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文档简介
1、虚拟化与云计算介绍虚拟化与云计算介绍 杨庆彪 咨询顾问 主主题议题议程程 虚拟化 什么是虚拟化 为什么要虚拟化 服务器虚拟化 主流虚拟化厂商 云计算 什么是云计算 为什么要云计算 云计算架构与提供服务 云计算的示例 虚拟化技术 什么是虚拟化什么是虚拟化 简单来讲,就是在一个物理硬件机器上同时运行多个不 同应用的独立的操作系统。 独立运行操作系统资源来自于同一底层平台资源 这些同时运行的虚拟系统由底层的监督器来控制,这个 监督器被称做“hypervisor”或“VMM-virtual machine monitor,虚拟机被称为“guest” hypervisor的功能 提供虚拟系统资源 提供主
2、机/虚拟机调度 提供虚拟机通讯 为什么要虚拟化为什么要虚拟化 提高资源利用率 x86服务器越来越多,计算性能越来越强 单个服务器运行单个应用不能充分利用硬件资源 达到节能效果,实现绿色IT 能源越来越紧张,机房空间不可能无限扩展 过多的服务器,需要更多的电能消耗和制冷消耗 提高业务连续性 HA功能、硬件通用、模板部署、自动集中管理、anti-affinity(排它性部署) 提供灵活的资源调度 在线迁移虚拟机、DRS、DPM 为什么要虚拟化为什么要虚拟化 降低投资成本 提高资源利用率,减少了服务器采购数量,降低了硬件成本 减少电能及制冷费用 提高管理效率 增加投资有效性 提高业务灵活性 快速响应
3、业务需求 动态高可扩展性 快速部署 提高安全性 系统隔离技术 单个系统故障不会影响其它系统 避免不兼容性 低成本冗余技术 服务器虚拟化技术服务器虚拟化技术 基于操作系统的虚拟化技术 全虚拟化技术(Full Virtualization) 硬件辅助全虚拟化技术(Hardware Assisted FV) 半虚拟化技术(Para-Virtualization) 基于操作系统的虚拟化技术基于操作系统的虚拟化技术 单一的内核上运行多个用户态实例 虚拟化消耗的资源较少 较高资源利用率 快速启动虚拟操作系统实例 不需要额外购买操作系统许可 备份、迁移较快 方便管理 Solaris Zone,SWsoft
4、Virtuozzo,OpenVZ 基于操作系统的虚拟化技术基于操作系统的虚拟化技术 依赖底层操作系统 缺少灵活性 安全性较低 资源无法独享 有些特殊限制: 通过直接访问方式加载内核模块; 挂载和卸载文件系统 创建设备节点 改变文件的和安全相关的标志 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 Xen,Oracle VM,KVM,VMWare,Hyper-V 全虚拟化技术全虚拟
5、化技术 Binary Translation 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 全虚拟化技术全虚拟化技术 Hardware Assisted FV 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,Oracle VM,Cirtrix 虚拟化管理中心 动态、基于策略的管理和自动化 集中的网络和存储配置 易于使用 虚拟化运行平台(h
6、ypervisor) 资源池 高性能和高扩展性 Storage Repository Server Pool 2 虚虚拟拟化化产产品通用品通用组组成成 虚虚拟拟化管理中心化管理中心 虚拟化的高级策略管理虚拟化的高级策略管理 动态资源调度动态资源调度 (DRS) (DRS) 根据服务的负载在线迁移虚拟机 安全加密在线迁移 动态管理服务质量 服服务务器池器池 1 高可用自动重启(高可用自动重启(HAHA) 自动重启虚拟机- 虚拟机失效 完全集群逻辑失效检测 即便管理工具不可用,依然可以触发 动态电源管理动态电源管理(DPM)(DPM) 将虚拟机整合到少数服务器上 对使用率低的服务器自动关机 负载增
7、加是进行反向操作 服服务务器池器池 1 ! 服服务务器池器池 1 利用率利用率 电电力消耗力消耗 ResourcesResources 主流虚拟化厂商主流虚拟化厂商 主流虚拟化厂家主流虚拟化厂家 VMWare - vsphere Microsoft Hyper-v Citrix - XenServer Parallels Parallels server RedHat RHEV Oracle Oracle VM VMWare产品产品 VMWare 优势 完善的虚拟化产品线 Hypervisor资源消耗较低 较强的虚拟化管理平台 较强的虚拟化市场知名度 劣势 太昂贵 硬件支持有限 没有自己的操作
8、系统 不开放 微软微软Windows Server 2008 微软微软 优势 较大的操作系统市场占有率 庞大的用户群 易用的虚拟化管理平台 劣势 费用较高 不开放 不支持实时迁移 虚拟化市场的新手 产品线还不够完善,管理工具还有待提高(SCVMM) Citrix Citrix XenServer 5 服务器虚拟化解决方案 Citrix XenDesktop 桌面虚拟化解决方案 Citrix XenApp 应用虚拟化解决方案 Citrix Cloud Center 思杰云中心 Xen 架构架构 Citrix 优势 开放源代码 虚拟化管理平台 最好的x86_64 hypervisor 劣势 没有自
9、己的操作系统 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虚拟化解决方案虚拟化解决方案 RedHat 优势 性价比 开源 服务 劣势 端到端的解决方案推出较晚 支持kvm的厂商较少 市场份额较小 Oracle 提供最全面的虚拟化提供最全面的虚拟化 端
10、到端完整软件椎栈 DATA CENTER Oracle VM Oracle Enterprise Manager 12c VM VM VM VM VM VM Server VirtualizationDesktop Virtualization Oracle VM Templates & Assemblies Applications as VMs Software Delivery Cloud USERS Siebel Contact Center Oracle Sun Ray Clients PCs, MACs, MOBILE DEVICES THIN CLIENTS Oracle Vir
11、tual Desktop Client BROWSER Oracle Secure Global Desktop Application Stack Oracle Desktop Virtualization 应用驱动的虚拟化应用驱动的虚拟化 Sun Servers & Storage Server Pool Server Pool Server Pool Provision the Full StackProvision User Access Oracle VM 服务器虚拟化和管理平台服务器虚拟化和管理平台 适合于Oracle 和non-Oracle 应用 Oracle VM Server
12、 for x86/x64 Oracle VM for SPARC Oracle VM Manager Oracle Enterprise Manager 支持并认证的唯一的服务器虚拟化 软件 高性能高性能 企企业级业级的服的服务务支持支持 快速快速应应用程序部署用程序部署 完整的完整的软软件堆件堆栈栈管理管理 零零软软件件许许可成本,最低服可成本,最低服务务成成本成成本 Oracle VM 3.0 架构架构 Oracle VM Manager Oracle VM Server Pool HA-Enabled auto VM failover Secure Live Migration DRS/
13、DPM Storage Connect Networks Bonds VLANs Storage FC / iSCSI / NFS Storage Repositories Raw block device mapping to VM VMs Windows Linux Solaris Oracle Enterprise Manager 认证 性能 成本 Oracle VM 企业级的支持 贯穿全应用堆栈的互操作性,安全 性,高可用 全球, 24x7, 广泛的支持 完全认证和支持Oracle产品 更有信心使数据库和应用运行在虚 拟环境中 零许可费用;便宜的支持费用 集成的应用堆栈 32 Orac
14、leOracle VMVM实现应用驱动的虚拟化实现应用驱动的虚拟化 云计算技术 什么是云计算什么是云计算 2121位专家定义了位专家定义了2121种云计算的概念种云计算的概念 http:/bit.ly/C6jIm “Biggest Paradigm Shift in 20 years” “Just On” “Pay As You Go” “Tremendous Cost Cutting” “Game Changers” “Clouds are virtualized” “user-friendly version of grid computing” 云计算的云计算的“官方官方”定义定义 “.
15、a model for enabling convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g.,networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction.” - National Instit
16、ute of Standards & Technology (NIST) “用户可以方便的、按需通过网络访问共享计算资源池(网络、服务用户可以方便的、按需通过网络访问共享计算资源池(网络、服务 器、存储、应用和服务等),具有快速部署,最小的管理代价或最少器、存储、应用和服务等),具有快速部署,最小的管理代价或最少 的服务提供商干预的一种新型的服务提供商干预的一种新型ITIT基础运行模式。基础运行模式。 美国国家标准及技术研究所美国国家标准及技术研究所NISTNIST 通俗地讲就是像使用自来水通俗地讲就是像使用自来水一样一样“按需按需”使用使用计算机资源服务计算机资源服务 On demand s
17、elf-service 用户可以在不需云服务提供商干预的情况下获得计算资源(时间、网络、存储、服务) Ubiquitous network access 用户可以使用各种设备(PC、Laptop、PDA、Mobile Phone、Thin Client等)通过网络访问 Location independent resource pooling 提供者把计算资源(程序、服务、虚拟机、存储、网络等)池化,以多种租用方式提供给用户; 用户按需自动获得物理的、虚拟的资源; 用户通常不能也不知道资源的具体位置; Rapid elasticity 快速弹性部署 Scale up /Scale down P
18、ay per use 具有精准的计量/计费功能(metering/chargeback) 用户按实际使用的资源及时间付费 云计算的特征云计算的特征 云计算的提供模式云计算的提供模式 公共云公共云 服务提供者拥有和管理 通过internet访问 按使用资源支付费用 私有云私有云 由组织私有和管理 限制外部用户访问 混合云混合云 公共云和私有云的混合 SAAS(软件即服务)应用、过程、信息 省去服务器和软件授权上的开支; 不需要管理任何架构、软件。 直接访问并使用云平台提供商提供的服务(如CRM,Mail, live office,etc.) PaaS(平台即服务) 可描述为一个完整的虚拟平台,它
19、包括一个或多个服务器(在一组物理服务器上虚拟而成)、操作系统以及特定的应用程序(例如用于基于 Web 的 应用程序的 Apache 和 MySQL) 最常用的是提供一个开发平台 用户可以开发、部置自己的应用 不需要管理系统架构 IaaS(架构即服务) 以服务的形式交付计算机基础设施。 提供一个完整的计算机环境(虚拟的服务器、存储、网络) 用户可以部署和运行任意的软件和应用 具有完全控制自己资源的能力 云计算提供的服务类型云计算提供的服务类型 Dropbox Amazon Web Services Mozy Oracle IaaS Windows Azure Google App Engine
20、Aptana Cloud oracle DaaS/MaaS Zoho S Basecamp oracle.cloud Google Apps 云计算的驱动力云计算的驱动力 The enterprise world we live in 2012 and beyond Global Direct, Open Customers Communication Transparency Work Remotely Digital Life Convergence (e.g. Social Media) (Work and Personal lines are blurring) (Customers,
21、 Resources, IPs are acquired everywhere) (Mobility Trend) (Blogs, Social Computing) Brief Collaboration (Assemble the best, Disassemble upon completion) 版权所有 2012,Oracle 和/或其分支机构。保留所有权利。 Layoffs 2008-09 Economy is upside down Excess Capacity Bankruptcy 版权所有 2012,Oracle 和/或其分支机构。保留所有权利。 Why Cloud Com
22、puting Business Lower Total Cost of Ownership Faster Time to Market Operations Flexible scale Lower upfront costs Development No software licensing costs Enable Agility 43 对对云云服务提供商服务提供商: 超大规模超大规模(large)(large) 虚拟化虚拟化(virtualization)(virtualization) 高可扩展性高可扩展性(scale up/down)scale up/down) 高可靠性高可靠性(H
23、AHA) 通用性通用性(hire appshire apps) 可计可计量量性性(chargeback)(chargeback) 对对云云用户用户: 按需服务按需服务(on demand)(on demand) 极其廉价极其廉价(cheap)(cheap) 易用性易用性(easy-to-use)(easy-to-use) 云计算云计算通用特点通用特点 云云计计算算优势优势? Amazon采用云计算的 一个最主要的原因是他 们只利用了10%的服务 器资源,而用90%的服 务器资源来应对应用 “峰值”的出现 AmazonAmazon 10%10% 任何时间/任何地点都可以访问数据/应用 提高可靠性
24、及数据安全性 广泛的可访问的应用和软件 软件可以得到及时更新 成本的降低 用用 户户 数数 业务总成本业务总成本 配置成本 最初投资成本,包括 采购、硬件、软件、 许可等 变化成本 用用 户户 数数 业务总成本业务总成本 无配置成 本 变化成本 传统传统ITIT 云计算云计算 对开发者/测试者云计算优势 整合性:整合性:在整个云计算平台中,所有硬件资源被整合为一个大的可重复使用的资源池(cpu、memory、storage、network等) 扩展性:扩展性:可以将复杂的工作负载分解成小块的工作,并将工作分配到可逐渐扩展的云计算中心;而需要增加的管理费用几乎为 零。 有效性:有效性:基于服务为
25、导向的架构,动态地分配和部署共享的计算资源。 灵活性:灵活性:可以支持多种计算机应用类型,且同时支持消费者应用和商业应用。 动态性:动态性:能够监控计算资源,并根据已定义的规则自动地平衡资源的分配。 虚拟性:虚拟性:计算资源的物理位置及底层的基础架构对于用户来说是透明和不相关的,用户通过简单的界面使用资源,并感觉自己 独享资源。 快速布署:快速布署:云中资源/功能服务支持快速布署(几分钟) 灵活的收费系统:灵活的收费系统:根据资源大小、流量、时间等多种收费机制,用户只需支持支付使用费用,不需支持软件许可 易用性:易用性:和使用传统计算机系统一样 标准性:标准性:符合业界标准,提供开放接口 云云计计算具体算具体优势优势? 云云计算的架构及提供的服务计算的架构及提供的服务 云计算的基础架构云计算的基础架构 Cloud computing in use Public Cloud 企业云计算企业云计算 51 Enterprise Private CloudPrivate Cloud Exter
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