虛擬化云計算平臺PPT課件

1、和諧應(yīng)用，資源無界inspur group浪潮集團技術(shù)支持處葉錦璐2目錄目錄虛擬化技術(shù)簡介浪潮虛擬化解決方案浪潮虛擬化測試報告交流答疑3全球最過剩的資源是計算資源，計算機利用率嚴重不足，全球計算資源的平均利用率僅為9。計算機調(diào)查研究計算機調(diào)查研究 目前的目前的it設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀報告顯示，通過政府網(wǎng)站發(fā)布公告、新聞、政策等信息比例超過60%的網(wǎng)站，僅占全部政府網(wǎng)站的44.5%，發(fā)布比例低于20%的網(wǎng)站占全部政府網(wǎng)站的21.7%，政府網(wǎng)站的利用率不足50。國務(wù)院信息化工作辦公室國務(wù)院信息化工作辦公室 盡管我們需要越來越多數(shù)量及功能強大的計算機，可是我們卻不得不承認，現(xiàn)有的計算機資源利用率

2、是非常低的。且不說機器在晚上基本上是閑置，就是工作的時間里，我們的計算機的資源利用率也是非常低的 42021-10-2649-9-1原則原則990%的服務(wù)器的服務(wù)器90%的時間的時間cpu占用率低于占用率低于10%9 15“enterprises that do not leverage virtualization will pay up to 40 percent more in acquisition costs by 2008, and roughly 20 percent more in administrative costs”quotes from: the future of

3、server virtualization, t. bittman, gartner* research note, july 2003.performance“virtualization technologies will increase the ability to effectively consolidate to larger servers. virtualization technologies will also make distributed small servers easier to manage, re-provision and use efficiently

4、.”cost“截止截止2008年，不能充分利用虛擬化技術(shù)的企業(yè)將會多支付年，不能充分利用虛擬化技術(shù)的企業(yè)將會多支付40%的的采購成本和采購成本和20%左右的管理成本。左右的管理成本?！?服務(wù)器虛擬化的未來服務(wù)器虛擬化的未來，gartner有一種技術(shù)！有一種技術(shù)！62021-10-26virtualization technology & swsoft virtuozzo61000余臺專業(yè)服務(wù)器余臺專業(yè)服務(wù)器 高成本 高復(fù)雜性 地靈活性 低服務(wù)水平osapp 1app 2app 3useruserusersuperuserapp 4useruser管理成本管理成本軟件成本軟件成本硬件成本硬件成本

5、idc成本成本單一主機單一主機 每應(yīng)用或用戶組 單獨部署 單獨管理 極低的利用率極低的利用率 10% 單任務(wù)，單用戶 多任務(wù)，單用戶 多任務(wù)，多用戶多任務(wù)，多用戶 每個服務(wù)器單一環(huán)境每個服務(wù)器單一環(huán)境低效率的低效率的it基礎(chǔ)架構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)“虛擬化是一種框架或方法學(xué)，它可以將單個計算資源分成多個執(zhí)行環(huán)境虛擬化是一種框架或方法學(xué)，它可以將單個計算資源分成多個執(zhí)行環(huán)境.” http:/ 架構(gòu)變遷架構(gòu)變遷 vs. 虛擬化虛擬化7虛擬化技術(shù)簡介虛擬化技術(shù)簡介傳統(tǒng)架構(gòu)傳統(tǒng)架構(gòu)硬件層硬件層虛擬軟件層虛擬軟件層 虛擬硬件虛擬硬件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用程序應(yīng)用程序 虛擬硬件虛擬硬件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用程序應(yīng)用程序

6、虛擬硬件虛擬硬件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用程序應(yīng)用程序虛擬化架構(gòu)虛擬化架構(gòu)將一臺服務(wù)器當做將一臺服務(wù)器當做n n臺服務(wù)器來使用臺服務(wù)器來使用硬件層硬件層應(yīng)用程序應(yīng)用程序操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)8業(yè)界對虛擬化的定義業(yè)界對虛擬化的定義“虛擬化是表示計算機資源的邏輯組（或子集）的過程，這樣就可以用從原始配置中獲益的方式訪問它們。這種資源的新虛擬視圖并不受實現(xiàn)、地理位置或底層資源的物理配置的限制?！?wikipedia虛擬化是資源的邏輯表示，它虛擬化是資源的邏輯表示，它不受物理限制的約束。不受物理限制的約束。9虛擬化技術(shù)概覽虛擬化技術(shù)概覽container1container2container3guest osg

7、uest osguest osvm 1vm 2vm 3虛擬硬件虛擬硬件虛擬硬件虛擬硬件虛擬硬件虛擬硬件virtual machine monitorhypervisor or standard host oshardwarestandard host oshardware操作系統(tǒng)虛擬化層操作系統(tǒng)虛擬化層hypervisoros virtualization硬件虛擬化硬件虛擬化(hypervisors) 虛擬硬件訪問虛擬硬件訪問 創(chuàng)建多個虛擬硬件實例創(chuàng)建多個虛擬硬件實例 宿主操作系統(tǒng)及每個宿主操作系統(tǒng)及每個guest必須為完整操必須為完整操作系統(tǒng)作系統(tǒng) parallels server, vmw

8、are esx, microsoft hyper-v操作系統(tǒng)虛擬化操作系統(tǒng)虛擬化(containers) 虛擬操作系統(tǒng)訪問虛擬操作系統(tǒng)訪問 創(chuàng)建多個虛擬操作系統(tǒng)實例創(chuàng)建多個虛擬操作系統(tǒng)實例 物理服務(wù)器擁有單個、標準的物理服務(wù)器擁有單個、標準的os 內(nèi)核內(nèi)核 parallels virtuozzo containers,sun solaris containers, openvz10虛擬化的主要應(yīng)用虛擬化的主要應(yīng)用分區(qū)分區(qū)v在一個物理機上運行多在一個物理機上運行多個個osv更充分利用服務(wù)器資源更充分利用服務(wù)器資源v支持高可用支持高可用分區(qū)之分區(qū)之間可以組建集群（負載間可以組建集群（負載均衡、雙機

9、容錯）均衡、雙機容錯）封裝封裝v將虛擬機封裝成與硬件配將虛擬機封裝成與硬件配置無關(guān)的文件置無關(guān)的文件v隨時對虛擬機進行快照隨時對虛擬機進行快照v通過簡單的文件拷貝對虛通過簡單的文件拷貝對虛擬機進行遷徙擬機進行遷徙隔離隔離v從硬件層面隔離系統(tǒng)故從硬件層面隔離系統(tǒng)故障和安全威脅障和安全威脅v在虛擬機之間動態(tài)的分在虛擬機之間動態(tài)的分配配cpu、內(nèi)存等系統(tǒng)、內(nèi)存等系統(tǒng)資源資源v保證服務(wù)可用保證服務(wù)可用11虛擬化：簡單高效的虛擬化：簡單高效的it管理模型（一）管理模型（一）降低成本管理成本、硬件成本、軟件、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本、電力成本。 整合硬件設(shè)備擺脫復(fù)雜混亂的硬件、電源、機位、網(wǎng)絡(luò)、存儲、it管理員等

10、。改進it管理架構(gòu)兼容性動態(tài)資源分配，每個應(yīng)用程序可動態(tài)分配所需的資源；設(shè)備虛擬化管理，更好的評估系統(tǒng)容量。12虛擬化：簡單高效的虛擬化：簡單高效的it管理模型（二）管理模型（二）改善可靠性降低維護和補丁造成的宕機時間；在軟件、硬件故障時候快速備份恢復(fù)系統(tǒng)；輕松部署ha高可靠性服務(wù)器集群。自動化管理更加輕松減少開通、配置、補丁、恢復(fù)的維護時間，增強安全性、隔離性；可允許自動管理維護更加人性化。13大趨勢：大趨勢：it架構(gòu)整合與虛擬化架構(gòu)整合與虛擬化 智能化的信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，加速了即將到來的虛擬化趨勢，而后者將成為提升國家和企業(yè)機構(gòu)競爭力的關(guān)鍵。虛擬化代表著這樣一個巨大趨勢虛擬化代表著這樣一個巨

11、大趨勢，就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，從而打破了物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘，將it資源的利用率達到最大化。在社會和經(jīng)濟的在社會和經(jīng)濟的所有領(lǐng)域，虛擬技術(shù)都在改變著我們開展日常活動的方所有領(lǐng)域，虛擬技術(shù)都在改變著我們開展日常活動的方式。式。 14虛擬化的幾種架構(gòu)虛擬化的幾種架構(gòu)vmware swsoft硬件硬件操作系統(tǒng)虛擬化層操作系統(tǒng)虛擬化層宿主操作系統(tǒng)宿主操作系統(tǒng) host os 虛擬環(huán)境虛擬環(huán)境 #1虛擬環(huán)境虛擬環(huán)境 #2虛擬環(huán)境虛擬環(huán)境 #315虛擬化的幾種架構(gòu)虛擬化的幾種架構(gòu)xen virtual server16浪潮方案提供浪潮方案提供浪潮與上述廠商均結(jié)成良好的共識浪潮與上述廠商均

12、結(jié)成良好的共識上述廠商產(chǎn)品均在浪潮服務(wù)器存儲平臺進行驗證測試上述廠商產(chǎn)品均在浪潮服務(wù)器存儲平臺進行驗證測試浪潮可以根據(jù)用戶需求，提供業(yè)界先進、穩(wěn)定可靠的虛浪潮可以根據(jù)用戶需求，提供業(yè)界先進、穩(wěn)定可靠的虛擬化解決方案擬化解決方案浪潮將為用戶虛擬化應(yīng)用提供專業(yè)的測試平臺以及優(yōu)良浪潮將為用戶虛擬化應(yīng)用提供專業(yè)的測試平臺以及優(yōu)良的服務(wù)的服務(wù)17目錄目錄虛擬化技術(shù)簡介浪潮虛擬化解決方案浪潮虛擬化測試報告交流答疑182007 intel idf大會大會 浪潮發(fā)布浪潮發(fā)布全球第一個全球第一個基于基于4核虛擬化技術(shù)應(yīng)用方案核虛擬化技術(shù)應(yīng)用方案19浪潮領(lǐng)跑四核服務(wù)器虛擬化應(yīng)用標準浪潮領(lǐng)跑四核服務(wù)器虛擬化應(yīng)用標準

13、2007年4月17日，在北京揭幕的idf大會上，全球首個四核服務(wù)器虛擬化基準測試報告由浪潮和英特爾聯(lián)合發(fā)布。在大會的首個主題演講中，英特爾全球cto賈斯汀與浪潮集團高級副總裁王恩東共同闡釋了四核與虛擬化技術(shù)為服務(wù)器發(fā)展帶來的全新動力，并共同發(fā)布了全球首個四核服務(wù)器虛擬化測試基準報告。報告顯示，而功耗基本保持同雙核服務(wù)器相同。 20intel vt硬件輔助虛擬化硬件輔助虛擬化可顯著提高軟件虛擬化解可顯著提高軟件虛擬化解決方案的效率、穩(wěn)定性和決方案的效率、穩(wěn)定性和能力。能力。intel vt硬件輔助虛擬化硬件輔助虛擬化可以更好地支持可以更好地支持vmware esx server和和xen這樣的這

14、樣的虛擬機軟件虛擬機軟件 硬件參數(shù)虛擬化：硬件參數(shù)虛擬化：intel vtintel vt旨在通過在一個新的環(huán)路層旨在通過在一個新的環(huán)路層根層根層中中運行運行vmm來消除虛擬化漏洞，從而保持傳統(tǒng)來消除虛擬化漏洞，從而保持傳統(tǒng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)的環(huán)路結(jié)構(gòu)21浪潮高可用虛擬化解決方案浪潮高可用虛擬化解決方案22-為虛擬機增加資源可以通過遷移虛擬機到其他具有更多資源的服務(wù)器上，或者通過將其他虛擬機遷移到別的物理服務(wù)器上“省”出更多的資源等兩種方法來實現(xiàn)。該操作對于最終用戶是完全透明的。 方案特色分布式資源動態(tài)調(diào)度方案特色分布式資源動態(tài)調(diào)度23 方案特色業(yè)務(wù)連續(xù)性方案特色業(yè)務(wù)連續(xù)性24方案特色虛擬機共享存儲方

15、案特色虛擬機共享存儲25方案特色集中管理方案特色集中管理26浪潮虛擬化產(chǎn)品特點浪潮虛擬化產(chǎn)品特點在操作系統(tǒng)系統(tǒng)層面之上完全的隔離，節(jié)點不受病毒干擾基于linux/windows2003的成熟內(nèi)核，穩(wěn)定可靠支持從物理環(huán)境遷移到虛擬環(huán)境，“零”down機的遷移支持在不停止虛擬環(huán)境的前提下更改資源分配，靈活高效獨有的讀共享寫拷貝方式使得部署與備份更加簡單迅速支持安全系統(tǒng)配置單臺服務(wù)器只需要唯一的一個操作系統(tǒng)授權(quán)多種管理工具，配置簡單便捷，易管理27浪潮浪潮parallels virtuozzo硬件節(jié)點硬件節(jié)點（物理服務(wù)器）（物理服務(wù)器）操作系統(tǒng)虛擬化核心層操作系統(tǒng)虛擬化核心層 virtuozzo k

16、ernel單一宿主操作系統(tǒng)單一宿主操作系統(tǒng)虛擬虛擬環(huán)境環(huán)境1用戶用戶應(yīng)用應(yīng)用程序程序系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用虛擬虛擬環(huán)境環(huán)境2用戶用戶應(yīng)用應(yīng)用程序程序系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用虛擬虛擬環(huán)境環(huán)境4用戶用戶應(yīng)用應(yīng)用程序程序系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用虛擬虛擬環(huán)境環(huán)境3用戶用戶應(yīng)用應(yīng)用程序程序系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用虛擬虛擬環(huán)境環(huán)境5用戶用戶應(yīng)用應(yīng)用程序程序系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用virtuozzo是一個基于操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的輕量級插件，它可是一個基于操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的輕量級插件，它可以將安裝在物理服務(wù)器上的一個操作系統(tǒng)實例，劃分成多個相以將安裝在物理服務(wù)器上的一個操作系統(tǒng)實例，劃分成多個相互獨立隔離的容器。每個容器，又被稱為虛擬環(huán)境（互獨

17、立隔離的容器。每個容器，又被稱為虛擬環(huán)境（virtual environment），即），即ve。操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的特點：操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的特點：單一操作系統(tǒng)實例（只啟動單一操作系統(tǒng)實例（只啟動唯一的唯一的kernel）不虛擬任何額外的不虛擬任何額外的hardware、guestos每個虛擬環(huán)境是一個容器每個虛擬環(huán)境是一個容器1. 用戶的程序運行于物理節(jié)點用戶的程序運行于物理節(jié)點上，但包含在自己的容器中上，但包含在自己的容器中ve282021-10-26基于操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)基于操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)可在單一物理服務(wù)器上創(chuàng)建多個相互隔離的分區(qū)可在單一物理服務(wù)

18、器上創(chuàng)建多個相互隔離的分區(qū)（即（即ve），每個），每個ve作為獨立容器包含各自專有的軟件、硬件資源。所作為獨立容器包含各自專有的軟件、硬件資源。所有有ve使用一個唯一的操作系統(tǒng)實例。使用一個唯一的操作系統(tǒng)實例。智能分區(qū)：單一服務(wù)器上可創(chuàng)建數(shù)百個智能分區(qū)：單一服務(wù)器上可創(chuàng)建數(shù)百個ve，充分利用服務(wù)器的各種資源充分利用服務(wù)器的各種資源全面隔離：全面隔離：ve互相獨立隔離，應(yīng)用、性能、互相獨立隔離，應(yīng)用、性能、故障沒有相互影響故障沒有相互影響動態(tài)資源分配：可調(diào)節(jié)動態(tài)資源分配：可調(diào)節(jié)ve享有的享有的cpu、內(nèi)存、內(nèi)存、磁盤、磁盤、i/o等資源最小等資源最小/最大值最大值動態(tài)遷移：動態(tài)遷移：ve在不同物

19、理服務(wù)器可進行遷移，在不同物理服務(wù)器可進行遷移，獨有宕宕機遷移技術(shù)，業(yè)務(wù)中斷時間為零獨有宕宕機遷移技術(shù)，業(yè)務(wù)中斷時間為零集中管理：通過單一節(jié)點批量管理到數(shù)百臺集中管理：通過單一節(jié)點批量管理到數(shù)百臺物理服務(wù)器，可進行重啟操作、軟件分發(fā)等物理服務(wù)器，可進行重啟操作、軟件分發(fā)等osvirtualizationos物理服務(wù)器物理服務(wù)器 #1物理服務(wù)器物理服務(wù)器 #2osvirtualizationosvirtual environment #1rootapplicationvirtual environment #2userapplicationvirtual environment #3rootap

20、plicationvirtual environment #5rootappvirtual environment #4userapplicationvirtual environment #1rootapplicationvirtual environment #1rootapplicationvirtual environment #6rootappvirtual environment #7rootapplicationososapplicationapp app 2app 2updateprovisionapp 2app 229什么是什么是ve？ve（virtual private s

21、erver，虛擬專用服務(wù)器）享有如下獨立的資源：進程、用戶、文件軟件、硬件資源管理員訪問權(quán)限（可安裝編譯程序）ip地址、端口號過濾器（防火墻）和路由規(guī)則系統(tǒng)庫文件不同的補丁級別（單內(nèi)核虛擬多l(xiāng)inux發(fā)行版）30模板技術(shù)與文件系統(tǒng)模板技術(shù)與文件系統(tǒng)vzfs（virtuozzo file system）是基于模版鏈接技術(shù)的讀共享、寫拷貝方式的文件系統(tǒng)。vzfs為了節(jié)約磁盤、內(nèi)存空間，提高運行效率而設(shè)計，采用 了模版技術(shù)。每個os的典型文件被制作成為模版存放在硬件節(jié)點的特定目錄下。當多個ve運行時，通過鏈接方式共享讀取模版文件。即所謂“讀共享”。31copy-on-writevzfs還采用copy

22、-on-write方式配合模版技術(shù)的。當其中一個ve對某文件做了修改，和原文件產(chǎn)生了差異，其他ve無法繼續(xù)共享的時候，vzfs會將這個文件復(fù)制到一個特殊的路徑下，成為這個ve專有文件。而原文件則保持原狀，繼續(xù)被其他的ve共享讀取。即所謂“寫拷貝”。32virtuozzo: ksal layer & vzfsvzfs文件系統(tǒng)通過模版技術(shù)工作ksal (kernel service abstraction layer) 核心服務(wù)抽象層提供存取轉(zhuǎn)換ve間通過讀共享、寫拷貝的方式訪問文件vevzfsksalvevzfsksalvevzfsksalos template & application te

23、mplatehostosredhat fedora core 4 （os template）apache（application template）多個多個ve間間共享共享os模版模版多個多個ve間間共享應(yīng)用程序模版共享應(yīng)用程序模版33ve #1ve #1zero down time migration物理服務(wù)器物理服務(wù)器 #1物理服務(wù)器物理服務(wù)器 #2ve private datamemoryve#1full state dumpfull state dumpve #1memoryve private data檢查點方式遷移（適合小型檢查點方式遷移（適合小型ve） rsync 1: 僅在硬盤

24、執(zhí)行僅在硬盤執(zhí)行 凍結(jié)凍結(jié)ve #1 啟動啟動: 服務(wù)器服務(wù)器#1的的ve 將所有數(shù)據(jù)保存在硬將所有數(shù)據(jù)保存在硬盤盤 (包括所有內(nèi)存內(nèi)容包括所有內(nèi)存內(nèi)容) rsync 2: 修改文件修改文件+狀態(tài)狀態(tài) 還原還原ve到到“凍結(jié)凍結(jié)”狀態(tài)狀態(tài) 在服務(wù)器在服務(wù)器#2啟動啟動ve 刪除服務(wù)器刪除服務(wù)器#1上的上的ve34硬件節(jié)點硬件節(jié)點virtualizationosvzmcvzccservice veuserrootuserapp 1app 2virtual private server #101userrootuserapp 1app 2virtual private server #102use

25、rrootuserapp 1app 2virtual private server #103userrootuserapp 1app 2vzpp基于應(yīng)用程序控制臺基于應(yīng)用程序控制臺的的vzmc提供多機跨提供多機跨平臺的管理能力平臺的管理能力（c/s架構(gòu)）架構(gòu)）基于基于web的的vzcc提提供了對本機上的供了對本機上的ve的的管理能力管理能力（b/s架構(gòu)）架構(gòu)）基于底層操作系統(tǒng)的命基于底層操作系統(tǒng)的命令行界面提供了強大的令行界面提供了強大的擴充與整合能力擴充與整合能力（字符）（字符）或或完整的虛擬環(huán)境完整的虛擬環(huán)境基于基于web界面的管界面的管理單個理單個ve的的vzpp面板（面板（b/s架構(gòu)）架構(gòu)）vzpp提供如下功能：提供如下功能：備份備份ve恢復(fù)恢復(fù)ve重新啟動重新啟動修改系統(tǒng)管理員密碼修改系統(tǒng)管理員密碼文件管理器文件管理器管理進程、服務(wù)管理進程、服務(wù)查看流量、日志查看流量、日志單單ve管理管理基于基于xml-rpc的的api接口接口由由vzagent提供提供（api接口）接口） .api# vzctl .cli系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理vzmc/vzcc/vzpp35目錄目錄虛擬化技術(shù)簡介浪潮虛擬化解決方案浪潮虛擬化測試報告交流答疑36浪潮測試方案浪潮測試方案nf280d(5320*1/8g/8408e sas raid 卡/sas