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第一章虚拟化概论


ICA:远程终端服务协议
2.桌面虚拟化的使用场合 普通办公环境
将办公个人桌面通过虚拟化迁移到虚拟化数据 中心 使用者利用办公电脑通过企业局域网连接到虚 拟桌面,访问原办公环境
高等教育机构
目前高校的计算机实验室的个人电脑都安装还 原设备 通过桌面虚拟化技术能够为每一位需要上机学 习的学生分配单独的虚拟桌面 每次需要上机学习都能够登录隶属于自己的学 习环境
第一章 虚拟化概论 第二章 计算机系统虚拟化方法 第三章 操作系统适配
互联网资料
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可参考书籍
计算机虚拟化技术及应用,鲁松,机械工业出 版社 虚拟化技术指南,Nelson Ruest Danielle Ruest , 机械工业出版社
3.存储虚拟化的关键技术 异构存储介质的互联和统一管理 数据的共享、冲突与一致性及数据迁移 数据的透明存储和容错容灾策略 性能优化和负载均衡 安全能力,主要包含存储安全及数据访问 的安全 高可靠性和可扩展性
1.4.4桌面虚拟化
桌面虚拟化将用户的桌面环境与其使用的终 端设备松耦合。 桌面虚拟化实现了虚拟桌面的集中管理,不 仅能简化IT支持,还能服务来自各地、使用 各种设备的企业用户。
C)上世纪七、八十年代,虚拟化技术进入低 谷期。 随着大规模集成电路的出现和个人电脑的普 及,计算机硬件变得越来越便宜。 当初为共享昂贵硬件而设计的虚拟化技术已 无人问津了,而只是在高档服务器(如IBM 小型机)中继续存在。
D)在进入上世纪九十年代末期以后,虚拟化 技术迎来了复兴。 首先,由VMware基于二进制转换的全虚拟化, 到Xen的修改客户端操作系统的半虚拟化, 再到Intel和AMD的硬件虚拟化(Intel的VT-D技 术以及AMD的SVM技术)。 至此至今,虚拟化技术进入了一个全面发展 时期,包括有服务器虚拟化、存储虚拟化 和网络虚拟化等。
桌面虚拟化架构借用虚拟机技术,将用户 桌面的镜像文件收藏在数据中心。 每个桌面镜像就是一个带有应用程序的操 作系统,终端用户通过一个虚拟显示协议 来访问他们的桌面系统。 这样做的目标就是使用户的使用体验同他 们使用桌面上的PC一样。 当用户关闭系统的时候,通过第三方配臵 文件管理软件,可以做到用户个性化定制 以及用户的任何设臵都将被保留。
1.2.2虚拟化技术的发展热点和趋势 整体来看,目前通过服务器虚拟化实现资 源整合是虚拟化技术得到应用的主要驱动 力 对于服务器虚拟化技术本身而言,随着硬 件辅助虚拟化技术的日趋成熟,不同的服 务器虚拟化技术在性能方面的差异日益减 小
就当前来看,虚拟化的技术瓶颈主要集中 在虚拟化性能、环境部署、长距离迁移、 虚拟化环境安全等方面,以上任何一个方 面突破,都会给企业带来丰厚的利润
3.服务器虚拟化的关键特性 无论采用的虚拟化方式是寄宿的还是原生的, 服务器虚拟化都具有以下特征: 多实例
一个物理服务器上可以运行多个虚拟服务器
隔离性
在多实例的应用中,一个虚拟机与其他虚拟机 是完全隔离,不会互相干扰
封装性
一个完整的虚拟机环境对外表现就是一台完整 的计算机
高性能
虚拟机监视器的开销要被控制在可承受的范围 之内
1.概念 应用虚拟化用于提供,对集中化应用资源的 多用户远程访问,从而将应用作为一种服 务交付给用户。 基本原理:
分离应用程序的计算逻辑和显示逻辑 不用在用户端安装软件
为了说明应用程序虚拟化与操作系统的关系, 可以从以下三方面看待此技术 应用虚拟化是将应用程序配臵与操作系统 隔离开来 应用程序虚拟化安装在一个虚拟环境里面, 并且与操作系统隔离 应用虚拟化会建立与应用程序相关的所有 相关共享资源
2.典型实现 名词解释: 虚拟机监视器(VMM)
负责对虚拟机提供硬件资源抽象,为客户操作 系统提供运行环境
虚拟化平台(Hypervisor)
负责虚拟机的托管和管理
服务器虚拟化的实现方式
寄宿虚拟化,其VMM运行在宿主操作系统 之上的应用程序; 原生虚拟化,直接运行在硬件之上的虚拟 化平台,由平台提供指令集和设备接口, 以提供虚拟机的支持。
VLAN和VPN都是让一群身处不同地点的主 机,集合在一个广播域中,可以将隶属于 不同交换机下的主机组合成一个网段。 网络虚拟化的最终目的是将逻辑IP地址与物 理IP地址“松耦合”
请分小组讨论: 举例说明现实生活中,哪些实物与实物之 间属于“松耦合”关系
1.4.3存储虚拟化 1.存储虚拟化的概念 存储虚拟化(Storage Virtualization)最通俗的理 解就是对存储硬件资源进行抽象化的表现。 存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简 化本来可能会相对复杂的底层基础架构的 技术。
2.应用虚拟化的优势 把应用程序从操作系统中解放出来,使应用 程序不受用户端计算环境变换等带来的影 响,给应用程序带来了极大的机动性、灵 活性、IT效率以及安全性和控制力。 从用户的角度而言,用户无需在自己的计算 机上安装完整的应用程序,也不受自身有 限的计算条件的限制即可获得极高的使用 体验。
1.概念 桌面虚拟化架构是一种基于服务器的计算模 型. 借用了传统的瘦客户端的模型,让管理员与 用户能够同时获得两种方式的优点: 将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并 统一管理. 用户能够获得完整PC的使用体验.
服务器上存放的是每个用户的完整桌面环 境。 用户可以使用具有足够处理和显示功能的 不同终端设备通过网络访问该桌面环境。 XenDesktop桌面虚拟化
基于网络的存储系统简介 a.以服务器为中心的DAS DAS——直接附加存储(SAS,服务器附加存 储) 存储设备通过电缆直接接到服务器上,输 入/输出请求直接发送到存储设备 依赖于服务器,本身就是硬件的叠加,不 带任何存储操作系统
b.以数据为中心的NAS NAS——网络附加存储 在此结构中,存储系统 不再通过I/O总线附属某 个特定的服务器或客户 机 而是直接通过网络接口 与网络直接相连,由用 户通过网络访问
虚拟化是一个广义的术语,是指计算元件在 虚拟的基础上而不是真实的基础上运行, 是一个为了简化管理,优化资源的解决方 案。 把这种有限的固定的资源根据不同需求进行 重新规划以达到最大利用率的思路,在IT领 域就叫做虚拟化技术。
虚拟化是资源的逻辑表示,它不受物理限制 的约束。 虚拟化的主要目的是对 IT 基础设施、系统和 软件等进行简化。
4.桌面虚拟化使用的条件 健全的网络环境 高可靠性的虚拟化环境 改变原来的运维流程 充足的网络带宽
1.4.5应用虚拟化 将应用程序与其操作系统和硬件之间“松耦 合”。 应用程序运行在本地应用虚拟化环境中时, 这个环境为应用程序屏蔽了底层可能与其 他应用产生冲突的内容。 应用虚拟化是SaaS的基础。
Safety:物理硬件由虚拟机管理器全权管理, 被虚拟出来的执行环境的程序(包括操作 系统)不能直接访问物理硬件。
虚拟化技术的分类可以有很多种分类方式。 按照资源的类型分类,可分为: 基础设施虚拟化
网络虚拟化(VLAN、VPN) 存储虚拟化(基于存储设备的存储虚拟化、基 于网络的存储虚拟化)
系统虚拟化
随着虚拟化技术的不断完善和普及,人们更 愿意接受在构建数据中心基础架构平台时, 应用虚拟化技术来提供标准化的IT基础架构 平台,用以支撑业务应用系统。 并且该技术能够推动IT基础设施建设以及运维 管理,实现下列三个统一 统一架构 统一标准 统一手段
Fidelity:应用系统程序在虚拟机上执行, 除了时间因素外,将表现为与在物理硬件 上相同的执行行为。 Performance:在虚拟环境中应用程序绝大 多数指令在虚拟机管理器不受干预的情况 下,直接在物理硬件上执行。
B)上世纪六、七十年代,虚拟化进入了萌芽 发展状态。 IBM发明操作系统虚拟机技术,允许用户在一 台主机上运行多个操作系统,让用户尽可 能的充分利用和共享昂贵的大型机资源。 同时,加州大学圣地亚哥分校的仿真处理器 P-code机,使P-code程序具有高度可移植性, 能够运行在任何具有P-code功能的虚拟机上。
1.4.2网络虚拟化 网络虚拟化包括: 虚拟局域网(VLAN) 虚拟专用网(VPN) 1.VLAN概述 VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一 个个网段,从而实现虚拟工作组的数据交 换技术。
2.VPN概述 VPN被定义为通过一个公用网络(通常是因特 网)建立一个临时的、安全的连接,是一条 穿过混乱的公用网络的安全、稳定隧道。 使用这条隧道可以对数据进行几倍加密,以 达到安全使用互联网的目的。
c.以网络为中心的SAN SAN——存储区域网 千兆位速率的网络 依托光纤通道,为服务器和存储设备之间 的连接,提供更高的吞吐能力 支持更远的距离和更可靠的连通
磁带库的用途: 在网络系统中,磁带库通过SAN系统形成 网络存储系统 为企业存储提供有力保障,可轻松完成 远程数据访问、数据存储备份,或通过 磁带镜像技术实现多磁带库备份 数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存 储设备。
存储虚拟化的思想是将资源的逻辑映像与物 理存储分开,从而为系统和管理员提供一 幅简化、无缝的资源虚拟视图。 存储虚拟化实现的是存储空间与存储硬件之 间的“松耦合”
非虚拟化存储结构与虚拟化存储结构的比较
2.存储虚拟化发展 RAID(磁盘阵列)是存储虚拟化的雏形。
这种虚拟化形式是基于存储设备的存储虚拟化 通过将多块物理磁盘以阵列的方式组合起来, 为上层提供一个统一的存储空间。
课程简介
计算机虚拟化技术是一个对整个信息产业有突 破性的信息技术,也是云计算的核心技术。本 课程介绍了虚拟化技术的基本概念、关键技术、 虚拟计算系统的安全可信以及虚拟化技术的发 展前景及应用。
预备知识
信息技术导论 操作系统 计算机网络
课时:45 分为两部分:
理论部分:30 实践部分:15
培养目标 通过本课程的学习,深入理解虚拟化的概念、 分类,迁入虚拟环境,了解虚拟化未来的 发展方向及应用,掌握典型虚拟机如KVM 的使用方法,为云计算后期的专业课程做 铺垫。
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