虚拟化技术是一种资源管理技术,通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机,每个逻辑计算机可以运行不同的操作系统,并且应用程序在相互独立的空间内运行,互不影响,从而提高计算机的工作效率。
分区:指可在一台服务器上运行多台虚拟机。
隔离:分区完后的所有虚拟机之间相互隔离,每个虚拟机就像一台单独的物理机。
优点:当前虚拟机中毒崩溃并不会影响该物理机上的其他虚拟机。
封装:整个虚拟机运行条件封装在独立文件夹中,可通过移动文件夹方式迁移虚拟机。
相对于硬件独立:软硬件解耦。不必考虑硬件设施,解决了硬件的不兼容性。
虚拟化与云化的主要区别在于它们的核心概念和应用场景不同。 虚拟化是一种技术,允许在单个物理设备上运行多个虚拟设备,从而提高资源利用率和灵活性;而云化是一种基于互联网的计算模式,允许用户在远程服务器上存储和处理数据,实现资源共享和计算能力的扩展
1、 CPU虚拟化:保障CPU资源的合理调度以及VM上的指令能够正常高效的运行。
2、 内存虚拟化:保障内存空间的合理分配、管理、隔离以及高效可靠的使用。
3、 I/O虚拟化:保障VM的IO操作隔离与正常高效地执行
虚拟化只是底层硬件与上层OS/app解耦,提供可灵活分配地技术资源池地底层技术。要想实现虚拟机的创建与管理,需要与其他组件(镜像、调度、存储、网络等)协同工作才能完成,并提供完整的计算服务
OpenStack Nova(开源)
阿里云ECS架构(厂商私有)
腾讯云CVM架构
定义:通过虚拟化技术,实现把存储资源整合到一起后对外提供服务;同时实现数据安全性、容量提升、性能提升等效果。
网络虚拟化的内容一般指虚拟专用网络 (VPN)。VPN 对网络连接的概念进行了抽象,允许远程用户访问组织的内部网络,就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护 IT 环境,防止来自 Internet 的威胁,同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。
比较常见的网络虚拟化应用包括虚拟局域网,即VLAN,虚拟专用网,VPN,以及虚拟网络设备等。
用户权限管理:
访问日志记录:
物理与逻辑访问控制:
变更请求与审批:
变更实施与监控:
备份策略制定:
备份验证与恢复测试:
灾难恢复计划:
系统监控:
安全审计:
日志管理:
自动更新:启用操作系统的自动更新功能,确保系统能够及时获得最新的安全补丁和功能更新。
补丁测试:在安装补丁前,进行充分的测试,确保补丁不会引入新的问题或影响系统的正常运行。
补丁部署:根据业务需求和风险评估结果,制定合理的补丁部署计划,并严格执行
账号策略:制定严格的账号管理策略,包括账号的创建、修改、删除和权限分配等。
密码策略:要求用户使用强密码,并定期更换密码。同时,采用多因素身份认证方式提高账号的安全性。
账号审计:定期审查用户账号的使用情况,发现异常行为应及时处理,如锁定账号或进行进一步调查
防火墙配置:配置合适的防火墙规则,阻止未经授权的访问和恶意流量。
安全软件部署:安装防病毒软件、入侵检测系统(IDS)等安全软件,提高系统的防御能力。
定期更新:定期更新防火墙和安全软件的规则和库,以应对新的威胁和漏洞
日志收集:启用系统的日志功能,收集并记录系统操作、用户活动、安全事件等关键信息。
日志分析:定期对日志进行分析,发现异常行为或潜在的安全威胁。
日志存储:确保日志的完整性和可用性,防止日志被篡改或删除。同时,根据法规和行业要求保留一定期限的日志以备审计和调查
资源分配在虚拟化环境中至关重要。以下是资源分配的关键要素:
隔离策略是虚拟化环境中保障安全性和性能的重要手段。常见的隔离策略包括:
模板与镜像是虚拟化技术中简化虚拟机部署和管理的重要手段。以下是关于模板与镜像的详细解释:
操作系统性能调优是一项至关重要的技术,它可以帮助实现高性能和高效的系统。操作系统性能调优的核心概念包括系统性能指标、系统资源分配、调度策略、内存管理、文件系统管理等。以下是一些常见的调优方法:
操作系统的管理维护是确保其稳定运行和延长使用寿命的关键。以下是一些常见的管理维护任务:
更新补丁:定期更新操作系统的补丁,以修复已知的安全漏洞和错误。这可以通过操作系统的更新功能或第三方安全软件来完成。
备份数据:定期备份重要数据,以防止数据丢失。可以使用外部存储设备、云存储服务或专业的备份软件来进行备份。
磁盘清理:定期清理磁盘上的垃圾文件和临时文件,以释放磁盘空间并提高系统性能。可以使用操作系统的磁盘清理工具或第三方清理软件来完成。
磁盘碎片整理:对于机械硬盘,定期进行磁盘碎片整理可以提高文件读写速度。但需要注意的是,对于固态硬盘(SSD),磁盘碎片整理并不是必要的,因为SSD的读写速度已经非常快。
防病毒和防恶意软件:安装可靠的防病毒软件和防恶意软件工具,以保护系统免受病毒、间谍软件和其他恶意软件的攻击。
在Internet/Intranet网上常见的应用服务有域名服务DNS、电子邮件服务E-mail、文件传输服务(FTP)、WWW服务、电子公告板(BBS)系统、代理服务、动态地址分配服务等。以下是这些服务的安装与管理概述:
计划任务是指按照预定的时间或事件触发条件来执行特定任务的功能。以下是一些常见的计划任务设置和管理方法:
数据库技术是指通过使用各种软件工具和编程语言,设计、创建、维护和管理数据库的过程
关系型数据库适用于需要复杂查询和事务处理的场景,如金融交易系统、企业资源规划等,而非关系型数据库则适用于处理大规模、高并发、低延迟的实时数据,如社交网络和实时分析。
关系型数据库广泛应用于:
金融交易系统:确保交易数据的准确和一致。
企业管理系统:如人员管理、财务管理、销售管理等。
电子商务:存储和管理商品信息、用户信息、订单信息等。
大型网站:存储和查询用户数据、日志数据等
非关系型数据库则适用于:
社交网络:快速存储和读取大量的用户行为数据。
实时分析:处理大规模的实时数据分析。
物联网:存储和处理设备产生的海量数据
数据与磁盘的基本概念涉及多个关键组成部分,包括盘面、磁道、柱面、扇区和簇。
盘面:硬盘一般有一个或多个盘片,每个盘片可以有两面,即盘面。每个盘面对应一个用来读取信息的磁头,磁头依靠磁盘高速旋转的空气动力效应悬停在磁盘表面。
磁道:每个盘面被划分为多个同心圆环,这样的同心圆环叫做磁道,数据存储在磁道上。磁道从最外圈(0号磁道)依次向内圈增长。
柱面:每个盘面相同编号的磁道形成一个柱面。硬盘数据的读写是按照柱面进行的,因为选取柱面需要机械切换,速度较慢。
扇区:每个磁道被划分为多个扇区,扇区是硬盘存储数据的物理单位。扇区的编号从1开始,而不是0。
簇:将物理扇区相邻的几个扇区称为簇,操作系统读取磁盘的基本单位是扇区,而文件系统的基本单位是簇。簇的大小会影响存储性能和空间利用率13。
硬盘的工作原理和结构
硬盘的工作原理是利用磁头读写磁盘表面的磁性材料。当记录数据时,硬盘的磁头通电形成强磁场,数据在磁场的作用下转变成电流,使颗粒磁化,从而将信息记录在圆盘上。硬盘的物理结构包括盘片、磁头、电动机、主控芯片等部件。所有数据都存储在盘片上,盘片每分钟几千转的高速旋转,磁头可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作
存储协议通常由计算机和存储设备的厂商或组织制定,并广泛应用于各种存储架构中。这些协议允许计算机通过标准接口与存储设备进行通信,以读取和写入数据。存储协议的主要功能包括数据的传输、错误检测和纠正、数据访问权限控制、数据保护和数据安全等。
SCSI(Small Computer System Interface)
iSCSI(Internet Small Computer System Interface)
Fibre Channel(光纤通道)
NFS(Network File System)
SATA(Serial Advanced Technology Attachment)
SAS(Serial Attached SCSI)
NVMe(Non-Volatile Memory Express)
FC-NVMe(Fibre Channel-Non-Volatile Memory Express)
快照是存储系统的一种高级功能,用于捕获并保存数据在某一时间点的状态。当创建快照时,存储系统会记录当前数据的所有信息,包括文件、数据库或其他数据结构的当前状态。快照可用于数据备份、恢复、灾难恢复和测试等多种场景。
克隆是创建数据副本的过程,它允许用户在不中断原始数据访问的情况下,生成一个与原始数据完全相同的副本。克隆通常用于数据迁移、备份和恢复等场景。
ROW是一种存储技术,它在创建快照时不会直接修改原始数据,而是将新数据重定向到新的存储空间。这种方法可以避免在快照创建过程中对数据的干扰,提高存储系统的性能和可靠性。
COW是一种存储技术,它在数据发生变化时才会复制原始数据。这种方法可以减少不必要的数据复制,提高存储系统的效率和性能。
工作原理:
当数据第一次被写入时,COW技术会复制原始数据到新的存储空间。
随后的写操作会直接在新存储空间中进行,而不会再次复制原始数据。
当需要访问原始数据时,存储系统会重定向到快照空间中的原始数据副本。
优点:
减少了不必要的数据复制,提高了存储系统的效率和性能。
适用于需要频繁读取但很少写入的数据场景。
云原生的核心在于几个关键原则:模块化、自动化、可观测性和可持续性。这些原则指导着云原生应用程序的设计和实现,确保它们能够在云环境中高效、可靠地运行。
模块化:应用程序被分解成独立的模块或服务,每个模块都可以独立部署、扩展和更新。
自动化:通过自动化工具和流程来减少人工干预,提高开发和运维的效率。
可观测性:系统需要提供足够的日志、监控和追踪信息,以便开发人员和运维人员能够快速定位和解决问题。
可持续性:应用程序应该设计成可以持续交付和部署的模式,以支持快速迭代和发布
云原生架构的核心特性包括容器化封装、微服务架构和DevOps实践。
第一个特性是容器化封装。通过容器技术,应用程序被封装成独立的运行环境,提高了资源隔离和重用性。这种封装方式简化了应用的部署和维护,同时也使得开发、测试和生产环境更加一致,减少了环境差异带来的问题12。
第二个特性是微服务架构。微服务将大型复杂软件应用拆分成多个小服务,每个服务关注单一业务功能,独立部署和扩展。这种架构降低了系统复杂性,提高了系统的可维护性和可扩展性。微服务之间的松耦合也使得系统更加健壮,能够更好地应对故障12。
第三个特性是DevOps实践。DevOps强调开发(Dev)和运维(Ops)的紧密合作,通过自动化工具和持续集成/持续部署(CI/CD)流程,加快了软件交付速度,减少了手动操作带来的错误。DevOps实践确保了软件的质量和稳定性,提高了开发效率
容器是一种轻量级的虚拟化技术,它将应用程序及其所有依赖打包在一个独立的、可携带的运行环境中。 容器内包含能顺利执行应用程序的必要元素,如代码、环境变量、进程和执行时环境以及软件依赖性等。它类似于运输业使用的货柜,能够隔离应用程序及其依赖,以便在不同环境中运行
原理
特性
操作
在DevOps实践中,三大核心基础架构是不可或缺的部分,它们共同支撑起整个DevOps的生态体系,这些基础架构包括SCM配置管理系统、Automation自动化系统、CI/CD持续集成和持续交付
SCM配置管理系统:
Automation自动化系统:
CI/CD持续集成和持续交付:
DevOps的开发运维流程主要包括以下几个阶段:计划、编码、构建、测试、审查、部署、监控和反馈。
在计划阶段,团队制定软件开发的计划和目标,确定项目的需求和优先级,安排开发资源和时间表。
在编码阶段,开发人员根据需求开始编写代码,使用版本控制系统(如Git)进行代码管理,保持代码库的整洁和可维护性。
构建阶段涉及将编写的代码进行编译、构建和打包,生成可执行的软件应用程序。
测试阶段包括自动化测试,确保每次代码提交都经过全面的测试验证。
审查阶段确保代码质量和团队合作,团队成员相互审查彼此的代码,提供反馈和改进建议。
部署阶段通过自动化部署工具将经过测试和审查的代码部署到生产环境中。
监控阶段实时收集和分析数据,发现问题并及时进行响应和修复。
反馈阶段收集用户反馈和系统性能数据,不断优化和改进软件产品