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    云计算底层技术之虚拟(nǐ)化技术

    2020/06/30292

    首先我们先了解一下什么是虚(xū)拟化,虚拟化是云计算的基础。简单来说,虚拟化就(jiù)是在(zài)一台(tái)物理服务器上,运行多台“虚拟服(fú)务器(qì)”。这种虚拟服务器,也叫虚拟(nǐ)机(VM,Virtual Machine)。

    从表面来看,这些虚拟机都是独立的服务器,但实际上(shàng),它们共享物(wù)理服务器的CPU、内存、硬件(jiàn)、网(wǎng)卡等资(zī)源。物理机,通常称为“宿(xiǔ)主机(Host)”。虚拟机,则称为“客户机(Guest)”。

    虚拟(nǐ)化使用软(ruǎn)件来(lái)模(mó)拟硬件(jiàn)并创(chuàng)建虚拟计算(suàn)机系统(tǒng)。这样(yàng)一来,企(qǐ)业便可以在单台服(fú)务器上(shàng)运行多个虚拟系统,也就是(shì)运(yùn)行多个操作系(xì)统和应用,而这可以实现规模经济以及提高效益。

    在云(yún)计算上虚拟化(huà)技(jì)术能为我们解决很(hěn)多以前解决不了的技术:

    服务器整合技术:这个(gè)技术在没有虚拟化技术之前是很难完成的。因(yīn)为(wéi)什么东西(xī)都是实际存在的(de),想(xiǎng)把两个工(gōng)作相对较少(shǎo)的服(fú)务器整合到一起是很困难的。然而当(dāng)有了虚拟化技术(shù)以后使这种服务器整合技术(shù)变得非常容易。

    灵活的资源调派:通过(guò)虚拟化技术,我(wǒ)们可(kě)以动态调配资源(yuán)给VM,并(bìng)让它(tā)在(zài)不(bú)同的实体主机之间做到不停机地移转(VMotion),避(bì)免硬件因为计划性的停机维(wéi)护(hù)而不能提供(gòng)服务(wù)。当虚(xū)拟机无法(fǎ)在实(shí)体机中取得足够硬件资源的(de)时(shí)候,我们还(hái)可以让它自动去(qù)找寻闲置有足够资源的实体机,并在线(xiàn)转移(yí)过去,进行服务器的资(zī)源负载平衡(héng)(DRS 功能)。经过虚拟化之后,原本(běn)困(kùn)难费心的事情变得很轻松容易实现。

    快速(sù)大量部(bù)署、降低维护工作:要快(kuài)速产生一台或(huò)多台合乎标准的虚拟机是非常容(róng)易的,这省(shěng)下(xià)了(le)采(cǎi)购硬件的(de)流(liú)程、安装软件时间、后续硬件维护等多道(dào)麻烦手续,非常快速与方便地用于(yú)开发(fā)、测试、维运等环(huán)境上面。

    增(zēng)加可用(yòng)性与(yǔ)备(bèi)份:使用虚拟(nǐ)快照技术是将(jiāng)虚拟机此时的状态像照片一样保存下来,当然(rán)我说的(de)很容易(yì),其(qí)实现原理需(xū)要(yào)非常(cháng)复杂,包括cpu运行状(zhuàng)态,内存中(zhōng)的数据等等(děng)。这样保存(cún)下这(zhè)些虚拟(nǐ)技(jì)术当发生灾难或者某(mǒu)些失误导致(zhì)虚拟(nǐ)机出问题(tí)时,可以很快恢复。

    虚拟(nǐ)化技术(shù)最(zuì)早是(shì)IBM公(gōng)司在上世纪(jì)60年代(dài)末(mò)所提出的,当时 IBM 公司为实现(xiàn)多(duō)用户对大型计算机(jī)同时(shí)交互访问而开发的一套(tào)被称之(zhī)为虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor 简称为 VMM)的软件(jiàn)。在现在(zài)的虚拟化技术中,VMM 是运行(háng)在硬件服务器和操作系统中间(jiān)层的软件(jiàn),它方便(biàn)同时有多个相同或(huò)不(bú)同的操作系统和应用共(gòng)享(xiǎng)底层硬件基础设施。在云计算中常提(tí)及的Hypervisor与 VMM 具(jù)有相同含(hán)义,其实质是一种(zhǒng)资源配置的管理技术。

    Hypervisor,汉译过来是“超级监督者”,也(yě)叫做(zuò)VMM(Virtual Machine Monitor,虚拟机监视器)。它不(bú)是一款具体的(de)软件(jiàn),而是一类(lèi)软件的统称(chēng)。

    Hypervisor分(fèn)为两大类:

    第一(yī)类,hypervisor直接运行在物理机之上。虚拟机运行在hypervisor之上。第二类(lèi),物(wù)理机上安装正常的(de)操作系统(例如Linux或Windows),然后在正(zhèng)常操作系统上安装hypervisor,生成和管理(lǐ)虚(xū)拟机。

    像(xiàng)VMware、KVM、Xen、Virtual Box,都属于Hypervisor。

    VMware大家应该很熟悉,就是VMware Workstation。学(xué)习Linux的话,很多人都是在windows系统下安装WMware,然后创建Linux虚拟机。



    但是,真(zhēn)正厉(lì)害的,是 KVM(kernel-based virtual machine,基于Linux内核的虚拟机)。它是(shì)目前最热门(mén)最受追捧的虚拟化方案,在云(yún)计(jì)算领域目前用(yòng)的虚拟(nǐ)机技术最多的也是(shì)KVM。

    关键词:




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