6 1虚拟化技术概述 1.1什么是虚拟化技术 ¤硬件抽象层上的虚拟化 通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机,为客户机操作系统呈现和物理硬件相同或相近 的硬件抽象层。 口操作系统层上的虚拟化 操作系统的内核可以提供多个互相隔离的用户态实例。 口库函数层上的虚拟化 ■通过虚拟化操作系统的应用级库函数的接口服务, 使得应用程序不需要修改,就可以在不同的操作 系统中无缝运行,从而提高系统间的互操作性。 HLL Language 编程语言层上的虚拟化 Environment DLL ABI ■编程语言层上的虚拟机称为语言级虚拟机,如丿M。 DLL OS AI 运行进程级作业,不针对硬件上存在的体系结构,而是 一个虚拟体系结构。 ISA Hardware 河南中医药大学/阮晓龙/13938213680/htp/ cloud xg. hactcm.edu.cn/htp//ww.51 ucweb.cn
河南中医药大学 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://cloud.xg.hactcm.edu.cn / http://www.51xueweb.cn 1.虚拟化技术概述 p 硬件抽象层上的虚拟化 n 通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机，为客户机操作系统呈现和物理硬件相同或相近 的硬件抽象层。 p 操作系统层上的虚拟化 n 操作系统的内核可以提供多个互相隔离的用户态实例。 p 库函数层上的虚拟化 n 通过虚拟化操作系统的应用级库函数的接口服务， 使得应用程序不需要修改，就可以在不同的操作 系统中无缝运行，从而提高系统间的互操作性。 p 编程语言层上的虚拟化 n 编程语言层上的虚拟机称为语言级虚拟机，如JVM。 运行进程级作业，不针对硬件上存在的体系结构，而是 一个虚拟体系结构。 6 1.1什么是虚拟化技术
1虚拟化技术概述 1.1什么是虚拟化技术 ¤虚拟化使用软件的方法重新定义划分资源,可以实现资源的动态 分配、灵活调度、跨域共享,提高资源利用率,使「资源能够真正 成为社会基础设施,服务于各行各业中灵活多变的应用需求。 ¤虛拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件 产能过低的重组重用,透明化底层物理硬件,从而最大化的利用物理 硬件,简单来说就是将底层资源进行分区,并向上层提供特定的和多 样化的执行环境。 虚拟机 虚拟机 应用程序 应用程序 AP抽象是 操作系统 操作系统 软件抽象后 软件抽象是 虚拟化层 硬件抽象后 硬件 河南中医药大学/阮晓龙/13938213680/htp/ ). cn
河南中医药大学 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://cloud.xg.hactcm.edu.cn / http://www.51xueweb.cn 1.虚拟化技术概述 7 1.1什么是虚拟化技术 p 虚拟化使用软件的方法重新定义划分IT资源，可以实现IT资源的动态 分配、灵活调度、跨域共享，提高IT资源利用率，使IT资源能够真正 成为社会基础设施，服务于各行各业中灵活多变的应用需求。 p 虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件 产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理 硬件，简单来说就是将底层资源进行分区，并向上层提供特定的和多 样化的执行环境
1虚拟化技术概述 1.1什么是虚拟化技术 □数据中心是云计算技术的核心,随着数据中心规模不断增大、成本逐 渐上升、管理日趋复杂。 ¤数据中心为运营商带来巨大利益的同时,也带来了管理和运营等方面 的重大挑战。 ■传统数据中心网络不能满足虚拟数据中心网络高速、扁平、虚拟化的要求。 传统数据中心采用的多种技术,以及业务之间的孤立性,使得数据中心网络结构复 杂,存在相对独立的三张网,包括数据网、存储网和高性能计算网,以及多个对外 /○接口。这些对外/○接口中,数据中心的前端访问接口通常采用以太网进行互连, 构成高速的数据网络。数据中心后端的存储则多采用NAS、FC-SAN等接口。服务 器的并行计算和高性能计算则需要低延迟接口和架构,如 infiniband接口。 以上这些因素,导致服务器之间存在操作系统和上层软件异构、接口与数据格式的 不统一等问题。 河南中医药大学/阮晓龙/13938213680/htp/ cloud xg. hactcm.edu.cn/htp//ww.51 ucweb.cn
河南中医药大学 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://cloud.xg.hactcm.edu.cn / http://www.51xueweb.cn 1.虚拟化技术概述 8 1.1什么是虚拟化技术 p 数据中心是云计算技术的核心，随着数据中心规模不断增大、成本逐 渐上升、管理日趋复杂。 p 数据中心为运营商带来巨大利益的同时，也带来了管理和运营等方面 的重大挑战。 n 传统数据中心网络不能满足虚拟数据中心网络高速、扁平、虚拟化的要求。 n 传统数据中心采用的多种技术，以及业务之间的孤立性，使得数据中心网络结构复 杂，存在相对独立的三张网，包括数据网、存储网和高性能计算网，以及多个对外 I/O接口。这些对外I/O接口中，数据中心的前端访问接口通常采用以太网进行互连， 构成高速的数据网络。数据中心后端的存储则多采用NAS、FC-SAN等接口。服务 器的并行计算和高性能计算则需要低延迟接口和架构，如infiniband接口。 n 以上这些因素，导致服务器之间存在操作系统和上层软件异构、接口与数据格式的 不统一等问题
1虚拟化技术概述 1.1什么是虚拟化技术 口数据中心虚拟化 随着云计算的发展,传统的数据中心逐渐过渡到虚拟化数据中心,即采用 虚拟化技术将原来数据中心的物理资源进行抽象整合。 ■数据中心的虛拟化可以实现资源的动态分配和调度,提高现有资源的利用 率和服务可靠性;可以提供自动化的服务开通能力,降低运维成本;具有 有效的安全机制和可靠性机制,满足公众客户和企业客户的安全需求;同 时也可以方便系统升级、迁移和改造。 河南中医药大学/阮晓龙/13938213680/htp/ cloud xg. hactcm.edu.cn/htp//ww.51 ucweb.cn
河南中医药大学 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://cloud.xg.hactcm.edu.cn / http://www.51xueweb.cn 1.虚拟化技术概述 9 1.1什么是虚拟化技术 p 数据中心虚拟化 n 随着云计算的发展，传统的数据中心逐渐过渡到虚拟化数据中心，即采用 虚拟化技术将原来数据中心的物理资源进行抽象整合。 n 数据中心的虚拟化可以实现资源的动态分配和调度，提高现有资源的利用 率和服务可靠性；可以提供自动化的服务开通能力，降低运维成本；具有 有效的安全机制和可靠性机制，满足公众客户和企业客户的安全需求；同 时也可以方便系统升级、迁移和改造
10 1虚拟化技术概述 1.1什么是虚拟化技术 口数据中心虚拟化 数据中心虚拟化是通过服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化实现的。 ■服务器虛拟化在云计算中是最重要和最关键的,是将一个或多个物理服务 器虚拟成多个逻辑上的服务器,集中管理,能跨越物理平台而不受物理平 台的限制。 存储虚拟化是把分布的异构存储设备统-一为一个或几个大的存储池,方便 用户的使用和管理。 网络虚拟化是在底层物理网络和网络用户之间增加一个抽象层,该抽象层 向下对物理网络资源进行分割,向上提供虚拟网络。 河南中医药大学/阮晓龙/13938213680/htp/ cloud xg. hactcm.edu.cn/htp//ww.51 ucweb.cn
河南中医药大学 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://cloud.xg.hactcm.edu.cn / http://www.51xueweb.cn 1.虚拟化技术概述 10 1.1什么是虚拟化技术 p 数据中心虚拟化 n 数据中心虚拟化是通过服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化实现的。 n 服务器虚拟化在云计算中是最重要和最关键的，是将一个或多个物理服务 器虚拟成多个逻辑上的服务器，集中管理，能跨越物理平台而不受物理平 台的限制。 n 存储虚拟化是把分布的异构存储设备统一为一个或几个大的存储池，方便 用户的使用和管理。 n 网络虚拟化是在底层物理网络和网络用户之间增加一个抽象层，该抽象层 向下对物理网络资源进行分割，向上提供虚拟网络