KVM虚拟化基础

一、虚拟化基础

1.传统物理机部署方案

IDC机房优点：

IDC机房是分布式的，是全国连锁的。我们将物理服务器部署到IDC机房，由IDC机房帮我们上架服务，管理其内部的网络以及路由转发、服务器资源的分发；而且IDC机房带宽接入量到服务器中心是很高的，转发规则也很合理。IDC机房管理员会联动全世界以及全国各个节点的机房对应的数据访问资源，这样全国各地以及全世界各地就可以进行访问

但IDC机房对温度和湿度有极其高的要求。

①：IDC选择

如:联通,电信,世纪互联,鹏博士等

网络和存储规划

服务器选型及采购

服务器系统选择、系统安装、上架、配置网络

应用规划及部署

域名选择及注册,DNS配置名称解析

测试外网访问

②：传统数据中心面临的问题：

服务器和网络设备资源利用率过低，并且无法共享,导致资源浪费

据统计大部分数据中心中的服务器和网络设备的利用率仅在24%～30%之间，有的CPU利用率、硬盘利用率都在10%以下

资源分配后进行调整困难

资源分配不合理也是传统网络架构存在的问题，因为资源不能动态调配，分配出去的资源是固定的，不能随意添加或删除。

难以实现自动化

初始化成本高,服务器迁移和升级很繁琐，无法实现自动化

成本高昂      集群环境需要大量的服务器主机,硬件投入和后期维护管理成本巨大

2.虚拟化技术介绍

①：定义

虚拟化（Virtualization）是一种资源分配和管理技术，是将计算机的各种实体资源,比如CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等，进行抽象转换后虚拟的设备,可以实现灵活地分割、组合为一个或多个计算机配置环境，并还支持重新分割、重新组合，以达到最大化合理利用物理资源的目的。

②：虚拟化优势

虚拟化可以提高 IT 敏捷性、灵活性和可扩展性，同时大幅节约成本。更高的工作负载移动性、更高的性能和资源可用性、自动化运维 - 这些都是虚拟化的优势，虚拟化技术可以使 IT 部门更轻松地进行管理以及降低拥有成本和运维成本。其优势包括：

1.资源超分,如实际的物理内存只有128G,可以给虚拟机分配200G内存

2.降低资金成本和运维成本

3.最大限度减少或消除停机

4.提高 IT 部门的工作效率和响应能力

5.加快应用和资源的调配速度，如：容器

6.提高业务连续性和灾难恢复能力

7.简化数据中心管理 如：机房断电，自己处理

8.减少资源,比如IP和端口的冲突

操作系统功能：内存管理、进程管理、 文件系统管理、I/O管理（驱动管理）、网络管理、安全机制，目的是为了隔离应用到底层的一个媒介一种通用软件

hypervisor：虚拟资源管理程序，将底层硬件资源进行拆分，抽象成不同逻辑层面的资源；目的为了实现硬件的虚拟化技术

软件hypervisor：是需要先安装软件，在软件基础之上去做虚拟化。

实例不同场景名称：

在open stack管理的KVM云平台，云平台对应的资源池，每一个特定的资源被称为实例；如果资源池不是KVM,是容器，是K8s管理的云平台，那么此时资源被称为pod。

vcenter是管理esxi的一种平台，MSTSC远程连接

Vcenter、exsi、vsphere的对比：

什么是VMware ESXi？
VMware ESXi（以前叫ESX）是一种企业级1型虚拟机监控程序，用于部署和管理虚拟机。它是一种直接安装在裸机上的特殊软件，提供插入裸机和操作系统之间的虚拟层。
如果没有ESXi，您就无法虚拟化任何东西，但如果没有vCenter Server，您仍然可以获得VMware ESXi免费版，它允许基本创建和运行虚拟机。因此，VMware ESXi是vSphere套件中很重要的部分。

什么是VMware vSphere？

事实上，我们所说的vSphere并不是一个特定的软件。VMware vSphere是VMware的服务器虚拟化软件套件，它包括了许多软件组件，它们中的每一个都在vSphere环境中执行不同的功能。
VMware vSphere的两个核心组件就是VMware ESXi和VMware vCenter Server，现在大家搞清楚VMware vCenter和vSphere关系了吗？其实我们可以把vSphere看做一个大合集，vCenter和ESXi都在其中负责不同的事务。

什么是VMware vCenter Server？

VMware vCenter Server是一种高级服务器管理软件，它为控制VMware vSphere环境提供了一个集中的平台，使您能够在混合云上自动化并提供虚拟基础架构。

vCenter可以管理各个对应的客户端vSphere ,但是其对应的服务端是在每个esxi基础上创建许多vm(虚拟机、资源、实例)，整体三个的esxi，被称为资源池。让服务器平滑上线称为服务器入池，服务器下线称为服务器出池。实例之间可以灵活调配（创建、消亡、销毁，转移到其他物理节点）

云平台三种解决方案: 

Iaas 基础设施级服务 将所有的物理节点抽象成一个巨大的资源池 资源的扩展和伸缩： 服务的上线叫入池 服务的下线叫出池 什么都要自己做 
paas 平台级服务 把平台准备好了 软件什么的都准备好了 但是做一些基本的应用 开发 需要自己来开发 
  半paas 我服务器绝大部分资源都是放在pass中的 唯独数据库我要独立 我自己来干 数据私密
  全paas 都放在paas上
saas 软件级服务 做到了云原生 机器创建好了就什么软件都拥有了 不需要自己开发 需要服务直接定制 傻瓜化 价格昂贵  

对资源池做综合性管理和编排：

OpenStack：本质上管理的就是KVM,资源池中的资源称为实例；对云平台的资源进行管理，其实本质就是对实例进行编排。

Vcenter：管理的是ESXI,ESXI就可以抽象出各个实例