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云计算——虚拟化技术PPT课件

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云计算——虚拟化技术PPT课件

云计算——虚拟化技术PPT课件

2021
29
4.4.3 硬件虚拟化的未来
2．异构硬件的融合和归一化
• 首先，异构硬件的融合将本着“优势互补”的原则，向应用提供优势 资源以满足极端化需求。
• 其次，不同的硬件需要采用不同的虚拟化方法，提供各异的接口以获 得最佳的性能。
• 因此，要通过虚拟化实现异构硬件归一化管理，向应用提供统一的编 程接口。可利用来自应用的需求信息动态判断实际的后台执行硬件， 实现应用需求指导的动态硬件选择技术。
• 目前，基于硬件辅助的虚拟化方法在CPU、内存、网络等传统硬 件资源上获得了成功，CPU 和内存虚拟化资源已经接近物理性 能。
2021
26
4.4.2 硬件虚拟化的代表
1．GPU虚拟化
• GPU是计算机的一个重要组成部分，但GPU这类重要资源虚拟化的性 能、扩展性和可用性相对于CPU还处于滞后的阶段。
2021
4
2．网络虚拟化
• 网络虚拟化以软件的形式完整再现了物理网络，应用在虚拟网 络上的运行与在物理网络上的运行完全相同。
• 网络虚拟化向已连接的工作负载提供逻辑网络连接设备和服务 （逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载均衡器、VPN 等）。
• 虚拟网络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保证，而 且具备虚拟化所具有的运维优势和硬件独立性。
图4.4 使用VMM二进制翻译客户操
2021
作系统的请求 12
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化指的是虚拟机系统和虚 拟化软件层通过交互来改善性能 和效率。
• 半虚拟化涉及修改操作系统内核 来将不可虚拟化的指令替换为可 直接与虚拟化层交互的超级调用 （hypercalls）。
图4.5 将不可虚拟化的操作系统指令替

支撑云计算的虚拟化技术PPT课件

支撑云计算的虚拟化技术PPT课件

Linux
2020/9/30
Linux (devel)
XP
Vista
Virtual Machine Monitor
Hardware
MacOS
11
提高资源利用率
先进 制造
军事 仿真
2020/9/30
信息 服务业
虚拟化 技术支 持下的 高效能 计算机
生物 计算
12
提高系统灵活性
各种应用
Linux
计算系统虚拟化支撑平台(虚拟机管理器VMM)
X86
Power PC
2020/9/30
iMac 虚拟机
PDA
MacOS
MIPS
13
➢动态二 进制翻译 和优化
➢硬件辅 助虚拟化
➢软硬件 协同设计
另一种形式的系统虚拟化
多机聚合虚拟化
应用系统
操作 系统
应用系统
操作 系统
… VMM
VMM
VMM
2020/9/30
14
系统虚拟化的应用
应用系统
应用系统
硬件
23
系统虚拟化方法的分类
Guest OS
性能好， 但不适用于无法获得源代 码的操作系统，如 Windows
2020/9/30
不修改
修改
半虚拟化
动态半虚拟化方法
(Dynamic Paravirtualization)
性能测试报告，来 自权威性能测试机 构Metron's Athene
对一个计算系统进 行两天监测的数据
2020/9/30
Dan Herington
HP虚拟化技术首席科学家
8
系统虚拟化的产生
计算系统灵流场计算 程序：Fluent 6.3

虚拟化与云计算-私有云-共有云及混合云PPT课件

虚拟化与云计算-私有云-共有云及混合云PPT课件

什么是虚拟化
虚拟化（Virtualization）是一种资源管理技术， 定义：服务器、网络、内存等，加以抽象、转换后呈现出来。 特征：虚拟化生成的虚拟资源，不受现有资源的架设方式、地域或物理配置所限制。 (计算能力、数据存储） 目的：虚拟化的主要目的，是对IT基础设施进行简化，对资源及资源管理访问方式的 简化。更好地应用资源，提高计算机工作效率。
②降低管理成本——虚拟可通过以下途径提高工作人员的效率：减少必须进行管理的物理资源的数量;隐 藏物理资源的部分复杂性;通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务;实现负载管 理自动化。另外，虚拟还可以支持在多个平台上使用公共的工具。
③提高使用灵活性——通过虚拟可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求。
VMM：现有的虚拟机系统是通过在现有平台(裸机或操作系统)上增加一个虚拟化 层VMM(虚拟机监视器，virtual Machine Monitor或 Hypervisor)来实现的。
Guest OS：在虚拟机里运行的操作系统叫Guest OS。
2020/2/26
5
虚拟化的优点
①提高的资源利用率——虚拟可支持实现物理资源和资源池的动态共享，提高资源利用率，特别是针对 那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。
2020/2/26
3
常见的虚拟化类型和术语
服务器虚拟化
存储虚拟化
硬件辅助虚拟化
桌面虚拟化
表示层虚拟化
全虚拟化
网络虚拟化
应用虚拟化
半虚拟化
一虚多
多虚一
2020/2/26
4
服务器虚拟化
VM（Virtual Machine）：即虚拟机，指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、 运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。

虚拟化(PPT135页)

虚拟化(PPT135页)
➢ DAS存储设备主要是磁盘阵列、磁盘簇。
网络附加存储NAS
➢ NAS（Network Attached Storage）网络附加存储。在NAS存储结构 中，存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机，而直接通 过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络访问。
➢ NAS存储就是存储设备通过标准的网络拓扑结构(比如以太网)添加到一 群计算机上。与DAS以及SAN不同，NAS是文件级的存储方法。采用 NAS较多的功能是用来进行文件共享。
虚拟化的优势
➢ 整合资源、扩大资源容量、提高资源利用率。 ➢ 简化资源使用的复杂度，更快、更方便部署系统。 ➢ 简化资源管理，提供自动的资源分配、回收方式。 ➢ 提供统一的安全、备份、容灾方案。
虚拟化的缺点
➢ 性能：虚拟化是对计算资源的分割。 ➢ 错误：虚拟化层的引入增加了系统出错层面。 ➢ 安全：虚拟化会带来一些安全隐患。 ➢ 影响：一台服务器宕机会影响其上所有虚拟机。 ➢ 复杂：带来管理上的复杂性。
➢ 整合多台存储设备 不同品牌、型号、类型、接口
➢ 提高存储容量、性能、安全性 存储池，高性能虚拟化引擎
➢ 提供统一的存储特性 ➢ 提供统一的管理
直接附加存储DAS
➢ DAS（Direct Attached Storage）直接附加存储，直 接附加存储是指将存储设备通过总线（SCSI、PCI、IDE 等）接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本 低，配置简单，因此对于小型企业很有吸引力。
➢ NAS存储也通常被称为附加存储，顾名思义，就是存储设备通过标准的 网络拓扑结构(例如以太网)添加到一群计算机上。
存储区域网络SAN
➢ SAN（Storage Area Network）存储区域网络，是一种高速的、专门 用于存储操作的网络，通常独立于计算机局域网（LAN）。SAN将主机 和存储设备连接在一起，能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设 备提供专用的通信通道。

《云计算课件：虚拟化技术详解PPT》

《云计算课件：虚拟化技术详解PPT》
介绍两种主要的硬件虚拟化技术，Intel VT和AMD-V。了解它们如何提供硬件 级别的支持，提升虚拟化技术的性能和安全性。
虚拟机监控器的作用和概念
解释虚拟机监控器（VMM）的作用和原理。了解如何使用VMM实现虚拟化， 并提供对虚拟机的管理和控制。
虚拟化技术的部署和实施
介绍实施 性能优化。
基于虚拟化技术的云计算架构
探讨如何使用虚拟化技术构建弹性、可扩展和高可用性的云计算架构。了解 虚拟化在云端计算中的关键作用。
云计算课件：虚拟化技术 详解PPT
介绍云计算和虚拟化技术的基本概念，探索如何借助虚拟化技术提高计算机 资源利用率和灵活性，助力创新和卓越业务。
云计算和虚拟化技术
解释云计算和虚拟化技术的关系及云计算环境下的虚拟化技术的重要性。使计算资源能被更高效地利用，降低 成本，提高可扩展性。
虚拟化技术的分类
介绍虚拟化技术的不同类型，包括服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。 了解各种虚拟化技术的特点和应用场景。
完全虚拟化和半虚拟化的区别
对比和解释完全虚拟化和半虚拟化的不同之处，包括性能、资源利用和操作系统的支持。了解何时使用每种虚 拟化技术。
虚拟化技术的优势和劣势
探讨虚拟化技术的优点，如资源利用率提升、环境隔离和便捷的部署。同时， 讨论虚拟化技术的一些挑战和劣势。
Intel VT与AMD-V虚拟化技术介 绍

大数据教材PPT课件之《云计算》：第7章 虚拟化技术(三)

大数据教材PPT课件之《云计算》：第7章 虚拟化技术(三)

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核心层网络虚拟化 接入层网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术
7.4 网络虚拟化
接入层网络虚拟化
接入层虚拟化，可以实现数据中心接入层的分级设计。根据数据中心的走线要求， 接入层交换机要求能够支持各种灵活的部署方式和新的以太网技术。
拥塞通知
（IEEE 802.1Qau）
802.1Qbg
外部网络能够支持虚拟交换功能，对于虚拟交换网络范围内VM动 态迁移、调度信息，均通过LLDP扩展协议得到同步以简化运维
802.1Qbh
将远程交换机部署为虚拟环境中的策略控制交换机，而不是部署 成邻近服务器机架的交换机，通过多个虚拟通道，让边缘虚拟桥 复制帧到一组远程端口
10
7.4 网络虚拟化
23
7.5 桌面虚拟化
7.5.1 7.5.2 7.5.3
桌面虚拟化简介 技术现状 案例分析
7.5 桌面虚拟化
案例分析
VMware View的主要部件如下： View Connection Server（ View连接服务器） 接收到的远程桌面用户请求重定向到相应的虚拟桌面、物理桌面或终端服务器。 View Manager Security Server（View安全连接服务器） 可选组件 View Administrator Interface（ View管理接口程序） 用于配置View Connection Server、部署和管理虚拟桌面、控制用户身份验证。 View代理 安装在虚拟桌面依托的虚拟机、物理机或终端服务器上，安装后提供服务，可 由View Manager Server管理。

精品课件-云计算导论课件-第五章虚拟化技术


虚拟化的目的
（1）可以在一个特定的软硬件环境中去虚拟另一个不 同的软硬件环境，并可以打破层级依赖的现状。
（2）提高计算机设备的利用率。 （3）在不同的物理服务器之间会存在兼容性的问题。 （4）虚拟化可节约潜在成本。
虚拟化节约潜在的成本
类别
可节约潜在成本
硬件
不需要为每台服务器或桌面都配置硬件
view as highly
0
Servers
promising for
大多数设备的平均利用率只obbu有tsaiin5ne-is3ns0g%breenaelfits”,
总体拥有成本（TCO）
初期费用 硬件采购成本 软件使用授权 成本
后继 费培用训费用 管理 操作 维护 支持 了解当前架构的总体花费是估算整合后节约的费用的先决条件
内存虚拟化：专用、共享内存，内存交换文件
存储虚拟化：瘦供给(精简配置)，群集文件系统
以太网虚拟化：共享以太网卡，虚拟以太网卡， 虚拟交换机
I/O虚拟化： Intel VT-d：提供DMA虚拟化、IRQ虚拟化、直接 I/O设备分配、I/O设备共享
NPIV：光纤HAB卡虚拟化
20/1 0
服务器虚拟化拓扑图
400根电源线
部署Vmware虚拟化之后
80 分层的SAN和NAS 300根线缆/端口 10台机架 20根电源线
下电
分布式电源管理 (DPM) 当整个群集需要资源减少
业务需求
时，整合所有负载到少数 几台服务器上
将不需要的服务器置于备 用模式
当负载增加时，DPM自动 将处于备用状态的服务器 唤醒
资源池
特点： ➢ 灵活的访问和使用 ➢ 广泛与简化的终端设备支持 ➢ 终端设备采购、维护成本大大降低 ➢ 集中管理、统一配置 ➢ 使用安全 ➢ 降低耗电、节能减排

虚拟化技术简介PPT课件

构建云平台，提供基础设施、 平台和软件服务。
开发测试环境
快速搭建开发测试环境，提高 开发效率。
远程办公
提供远程访问虚拟桌面，实现 移动办公和远程协作。
02
虚拟化技术的发展历程
虚拟化技术的起源
虚拟化技术的起源可以追溯到上世纪 60年代，当时大型机为了提高资源 利用率和简化管理，开始采用虚拟化 技术。
数据库虚拟化
通过虚拟化技术将多个数据库整 合到一个共享的物理平台上，实 现数据的高可用性、可扩展性和
安全性。
服务器虚拟化
将多个应用程序或系统运行在同一 个物理服务器上，通过虚拟化技术 隔离各个系统，提高服务器的利用 率并降低能耗。
桌面虚拟化
通过虚拟化技术将桌面操作系统和 应用程序与物理硬件分离，用户可 以通过任何设备访问自己的虚拟桌 面。
虚拟化技术
通过软件技术将物理硬件资源（如服 务器、存储设备、网络等）虚拟化成 多个独立的虚拟资源，实现资源的共 享、动态管理和高效利用。
虚拟化技术分类
服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚 拟化等。
虚拟化技术的应用场景
01
02
03
04
企业数据中心
提高资源利用率，降低运营成 本，实现快速部署和灵活扩展
。
云计算
总结虚拟化技术的发展历程和应用情况
网络虚拟化
通过网络设备的虚拟化，实现网络的灵活配置和管理。
桌面虚拟化
通过将桌面操作系统和应用程序进行虚拟化，实现桌面的集中管理和远程访问。
对未来虚拟化技术的发展趋势进行展望
更广泛的虚拟化应用
随着云计算、大数据和人工智能等技术的不断发展，虚拟化技术的 应用范围将更加广泛，如应用于物联网、边缘计算等领域。

“云计算”与虚拟化技术基础PPT课件


2020/2/25
14
Windows Hyper-V 服务器虚拟化解决方案
父分区
Config Store
Worker Processes
WMI Provider
Management Service
开发与运行 环境
数据库
各类开放 服务能力
基于互联网以服务的形式提供平台运行环境（运行库）
2/25/2020
基础设施服务（Infrastructure as a Service，IaaS）
计算服务
存储服务
基于网络以服务的形式提供计算、存储等资源能力
Confidential | Copyright 2012 TrendMicro Inc.
2020/2/25
可编辑
2
服务器、桌面虚拟化
？ ？ 易受提攻升击的整合利用率率、不使足用率、和效率 ？ 虚拟服务器，虚拟桌面
管理成本不断攀升
V VVV V
V
V VVV V
V
V VVV V
V
2020/2/25
可编辑
2
虚拟化主要解决方案
VMware
2020/2/25
可编辑
2
XenServer产品家族
2/25/2020
Confidential | Copyright 2012 TrendMicro Inc.
2
云计算时代：虚拟化技术的发展历程
20世纪60年代
V
V
V
V V
V
20世纪90年代
20世纪80年代
虚拟化是资源的逻辑表示，这种表示不受物理限制的约束，它的主要目标是 对包括基础设施、系统和软件等IT资源的表示、访问、配置和管理进行简化， 并为这些资源提供标准的接口来接收输入和提供输出。

《云计算与虚拟化》课件


2
云计算的登录者
云计算将虚拟化技术与网络技术和服务模式结合，提供了更高级别的资源管理和 交付能力。
3
云计算的扩展
虚拟化技术使云计算能够按需扩展和收缩计算资源，提供了更好的资源利用率和 成本控制。
虚拟化技术概述
虚拟化技术通过将计算资源进行抽象和隔离，使多个虚拟机能够在同一物理主机上运行。这种技术能够提高硬 件利用率、降低成本，并提供更好的灵活性和可维护性。
ห้องสมุดไป่ตู้
云计算的三种部署模式
云计算可以按照部署的方式分为三种模式：公共云、私有云和混合云。公共 云是由第三方提供商托管和管理的云平台，私有云是组织内部搭建和管理的 云平台，混合云则是公共云和私有云的结合。
《云计算与虚拟化》PPT 课件
欢迎来到《云计算与虚拟化》的PPT课件。在这个课程中，我们将一起探索云 计算的定义和虚拟化技术，并了解云计算的不同部署模式以及与虚拟化的关 系。
云计算的定义
云计算是一种通过互联网将计算资源和服务交付给用户的模式。它提供了按需使用和灵活扩展的计算能力，无 需用户拥有实际的物理硬件。
公共云平台的例子
Am azon W eb Services (AW S)
全球领先的公共云平台，提供强大的计算和存储服务。
M icrosoft Azure
微软的云计算平台，提供广泛的云服务和解决方案。
私有云平台的例子
企业数据中心
组织内部搭建的企业数据中心，提供私有云服务。
VMware vSphere
一款广泛使用的虚拟化平台，支持构建和管理私有 云。
云计算的优缺点
1 优点
灵活性和可扩展性，降低成本，提高资源利用率，提供高可用性和弹性。
2 缺点
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• Xen在目前已经有很多版本，著名的亚马逊Web服务（AWS）就建 立于Xen虚拟机技术之上。Xen虚拟机的最大商用支持者为美国的 Citrix公司。
.
16
4.3 商用虚拟机技术
2．KVM虚拟机技术
• KVM是基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine）的缩 写。
.
4
2．网络虚拟化
• 网络虚拟化以软件的形式完整再现了物理网络，应用在虚拟网 络上的运行与在物理网络上的运行完全相同。
• 网络虚拟化向已连接的工作负载提供逻辑网络连接设备和服务 （逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载均衡器、VPN 等）。
• 虚拟网络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保证，而 且具备虚拟化所具有的运维优势和硬件独立性。
4.3 商用虚拟机技术
1．Xen虚拟机技术
• Xen虚拟机技术是英国剑桥大学计算机实验室原始开发的。之后， Xen社区负责Xen的后续版本开发并将其作为免费开源的软件，以 GNU通用公众执照（General Public License）（GPLv2）进行使用。
• Xen虚拟机技术目前支持的计算机架构包括Intel公司的IA-32、x8664和ARM公司的ARM。
到高性能存储池，并以软件形式交付。 • 软件定义的存储（Software Defined Storage，SDS）是一种全新
的存储方法，可从根本上提高运维模式的效率。
.
7
4.2 服务器虚拟化
4.2.1 x86架构对虚拟化的限制 4.2.2 全虚拟化 4.2.3 半虚拟化 4.2.4 硬件辅助虚拟化
.
3
1．服务器虚拟化
• 大多数服务器的容量利用率不足15%，这不仅导致了服务器数 量剧增，还增加了部署复杂性。
• 实现服务器虚拟化后，多个操作系统可以作为虚拟机在单台物 理服务器上运行，并且每个操作系统都可以访问底层服务器的 计算资源，从而解决了效率低下问题。
• 将服务器集群聚合为一项整合资源，可以提高整体效率并降低 成本。服务器虚拟化还可以加快工作负载部署速度、提高应用 性能并改善可用性。
图4.4 使用VMM二进制翻译客户操
.
作系统的请求 12
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化指的是虚拟机系统和虚 拟化软件层通过交互来改善性能 和效率。
• 半虚拟化涉及修改操作系统内核 来将不可虚拟化的指令替换为可 直接与虚拟化层交互的超级调用 （hypercalls）。
图4.5 将不可虚拟化的操作系统指令替
.
Domain expertise
Data Science
Statistics
Mathematics
Machine Learning
Data engineering
2
4.1 虚拟化的定义
• 在计算机科学领域中，虚拟化代表着对计算资源的抽 象，而不仅仅局限于虚拟机的概念。
• 虚拟化技术分类： 1．服务器虚拟化 2．网络虚拟化 3．桌面虚拟化 4．软件定义的存储
.
5
3．桌面虚拟化
• 通过以代管服务的形式部署桌面，可以使使用者更加快速地对 不断变化的需求做出响应。
• 外包员工、海外员工以及使用平板电脑的移动工作人员交付虚 拟化桌面和应用，从而降低成本并改进服务。
.
6
4．软件定义的存储
• 海量数据和实时应用使存储需求达到新的高度。 • 存储虚拟化对服务器内部的磁盘和闪存进行抽象，将它们组合
.
图4.3 x86架构下指令执行方11 式
4.2.2 全虚拟化
• 二进制翻译技术简称BT，是一种直接翻 译可执行二进制程序的技术，能够把一 种处理器上的二进制程序翻译到另一种 处理器上执行。
• 虚拟化软件层将操作系统的指令翻译并 将结果缓存供之后使用，而用户级指令 无须修改就可以运行，具有和物理机一 样的执行速度。
.
17
4.3 商用虚拟机技术
3．Hyper-V虚拟化技术
• Hyper-V是微软公司使用的虚拟机监视器，其前身是Windows服 务器虚拟化（Windows Server Virtualization）。
.
换为超级调用
13
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化和全虚拟化不一样，全虚拟化时未经修改的虚拟机系 统不知道自身被虚拟化，系统敏感的调用陷入虚拟化层后再进 行二进制翻译。
• 半虚拟化的价值在于更低的虚拟化代价，但是相对全虚拟化， 半虚拟化的性能优势根据不同的工作负载有很大差别。
• 半虚拟化不支持未经修改的操由于半虚拟化需要系统内核的深度修 改，在生产环境中，技术支持和维护上会有很大的问题。
云计算原理与实践
Principles and Practice of Cloud Computing
.
1
Outline
• 4.1 虚拟化的定义 • 4.2 服务器虚拟化 • 4.3 商用虚拟机技术 • 4.4 新型硬件虚拟化 • 4.5 实践：Xen虚拟化技术 • 4.6 实践：KVM虚拟化技术 • 4.7 轻量级虚拟化 • 4.8 实践：Docker容器
.
8
4.2 服务器虚拟化
图4.1 虚拟化前后的.计算机体系结构
9
4.2 服务器虚拟化
图4.2 虚拟化软件. 层所处的位置
10
4.2.1 x86架构对虚拟化的限制
• 通过虚拟机监控器（VMM）可实现客户 操作系统对硬件的访问，根据其原理不 同分为以下3种技术： – 全虚拟化； – 半虚拟化； – 硬件辅助虚拟化
.
14
4.2.4 硬件辅助虚拟化
• 第一代技术包括Intel的VT-x和 AMD的AMD-V，两者都针对特 权指令为CPU添加了一个执行模 式，即VMM运行在一个新增的 根模式下。
• 随着对CPU、内存和I/O设备进 行硬件辅助开发，半虚拟化相 对于硬件辅助虚拟化的性能优 势将逐渐缩小。
.
图4.6 使用VMM二进制翻译客户操 作系统的请求 15
• KVM虚拟机监视器既可以在全虚拟化模式下运行，也能够为部分 操作系统提供准虚拟化支持。
• 在准虚拟化模式下，KVM使用一种称为VirtIO的框架作为后端驱 动。该框架能够支持准虚拟化的以太网卡、准虚拟化的控制器， 调整宿主内存容量的设备，以及使用SPICE或VMware驱动程序的 VGA图形界面。