台虚拟化技术，可以在一个软件系统平台上虚拟多个相近的平台，每个虚拟的平台均可以对外独立提供服务，例如中间件虚拟化、Web服务器虚拟化等。2.基础设施虚拟化基础设施虚拟化主要包括系统虚拟化、网络系统虚拟化和存储系统虚拟化等。通过基础设施虚拟化技术，可以将有限的硬件资源（包括服务器资源、存储资源和网络资

5、源）虚拟出多个基础平台，每个平台可以独立地为用户提供服务，用户并不了解平台后端的硬件分布情况。3.软件虚拟化软件虚拟化是将一个软件的实体虚拟成多个副本，它是一种软件共享的模式，即将本来应该独立使用的软件通过虚拟机共享的模式提供给更多的用户使用。　　一个数据中心可能拥有服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化以及服务虚拟化，并使用虚拟化工具对其进行管理。下面详细介绍这几种虚拟化类型。5.2.1服务器虚拟化服务器虚拟化（也称硬件虚拟化）是当今最广为人知的硬件虚拟化应用。如今，强大的x86计算机硬件旨在运行单一操作系统和单一应用，这使得无法有效利用大多数机器。虚拟化允许在一台物理机器上运行多

6、台虚拟机，在多个环境之间共享单台计算机的资源。不同的虚拟机可以在同一台物理机器上运行不同的操作系统和多个应用。虚拟机监控程序软件创建的虚拟机（VM）模拟物理机器的环境，创建独立的操作系统环境，在逻辑上与主服务器隔离。虚拟机监控程序也称虚拟机管理器(VMM)，它是一个计算机程序，允许多个操作系统共享单一硬件宿主。单一物理机器可以用来创建多个虚拟机，多个虚拟机可以同时且独立地运行多个操作系统。虚拟机以文件形式存储，因此在恢复故障系统时，只要将虚拟机的文件复制到新机器上即可。服务器虚拟化的关键收益主要表现在以下几个方面：　（1）分区：在一台物理机器上运行多个操作系统；在虚拟机之间划分物理

7、系统资源；虚拟机并不知道存在其他虚拟机。(2)管理:一台虚拟机发生故障时不会对其他虚拟机构成影响；管理代理能够在每台虚拟机上独立运行，以便确定每台虚拟机的性能以及在这台虚拟机上运行的应用。(3)封装:可以将整个虚拟机状态保存在一个文件内;移动和复制虚拟机信息如同复制文件一样简单。(4)灵活性:可以配置任何虚拟机并将其迁移到任何物理服务器上的相似机器上;使用多个操作系统平台，例如Windows和Linux;无需终端虚拟机，便可修改虚拟机配置。　　在任何数据