day01 - 虚拟化简介

本章内容：

• 随着CPU、内存等技术的发展，如今X86服务器的单台性能已经超过了许多应用的需求。资源的复用能够大大节约企业投资，而其中虚拟化就是一种非常成熟的技术。

• 本章节介绍华为的虚拟化技术的发展与特性。

 

什么是虚拟化

 

虚拟化是将计算机物理资源如服务器、网络、存储予以抽象，把这些物理资源通过虚拟化层抽象成另一种形式资源（资源池），从而提供给上层应用或用户使用。而真正的物理资源对于上层应用或用户来讲是透明的，用户使用的时候根本不知道真实物理资源具体在哪个位置。它既可以是单个资源划分成多个虚拟资源，也可以是多个资源整合成一个虚拟资源。本质：物理硬件与操作系统分开，提供更高的资源利用率和灵活性。     

 

• 1964 年的 IBM System/360 Model 40VM被认为是世界上第一个支持虚拟化的系统。它采用专门的硬件和软件，能够在一台物理机器上虚拟多个当时流行的 IBM 7044 大型机。它使用的虚拟化方法是非常原始的：像分时系统一样，在每个时间片，一个 IBM 7044 大型机独占所有硬件资源来运行。它的设计目的，是通过搭建时分共享系统，以实现多个用户对昂贵计算机资源的共享。
  

 

• 虚拟化技术真正成熟是在15年后的IBM VM/370系统中，以VM/370为代表的虚拟机和系统虚拟化技术完整的实现了虚拟机的思想。表现在于，用户能够在该机器上运行当时流行的任何一种操作系统。

• 20世纪90年代后期开始，由于硬件水平的提高，RISC服务器与小型机成为了虚拟化技术第二波受益者。

• 1997年，斯坦福大学开发的Disco系统，探索了在共享内存的大规模多处理系统上运行普通的桌面操作系统。

• 1998年，基于Disco系统的研究经验，著名的Vmware公司诞生。通过运行在Windows NT上的Vmware来启动Windows 95的做法让人们惊叹不已。

• 1999年，IBM公司利用逻辑分区（LPAR）技术，令单台服务器工作起来如同在12个独立服务器上运行。

• 2000年，X86平台虚拟技术开始出现。

• 2001年，X86平台虚拟化技术在服务器上得到应用。

• 2002年，IBM还更进一步，利用动态逻辑分区（DLPAR）技术，允许在无需重启系统的情况下，将包括CPU、内存和其它组件在内的系统资源分配给独立的分区。

• 2006年，当CPU进入到多核时代之后，个人计算机的运算处理能力越来越强，虚拟化技术应用达到了爆发式增长，使得Vmware、Citrix等虚拟化系统能够流畅的运行在个人计算机和X86服务器之上。当前的话，虚拟化和云计算已经紧密的联系在一起 来，云计算的基础设施层都在搭建在虚拟化之上了。

• 由于大型机和小型机的价格比较昂贵，X86服务器逐步走向了人的视野。

 

CPU虚拟化的需求：

 

• CPU速度越来越快，超出软件对硬件性能的要求；

• INTEL和AMD在CPU里加入虚拟指令；

• 企业成本压力；

• 环保压力；

• 不断增长的业务压力；

• 提高硬件利用率；

• 降低能耗，绿色节能；

• 提高IT运维效率，系统管理人员减少；

• 操作系统和硬件的解耦；

• 虚拟化技术推动

虚拟化技术带来的好处

 

 

 

 

 

 

 

 

• 分区：分区意味着虚拟化层为多个虚拟机划分服务器资源的能力；每个虚拟机可以同时运行一个单独的操作系统（相同或不同的操作系统），使您能够在一台服务器上运行多个应用程序；每个操作系统只能看到虚拟化层为其提供的“虚拟硬件”（虚拟网卡、CPU、内存等），以使它认为运行在自己的专用服务器上。

• 隔离：虚拟机是互相隔离的：

• 一个虚拟机的崩溃或故障（例如，操作系统故障、应用程序崩溃、驱动程序故障，等等）不会影响同一服务器上的其它虚拟机。

• 一个虚拟机中的病毒、蠕虫等与其它虚拟机相隔离，就像每个虚拟机都位于单独的物理机器上一样。

• 可以进行资源控制以提供性能隔离：您可以为每个虚拟机指定最小和最大资源使用量，以确保某个虚拟机不会占用所有的资源而使得同一系统中的其它虚拟机无资源可用。

• 可以在单一机器上同时运行多个负载/应用程序/操作系统，而不会出现我们刚才讨论传统 x86 服务器体系结构的局限性时所提到的那些问题（应用程序冲突、DLL 冲突等）。

• 封装：封装意味着将整个虚拟机（硬件配置、BIOS 配置、内存状态、磁盘状态、CPU 状态）储存在独立于物理硬件的一小组文件中。这样，您只需复制几个文件就可以随时随地根据需要复制、保存和移动虚拟机。

 

 

 

 

虚拟化中几个重要概念(1/2)

 

• 宿主机（Host Machine）

• Host指客户资源。

• 客户机（Guest Machine）

• Guest指虚拟出来的资源。

• Guest OS和Host OS

• 如果将一个物理机虚拟成多个虚拟机，则称物理机为Host Machine，运行在其上的OS为Host OS；称多个虚拟机为Guest Machine，运行在其上的OS为Guest OS。

• VMM

• 通过虚拟化层的模拟，虚拟机在上层软件看来就是一个真实的机器，这个虚拟化层一般称为虚拟机监控机（Virtual Machine Monitor，VMM）也称Hypervisor。