华为云计算02—虚拟化之计算虚拟化

虚拟化之计算虚拟化

计算虚拟化包含了：

1. CPU虚拟化
2. 内存虚拟化
3. IO虚拟化

VCPU的计算方式：CPU个数×CPU的核数×CPU的线程数。
CPU的QOS：

1. 上限：分配给VM的VCPU上限。
2. 份额：如果发生了抢占，则根据份额分配资源。
3. 预留：给核心VM预留资源，保证其业务稳定。

例子：一个服务器有24个线程，24GHz。分给3台VM。因为有24个线程，所以可以虚拟出来24VCPU，这里的VCPU指的是单台VM的VCPU上限。假如3台VM的都是4VCPU，没有发生抢占，那么每个VM的都是4GHz，假如资源发生了抢占，VM1—VM3都分配了24VCPU，那么则根据份额来分配资源。
份额有：低，中，高。

上面虽然都是24VCPU可是，它们使用的Hz确是不同的。
如果其中的VM有预留，则代表它的最低资源，即使它不使用，别人也不能抢占。（目前资料说法不一致）

如果VM1预留8G资源，但是按照份额来分它只能有4G资源，剩下的4G资源要从VM2，VM3中去抢占，根据份额，VM2要分配给VM1：2/5×4=1.6GHz，VM3：3/5×4=2.4GHz，则VM2使用了8-1.6=6.4GHz，VM3使用了：12-2.4=9.6GHz。

内存虚拟化：

因为OS每次读写的时候，总是从0号地址开始，但是真正的物理地址0号只有一个，因此，由VMM虚拟出来0号地址，给每个VM来使用。VM保存着由VM映射到VMM的地址(VA—PA），而VMM保存着由VMM映射到真实的内存地址（PA—MA）。

主机内存超分配技术：

虚拟机1-3，都申请了2G内存，但是都只用到了1G， 内存超分配技术就是VM使用了多少内存就分配给多少内存。VM1-3共享剩下的未写零页的1G内存。
内存超分配可以达到50%。

内存复用技术：

1. 内存共享+写时复制：VM之间共享同一物理内存空间，VM对此空间只有读的操作，当VM需要对内存进行写操作时，则开辟另一内存空间，并建立映射。
2. 内存置换：虚拟机长时间未访问的内存内容，被置换到存储中，并建立映射，当虚拟机再次访问该内容时再置换到内存中。（通过热点因子计算冷热数据）
3. 内存气泡：Hypervisor通过内存气泡，将内存使用率较低的VM内存，释放给内存使用率较高的VM来使用，提升内存的利用率。

内存的QOS：

1. 内存的上限：内存在创建的时候就形成了上限。
2. 内存的份额：在内存发生抢占的时候根据份额来分配资源。
3. 内存的预留：预留指的是，即使VM使用的最低内存，即使自己不使用，也不会分配给其他VM使用。

如上图，当VM1-3都要使用10G内存时，则发生了抢占，因为物理内存才24G，则根据份额进行内存的分配，即：VM1有4G，VM2有8G，VM3有12G。
内存上限，VM创建时就已经确定。上图VM3根据份额分配了12G的内存，但是如果在创建VM时确定了它的内存为8G，则即使分配给它12G，它仍然只能使用8G。

numa技术：针对的是物理硬件的划分，比如2U128G的物理硬件，在主板上，一个CPU会使用与其相近的内存。当开启了numa之后，在此服务器上的内存复用，CPU复用等技术都会失效。在分配资源的时候，比如分配给一个虚拟机2VCPU，那么这两个VCPU只会从node01或node02上去取资源。

总结：

计算虚拟化：

1. CPU虚拟化：1.特权解除—陷入模拟；2.X86架构的：全虚，半虚，硬件辅助虚拟化。
2. 内存虚拟化：1.内存超分配技术；2.内存复用：内存共享+写时复制，内存置换，内存气泡。