第三章 虚拟化技术

1. 虚拟化技术的概念 ：

虚拟化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。

虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。

多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚

2.什么是虚拟化:

作为一种计算机资源管理技术将各种IT实体资源抽象转化为另一种形式的技术。

3.云计算与虚拟化的关系:

    云计算1.0—以虚拟化为核心

    云计算2.0—以资源为核心

    云计算3.0—以应用为核心

 关系：

     云计算：一种服务

     虚拟化：一种技术基础

4.物理机：操作系统（Host OS）硬件(Host Machine)

5.虚拟机：操作系统（Guest OS）,虚拟机（Guest Machine）,硬件（Host Machine）,VMM(虚拟监控器)

物理机 操作系统 Host OS 硬件 Host Machine

虚拟机 操作系统          操作系统        虚拟机 Guest OS         Guest OS         Guest Machine 硬件            虚拟机          VMM虚拟监控器 Guest Machine    Host Machine

6.虚拟化的特点：

（1）寄居虚拟化：

     在主操作系统上安装和运行的一个程序VM ware,

     work station等（操作系统）

应用             应用                         客户操作系统                         虚拟化层           主操作系统 CPU、内存、显卡等

   特点：

            （1）简单易于实现

           （2）安装和运行应用程序时，依赖于主操作系统对设备   的支持

             (3)有俩层OS，管理开销大，性能损耗大

             (4)虚拟机对各种物理主机的调用，都是通过虚拟化层和宿主OS一起调用完成

（2）裸金属虚拟化：在硬件上部署虚拟化层

         操作系统:VM ware  ESX  Xen等

应用           应用 客户操作系统     客户操作系统           虚拟化层 CPU、内存、显卡等

 特点：

（1）不依赖于操作系统 

（2）支持多种操作系统

（3）依赖虚拟层内核和服务控制台进行管理

（4）需要对虚拟层进行内核开发

（3）混合虚拟化：插入内核模块

操作系统：KVM

应用          应用          应用 Host OS    Host OS    Host OS 宿主操作系统     内核（虚拟硬件管理） CPU、内存、显卡等

特点：（1）相对于寄居虚拟化性能

          （2）相对于裸金属虚拟化不需要内核开发

          （3）支持多种操作系统

         （4）需要底层硬件支持虚拟扩展功能

7．虚拟化层架构：

全虚拟化（KVM）、半虚拟化（Xen）、硬件辅助虚拟化

1. 全虚拟化：即所抽象的VM具有完全的物理特性，虚拟化层负责捕获CPU指令，为指令访问硬件充当媒介

Linux OS VM1           Windows OS VM2 Linux OS (KVM) CPU、显卡、内存等

特点：

          （1）OS无需修改

         （2）速度和功能比较好，使用非常简单

         （3）移植性好

2.半虚拟化

Linux OS VM1            Windows OS VM2                    VMM(Xen)                   CPU、显卡等

     特点：

            （1）架构更简单

             （2）对OS进行修改，用户体验比较麻烦

             （3）速度上占一定优势

   3.硬件辅助虚拟化

8.虚拟化技术的优势和劣势

（1）优势：

      减少物理资源的投入，节约成本

      虚拟数据资源迁移方便

      提高物理资源的使用率

      更加环保，节约能源

     易于自动化维护与操作，减少维护成本

     数据安全更有保障

（2)劣势：

    1.目前业界没有统一的虚拟化技术标准与平台，没  

     有开放的协议

   2.如果没有对数据进行备份应用虚拟化技术会存在

     一定风险

    3.虚拟化数据中心的迁移，特别是对在线服务的迁移， 对用户影响巨大

9.全虚拟化与半虚拟化：

KVM（性能）                        

1. 全虚拟化                 
2. 内置在内核中
3. 便于版本安装、升级维护
4. 性能高

Xen(安全)

1. 半虚拟化
2. 需要修改内核
3. 更新版本，重新编辑整个内核
4. 隔离好