云计算与虚拟化

一、虚拟化

虚拟化是一种软件层面的资源分配技术，一般是指将一台物理机（宿主机）虚拟化为多个逻辑服务器（虚拟机）的技术，多个虚拟机之间共享物理机的CPU、内存、存储、网络等资源，可以运行不同的操作系统等软件程序，并且应用程序可以在相互独立的空间内运行而互不影响。虚拟化解决了单台物理机“资源过剩”的问题，管理员可以自由分配每个虚拟机的资源配置，提高了资源的使用效率。（可以将一台虚拟机看作是运行在物理机上的一个进程）

虚拟机的规格配置一般包括虚拟CPU（vCPU）核数、内存、存储等，一台物理机上的所有虚拟机的内存、硬盘存储之和不超过物理机的配置，vCPU则可以一定程度上“超售”。

大致的情况如下：
1、当虚拟机所需的vCPU总核数少于物理机CPU的总核数（包括超线程Core）时，虚拟化管理系统为vCPU分配的资源不超过一个物理CPU核，一般情况下一个vCPU分配一个CPU核。 vCPU与物理核的分配关系可以是静态绑定的，也可能是动态的。比如服务器有20个核心，你创建了2个VM，每个VM 4个vCPU，那么这两个VM最多能够使用服务器的8个核心。

2、当系统上所有的虚拟机所需要的vCPU核数大于物理CPU核数时，虚拟化管理系统首先按照时间片轮流调度一遍，然后如果还有剩余的CPU资源，则给所需要的vCPU分配资源。 比如系统上配置了40个vCPU，物理机只有20个CPU核。那么平均每个vCPU获取一个核心50%的资源，由于一些虚拟机忙，一些虚拟机空闲，虚拟化系统会在一个调度周期内，划分出若干时间片，轮流给每个vCPU使用。忙的vCPU可以使用完整个时间片，而闲的vCPU用不完整个时间片，会提前释放资源。这样在一个调度周期内，对每个vCPU都调度一遍后还有空闲的时间，调度器会把用这剩余的资源去调度忙的vCPU。 这样兼顾公平和效率。

这种调度算法大致是如下效果：物理机有1个2.0 GHz的CPU，核数为1，配置了2个虚拟机，各自分配1个vCPU。 如果VM1 和 VM2 都忙，那么它们平均使用物理机的CPU资源，相当于各自拥有一个1.0 GHz的CPU。 如果VM1很忙，而VM2