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虚拟化技术 王基立 红帽解决方案架构师 什么是虚拟化 为什么要虚拟化 服务器虚拟化技术 红帽虚拟化解决方案 虚拟化技术发展趋势 什么是虚拟化什么是虚拟化 传 统 : 单机，单系统 为什么要虚拟化为什么要虚拟化 intel/amd 服务器越来越多，性能越来越强大 每台服务器只运行一个操作系统，一个应用 能源越来越紧张 , 空间不能无限扩展 file server web server file server web server file server domain server app server dns server 每个服务器运行一个应用 为什么要虚拟化为什么要虚拟化 提高硬件资源的利用率 节省数据中心的能耗 提高业务的连续性 灵活的资源调度 服务器虚拟化技术 服务器虚拟化技术服务器虚拟化技术 全虚拟化技术 (full virtualization) 半虚拟化技术 (para-virtualization) 全虚拟化技术全虚拟化技术 (fv) 通过完全的系统仿真来建立整个虚拟机 虚拟机表现为一个具有独立硬件的操作 系统 不需对要安装的操作系统做任何修改 需要硬件虚拟化支持 intel vt (vanderpool) 和 amd-v (pacifica) processor binary translation xen,kvm,redhat,vmware,microsoft 全虚拟化技术全虚拟化技术 hardware assisted fv intel vt-i amd amd-v cpu flag: vmx or svm 半虚拟化技术半虚拟化技术 (pv) 不需要通过完全的系统仿真来 建立整个虚拟机 需要修改的 guest 操作系统 由于可以直接访问由 hypervisor 管理的硬件资源从而实现比 fv 更 好的性能表现 xen,redhat,vmware 红帽虚拟化解决方案 redhat 虚拟化发展 虚拟化发展 整合操作系统和虚拟化 2007 年 3 月 , 通过和 intel 合作 , 整合发布 rhel5/xen 2008 年 8 月 , 虚拟化性能能达到裸机的 98% 红帽关注的重点 : 高性能、稳定和完整的基础架构 xen 是主流的虚拟化第二代技术，但是 : 工业体系的不成熟冲淡了它对市场的影响力 新的内核里面要求“每件事情都要做两次” kvm kernel-based virtualization machine 架构上的优势 , 整合到 linux 的内核 把 linux 作为 hypervisor redhat - kvm 架构 架构 guest 模式 执行非 i/o guest 代码 kernel 模式 执行特权指令 处理 guest 模式因为 i/o 而产生的切换操作 user 模式 代表 guest 执行 i/o redhat - kvm 架构架构 kvm: kernel-based virtual machine 采用全虚拟化技术 结构简单，包含两个部分 设备驱动 /dev/kvm 针对模拟 pc 硬件的用户空间组件 2006 年被合并到 linux 内核 把 linux 转换成一个 hypervisor. 可以运行 windows,linux 和其它 guests kvm 的架构可以利用强大的 linux 的力量 redhat - kvm 架构的优势 架构的优势 host: 96 cores,1tb ram guest: 16vcpu,64gb ram 利用 linux 的功能不用重复发明轮子 构建在信任的，稳定的企业级平台之上 调度、内存管理、广泛的硬件支持等 高级特性 继承可扩展性 ,numa 支持 , 电源管理，热拔插等 selinux 安全 , 实时调度， ras 支持等 独特的 hybrid-mode 操作 , 提供了最大的灵活性 linux 的应用程序和虚拟机同时并存在同一台服务器上，有效的利用系 统硬件资源，高效平滑的将虚拟化整合到企业数据中心的核心 redhat 虚拟化产品虚拟化产品 红帽企业红帽企业 linux 红帽虚拟化产品系列未来的研发方向是基于 kvm ，这将使红帽成为使用这一作为 linux 操作 系统一部分而被研发的虚拟化技术的唯一厂商 . 红帽企业虚拟化红帽企业虚拟化 hypervisor 一个全新而独立的 hypervisor ，其设计理念是为红帽合作伙伴和客户制定任何虚拟机下标准 的轻量级又高性能的虚拟化基础 . 红帽企业服务器虚拟化管理红帽企业服务器虚拟化管理 一种全新的功能强大的服务器虚拟化管理解决方案，它将是业界第一个能完全整合服务器虚 拟和桌面虚拟管理的开源产品。它的功能包括现场迁移、高可获性、系统调度、电力管理、 图像管理、快照、监测和报告等。红帽企业服务器虚拟化管理方案将能管理红帽企业 linux 5 主机以及红帽企业虚拟化 hypervisor. 红帽企业桌面虚拟化管理红帽企业桌面虚拟化管理 一个全新的虚拟桌面管理系统，基于 qumranet 的 solidice 并运用 spice 远程提交技术为 linux 和 windows 桌面提供业界领先的 vdi 高性价比 . redhat 虚拟化服务器整体解决方案 虚拟化服务器整体解决方案 redhat 虚拟化桌面整体解决方案虚拟化桌面整体解决方案 redhat 虚拟化桌面整体解决方案虚拟化桌面整体解决方案 spice 协议的优势： 30 frame/s 的高质量视频传输； 支持 flash 以及多种视频格式； 远程视频音频重定向； 多显示器支持 (4+ monitors) ； usb 1.1 和 2.0 远程重定向技术； redhat 虚拟化桌面整体解决方案虚拟化桌面整体解决方案 redhat 虚拟化管理平台虚拟化管理平台 redhat 虚拟化管理平台 虚拟化管理平台 redhat 虚拟化管理平台虚拟化管理平台 redhat 虚拟化管理功能虚拟化管理功能 虚拟化部署案例 虚拟机高可用性虚拟机高可用性 (ha) 构建一个高可用的企业基础架构 持续监控 host 系统和 guest 虚拟机 如果 host 失效， guest 会自动在集群里面 的其它节点上启动，根据策略设置来重新 启动虚拟机不需要用户干预 当服务器恢复以后，通过实时迁移可以 把虚拟机迁移到最初运行的服务器上 虚拟机实时迁移虚拟机实时迁移 在主机之间动态迁移虚拟机 服务不会中断 应用程序继续运行 对于 i/o 负载较大的服务也可以迁移 执行硬件维护的时候业务不会停止 动态平衡主机系统的负载 系统调度系统调度 动态平衡数据中心的负载 根据资源的利用率来动态 迁移虚拟机 为每个虚拟机设置服务级别 考虑的因素 cpu 权重、压力等 虚拟机需要的资源 (cpu 、内存、 io) 等 省电管理省电管理 在非高峰时段，可以通过设置策略来优化负载 在非高峰时段，让某些服务器发挥最大的效能，减少整个数据中心的能耗 维护管理维护管理 执行硬件维护的时候，不需要停止业务 将 host 设置为“维护模式” , 根据策略， host 上的 guest 会被自动实时迁 移到其它的 host “ 激活”维护的 host ， guest 根据策略会自动迁移回来 虚拟机虚拟机 image 管理管理 根据模板快速部署新的虚拟机 可以手工、现有虚拟机、红帽 rhn satellite 或者第三方工具 创建