云計算主流技術之虛擬化

相信從事IT行業的人員對這個詞肯定非常熟悉，其實虛擬化的含義還是比較廣泛的，將任何一種形式的資源抽象成另一種形式的技術都是虛擬化。虛擬化是資源的邏輯表示，其不受物理限制的約束。

IT資源獨立，操作系統必須與硬件緊耦合>>>>虛擬化>>>>資源抽像成共享資源池,上層操作系統與硬件解耦，操作系統從資源池中分配資源

虛擬化是云計算的基礎。簡單的說，虛擬化使得在一臺物理的服務器上可以跑多臺虛擬機，虛擬機共享物理機的CPU、內存、IO 硬件資源，但邏輯上虛擬機之間是相互隔離的。

在計算機方面，虛擬化一般指通過對計算機物理資源的抽象，提供一個或多個操作環境，實現資源的模擬、隔離或共享等。

本質上，虛擬化就是由位于下層的軟件模塊，通過向上一層軟件模塊提供一個與它原先所期待的運行環境完全一致的接口的方法，抽象出一個虛擬的軟件或硬件接口，使得上層軟件可以直接運行在虛擬環境上。通過空間上的分割、時間上的分時以及模擬，虛擬化可將一份資源抽象成多份，亦可將多份資源抽象成一份。

常見的虛擬化有：

內存虛擬化 Page File

磁盤虛擬化 RAID，Volume

網絡虛擬化 VLAN

虛擬化創建了一層隔離層，把硬件和上層應用分離開來，允許在一個硬件資源上運行多個邏輯應用。

FusionSphere實現的是x86服務器的虛擬化，更確切地說，包含以下三個方面：

計算能力：CPU/Memory的虛擬化

存儲：VIMS文件系統

網絡：分布式虛擬交換機

再來說說虛擬化中的幾個重要概念，

Guest OS：運行在虛擬機之上的OS

Guest Machine：虛擬出來的虛擬機

Hypervisor：虛擬化軟件層/虛擬機監控機（Virtual Machine Monitor，VMM）

Host OS：運行在物理機之上的OS

Host Machine：物理機

幾個和虛擬化相關的常見概念：

虛擬機：虛擬機VM（Virtual Machine）是指使用虛擬化技術，通過軟件模擬完整的計算機硬件系統功能，構造出的完整虛擬計算機系統。該虛擬機可以獨立運行在一個完全隔離的環境中，像使用本地計算機一樣安全可靠。

Hypervisor：即虛擬機監視器VMM（Virtual Machine Monitor），是一種運行在基礎物理服務器和操作系統之間的中間軟件層，可允許多個操作系統和應用共享硬件。Hypervisor是一種在虛擬環境中的“元”操作系統。它可以訪問服務器上包括磁盤和內存在內的所有物理設備。Hypervisor是所有虛擬化技術的核心。Hypervisor不但協調著這些硬件資源的訪問，也同時在各個虛擬機之間施加防護。當服務器啟動并執行Hypervisor時，它會加載所有虛擬機客戶端的操作系統，同時會分配給每一臺虛擬機適量的內存、CPU、網絡和磁盤。

Xen Hypervisor：是一個開源的采用半虛擬化技術的VMM，負責在各虛擬機之間進行CPU調度和內存分配。Xen Hypervisor抽象出硬件層，并控制虛擬機的執行，但不會處理網絡、存儲設備、視頻以及其他I/O（輸入/輸出）。由于Xen Hypervisor可以在單個計算機上運行多個修改過的操作系統，且最上層的用戶應用無需做特殊修改，因此Xen Hypervisor無需特殊硬件支持，就能達到高性能的虛擬化。

宿主操作系統：宿主操作系統（Host OS）指被虛擬的物理機的操作系統。

客戶操作系統：客戶操作系統（Guest OS）指運行在虛擬機上的操作系統。

Domain 0：指運行Host OS的虛擬機。Domain 0是其他虛擬主機的管理者和控制者，可以構建其他更多的Domain，并管理虛擬設備。它還能執行管理任務，比如虛擬機的休眠、喚醒和遷移其他虛擬機。

Domain U：指除Domain 0之外的虛擬機。

虛擬化都有些什么特點呢

分區：分區意味著虛擬化層為多個虛擬機劃分服務器資源的能力；每個虛擬機可以同時運行一個單獨的操作系統（相同或不同的操作系統），使您能夠在一臺服務器上運行多個應用程序；每個操作系統只能看到虛擬化層為其提供的“虛擬硬件”（虛擬網卡、CPU、內存等），以使它認為運行在自己的專用服務器上。

隔離：虛擬機是互相隔離的：

一個虛擬機的崩潰或故障（例如，操作系統故障、應用程序崩潰、驅動程序故障，等等）不會影響同一服務器上的其它虛擬機。

一個虛擬機中的病毒、蠕蟲等與其它虛擬機相隔離，就像每個虛擬機都位于單獨的物理機器上一樣。

可以進行資源控制以提供性能隔離：您可以為每個虛擬機指定最小和最大資源使用量，以確保某個虛擬機不會占用所有的資源而使得同一系統中的其它虛擬機無資源可用。

可以在單一機器上同時運行多個負載/應用程序/操作系統，而不會出現我們剛才討論傳統 x86 服務器體系結構的局限性時所提到的那些問題（應用程序沖突、DLL 沖突等）。

封裝：封裝意味著將整個虛擬機（硬件配置、BIOS 配置、內存狀態、磁盤狀態、CPU 狀態）儲存在獨立于物理硬件的一小組文件中。這樣，您只需復制幾個文件就可以隨時隨地根據需要復制、保存和移動虛擬機。

相對于硬件獨立：因為虛擬機運行于虛擬化層之上，所以只能看到虛擬化層提供的虛擬硬件；此虛擬硬件也同樣不必考慮物理服務器的情況；這樣，虛擬機就可以在任何 x86 服務器（IBM、Dell、HP等）上運行而無需進行任何修改。這打破了操作系統和硬件以及應用程序和操作系統/硬件之間的約束。

我們可以看到，這些功能對于在虛擬機中建立系統來說具有重大的意義。

（未完待續。。。。。。）

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