HCIA-cloud第二天笔记

前言

视频学习：计算虚拟化01～07 作业提交：完成考试酷“精英班第二天作业” 笔记提交：手写笔记且拍照提交

计算虚拟化

  • 描述什么是虚拟化
  • 区分虚拟化和云计算
  • 了解KVM技术
  • 了解华为虚拟化解决方案

1、云计算的发展

  • 云计算1.0： 计算虚拟化：

    • Hyper-v

    • XEN

    • KVM

    • VMware ESX 虚拟化：更好的资源利用率

  • 云计算2.0： 软件定义与整合：

    • OpenStack

    • VMware

    • AWS 基础设施云化：资源服务标准化、自动化

  • 云计算3.0： 云原生与重构业务：

    • Docker

    • CoreOS

    • Cloud Foundry 应用云化：敏捷应用开发与生命周期管理

2、什么是虚拟化

2-1虚拟化前：

  • IT资源独立
  • 操作系统与硬件紧耦合

2-2虚拟化后：

  • 资源抽象成共享资源池
  • 操作系统与硬件解耦，从资源池中分配资源

2-3虚拟化的好处

  • 提高硬件利用率
  • 降低能耗，绿色节能
  • 提高IT运维效率，系统管理人员减少
  • 操作系统和硬件的解耦

3、计算虚拟化中的重要概念

概念图

  • Guest OS：虚拟化操作系统
  • Guest Machine：虚拟出来的虚拟机
  • Hypervisor：虚拟化软件层/虚拟机监控机（Virtual Machine Monitor，VMM）
  • Host OS：运行在物理机之上的OS
  • Host Machine：物理机

3-1 虚拟机与VMM

  • 虚拟机（Virtual Machine）是由虚拟化层提供的高效、独立的虚拟计算机系统，其皆有自己的虚拟硬件（CPU，内存，I/O设备）。
  • 通过虚拟化层的模拟，虚拟机在上层软件看来，其就是一个真实的机器。这个虚拟化层一般称为虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM），也称Hypervisor。

3-2 虚拟化层的功能

  • 虚拟资源：VMM把底层物理硬件资源抽象转化形成虚拟资源提供给虚拟机使用，使得虚拟机认为完全占据了整个服务器的资源。
  • 虚拟环境的调度：可以控制多个虚拟机的并行访问。
  • 虚拟化环境的管理接口：虚拟化提供相关的管理接口，使得用户可以对虚拟机实现创建、删除、迁移等操作。

4、虚拟化的特点

  • 分区：在同一个服务器上同时运行多个虚拟机
  • 隔离：运行的虚拟机互不影响，相互隔离

  • 封装：VMware的虚拟机磁盘格式为VMDK，华为的虚拟机磁盘格式为VHD。

  • 相对与硬件独立：无需做任何修改可使得虚拟机在任意主机上运行

5、虚拟化的分类

  • Ⅰ型虚拟化：在一台物理服务器上安装特殊定制的Linux操作系统，从而直接实现虚拟化的功能，比如XEN和VMware VSphere
  • Ⅱ型虚拟化：先在一台服务器上安装上普通的操作系统，Hypervisor作为OS中的一个程序模块运行，从而实现虚拟化的功能。比如KVM、VMware workstation、Oracle Virtual Box

Ⅱ型虚拟化可支持虚拟机嵌套（指在虚拟化的虚拟机中再部署一个Hypervisor，从而实现虚拟机里面再创建虚拟机）。

6、虚拟化硬件

6-1、CPU虚拟化

虚拟化图 虚拟化图

6-2、内存虚拟化

内存虚拟化：为了解决虚拟机使用有限的内存的问题，通过内存映射来实现虚拟机复用内存资源。 内存虚拟化

6-3、I/O虚拟化

  • 模拟（完全虚拟）：完全使用软件来模拟真实硬件，模拟同上硬件，例如鼠标键盘，通过焦点获取，焦点被那个主机捕获就被那个主机使用，性能很差，

  • 半虚拟化：对硬件驱动由前端（IO frontend）直接转到后端（IO backend）调用，通常仅适用于硬盘和网卡，性能高。

  • IO-through：IO透传，直接分配给虚拟机物理设备，例如直接分配一个硬盘或网卡给虚拟机，需要硬件具备IO透传技术，再Xen下由Dom0分配，但是访问使用直接使用，不经过Dom0，需要硬件支持。 KVM I/O操作流程-默认?

I/O虚拟化

7、云计算和虚拟化

  • 云计算是一种模式
  • 虚拟化是一种技术
  • 虚拟化作为云计算中的一种核心技术，主要应用在IaaS层服务中
  • 云计算也可以不使用虚拟化技术

8、什么是FusionCompute

  • FusionCompute是一款虚拟化软件，可将底层物理硬件资源转化形成虚拟资源（计算、存储、网络），对这些资源进行统一的调度和管理。
  • FusionCompute架构：
    • VRM：虚拟资源管理，提供图形化管理界面，可支持虚拟机部署和物理机部署
    • CNA：计算节点代理，将底层资源实现虚拟化，从而实现虚拟机的创建，只能物理机部署
    • CNA可分为UVP和VNA：
      • UVP：同一虚拟化平台，华为对业界虚拟化层的一种叫法
      • VNA：虚拟节点代理，实现VRM与CNA之间的交互，接收VRM所下发的管理控制指令
    • 架构图：
    • FusionCompute架构图
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