云计算虚拟化概念

1. 云计算经历了这样一个过程

v1.0 — 以计算为核心，kvm，hyper-v，xen， vmware exi，提高资源利用率

v2.0 — 以资源为核心，openstack，vmware， aws，基础设施云化，资源服务标准化、自动化

v3.0 — 以应用为核心，Docker，CoreOS，Cloud Foundry，应用云化，敏捷应用开发与生命周期管理

2. 云计算类型：

—IaaS – 基础设施

—PaaS – 平台

—SaaS – 软件

3.云计算关键技术：

—虚拟化

—分布式存储

—数据中心联网

—体系结构：用户界面，服务目录，管理系统，部署工具，监控，服务器集群

4.云计算部署：

—存储云

—医疗云

—教育云

—交流云

—金融云

5.虚拟化

云计算：一种服务

虚拟化：一种计算机资源管理技术，将各种IT实体资源抽象、转换成另一种形式的技术都是虚拟化

1）虚拟化类型

—寄居虚拟化， virtualbox， vmvare workstation

—裸金属虚拟化， VMware ESX， Xen， FusionSphere，虚拟化层内核需要开发

—混合虚拟化， KVM

2）虚拟化层架构：

—全虚拟化， kvm

—半虚拟化，Xen

—硬件辅助虚拟化

容器：实现APP与操作系统的解耦

6.计算虚拟化

—CPU虚拟化

——cpu QoS：份额、预留、限额

——NUMA

—内存虚拟化

——全虚拟化，影子页表技术：每个VM维护一个页表，记录虚拟内存到物理内存的映射，由VMM提交给MMU进行转换，VM不需要改变。但是这种方式是固定好的区域分配给虚拟机的

——-半虚拟化，页表写入法：每个VM创建一个页表并向虚拟化层注册，VM运行过程中不断管理、维护该页表

——-硬件辅助虚拟化， Intel的EPT, AMD的NPT

——-内存复用：内存气泡、内存共享、内存交换

—IO虚拟化

——全虚拟化，性能不高

——由Hypervisor提供接口，需要修改内核

——硬件辅助虚拟化，IO直通技术，SR-IOV 单根IO虚拟化

——IO环，用来提升大块多队列类型的IO密集型业务的IO性能

—策略

——虚拟机HA

——DRS，动态资源调度

——DPM，分布式电源管理，低负载是迁移到一个主机，节能

——IMC，集成存储控制器，在不同类型CPU类型主机之间切换

7.存储虚拟化

把多个存储介质通过一定技术将它们集中起来，组成一个存储池，并进行统一管理。这种将多种、多个存储设备统一管理起来，为用户提供大容量、高数据传输性能的存储系统，称为虚拟存储。

作用：

—–提高硬件资源使用效率，异构的管理

—–简化系统管理

—–增强云存储平台的可靠性

存储资源：

—DAS

—NAS

—SAN

存储设备：

—本地磁盘

—LUN

—Storage存储池

—NAS共享目录

数据存储

—表示虚拟化平台中科管理的存储逻辑单元，承载虚拟机业务，创建磁盘

存储模式：

—非虚拟化存储

—虚拟化存储

—裸设备映射

虚拟化实现方法：

—基于主机的存储虚拟化，单主机访问多存储， das, san

—基于存储设备的虚拟化，多主机访问同一磁盘阵列, SAN

—基于网络的存储虚拟化，多对多，异构整合

存储虚拟化功能：

—精简磁盘和空间回收

—快照

——ROW写时重定向，原磁盘+差分卷共同挂载，读时读原元磁盘，写时写差分卷（个人觉得这里有问题）

——COW写时拷贝，写时写元磁盘（元磁盘已经更新过了），读时同时同时读原磁盘和差分卷

——WA随机写

——快照链

——链接克隆

虚拟机磁盘文件迁移

8. 网络虚拟化

目的：

—节省物理主机的网卡资源，并且可以提供应用的虚拟网络所需要的L2-L7层网络服务

—网络虚拟化软件提供逻辑上的交换机和路由器（L2-L3），逻辑负载均衡器，逻辑防火墙（L4-L7）等，且可以以任何形式进行组装，为虚拟机提供一个完整的L2-L7层的虚拟网络拓扑。

特点：

—与物理层解耦合

—网络服务抽象化

—网络按需自动化

—多租户网络安全隔离

网卡虚拟化：

—软件网卡虚拟化

—硬件网卡虚拟化，SR-IOV

虚拟化化软件交换机

—OVS，Open vSwitch

—虚拟机之间的通信

—虚拟机和外界网络的通信

网络虚拟化：

—链路虚拟化：虚链路聚合，二层虚拟化

——-VPC，Virtual Port Channel，虚链路聚合

——-隧道协议， GRE，通用路由封装；IPsec，internet协议安全

—虚拟网络，由虚拟链路组成的网络

——层叠网络（虚拟二层延伸网络）

———–Overlay Network, 在现有网络基础上搭建另外一种网络

———–允许对没有IP地址标识的目的主机路由信息虚拟扩展局域网，大二层的虚拟网络技术

———–vxlan，

——VPN