虚拟化技术特性介绍

1、虚拟化技术特性介绍技术创新，变革未来经过前面几章内容的学习，我们对虚拟机及其配套的资源了一定的认识和了解，为什么要使用虚拟机及虚拟机有什么特性是本章内容介绍的重点。使用虚拟化后的受益有哪些？使用了虚拟化，我能得到什么呢？?虚拟化的特点Guest OSGuest OSGuest OSHost OSVMVM分区隔离封装独立集群特性介绍虚拟化特性介绍集群是什么服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就像是只有一个服务器。集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。FusionCompu

2、te-主机主机是指安装了虚拟化操作系统的物理服务器，直接向云资源池提供CPU和内存等计算资源，还连接着交换机、存储设备，将网络、存储资源也一并接入到云资源池中。FusionCompute-集群FusionCompute通过对计算、网络、存储资源池化后，通过集群将其进行集中化管理，集群是对主机的逻辑划分，能够提升服务器硬件资源利用率、高可用性和管理效率，简化繁琐的服务器运维集群管理功能说明界面入口监控集群查看集群监控信息，以便了解集群在指定时间段内的运行状态。“计算池 站点 集群”配置集群属性调整集群属性，包括HA策略、内存复用策略、虚拟机启动策略等。配置资源调度策略设置集群的计算资源调度策略，

3、实现集群内计算资源的动态调度，达到计算资源的合理分配。主机管理功能说明界面入口监控主机查看主机监控信息，以便了解主机在指定时间段内的运行状态。“计算池 站点 集群 主机”配置主机属性调整主机属性，包括时间同步策略、BMC设置、存储多路径类型、维护模式等。配置主机网口管理与维护主机的网口，包括绑定网口、关联存储接口等。“计算池 站点 集群 主机 配置”配置主机关联的存储资源为主机关联存储资源，以便为主机上的虚拟机提供存储空间。添加主机管理员通过FusionCompute，在集群中添加主机。批量添加主机移除、下电、重启主机移动主机维护模式该任务指导管理员通过FusionCompute，设置主机进入

4、维护模式。主机进入维护模式后，可以将该主机与整个系统隔离开来，以便于在不影响系统业务的情况下，在该主机上执行部件更换或下电、重启等维护的操作。系统接口存储接口业务接口绑定接口存储接口通过FusionCompute，在主机中添加存储接口，实现主机与存储设备对接。添加多个存储接口，可以实现存储的多路径传输。每个主机最多可添加四个存储接口。在较大规模的部署环境中，一般都要求存储接口单独划分，做到存储平面与其它平面的隔离。业务接口通过FusionCompute，在主机中添加业务管理接口。业务管理接口是用于承载一些特殊业务流量的系统接口，这些特殊业务包括热迁移虚拟机、虚拟机主机容灾、虚拟化SAN存储心跳

5、检测等。主机添加成功后，在未配置业务管理接口的情况下，系统默认使用管理接口进行上述特殊业务的流量管理，与管理流量共用同一接口。启用相关功能的业务管理接口后，将使用业务管理接口进行该功能的流量管理。绑定接口如果主机网卡使用iNIC智能网卡，建议将主机的上行链路网口绑定，否则会影响端口组的广播抑制功能。Fusioncompute提供多种绑定模式以适应不同的场景需求集群特性 集群IMC其他内存复用NUMA基本特性CNA主机故障数据存储故障Windows虚拟机蓝屏HA集群资源调度电源管理DRS规则负载均衡HA机制集群VMVMVMVMVMVMVMVMHAHA机制支持主机、虚拟平台、虚拟机内部多种故障场景

6、的检测和虚拟机恢复支持集中控制HA和集群自治HA两种机制，可自选可设置HA心跳消息的网络平面，降低网络压力多种故障判断机制，避免漏判、误判故障支持共享存储与本地存储虚拟机HA大幅提升故障恢复速度，降低业务中断时间、保障业务连续性、实现一定的系统自维护3分钟恢复虚拟机N小时虚拟机物理主机物理服务器AOSAPPOSAPPX物理服务器BOSAPPOSAPP物理服务器CHA资源（可预留）OSAPPOSAPPOSAPPOSAPPOSAPP 用户价值故障处理策略原主机恢复HA虚拟机不处理HA虚拟机不处理重启虚拟机HA虚拟机负载均衡集群VMVMVMVMVMVMVMVM负载均衡动态资源调度 (DRS)技术特点

7、根据调度策略自动实现集群内虚拟机负载相对均衡；调度算法合理，兼顾虚拟机负载变化趋势，避免了虚拟机在主机上来回震荡迁移；独有的调度基线设置功能，避免虚拟机无用迁移；可针对特殊要求的虚拟机设置例外不调度或手动调度；支持管理员即时手动调度和按策略周期性自动调度；可按每天、每周、每月选择时间段精确设置调度策略。应用场景 & 客户价值 适用于虚拟机的业务负载具有较明显的持续性波峰和波谷变化，用户需要获取更好性能体验的场景；通过动态调度虚拟机，使各主机的资源利用率更加均衡，各主机的计算能力发挥更加充分，各虚拟机上的业务系统运行的效率更高。FusionComputeAppFusionComputeAppFu

8、sionComputeAppAppFusionComputeAppAppAppApp07:00电源管理集群VMVMVMVMVMVMVMVM07:0023:00VMVMVMVM分布式电源管理 (DPM)技术特点系统根据用户设定的DPM策略，将低负载主机上的虚拟机迁移走并对该主机下电、对于负载超过设置阈值的主机，系统智能选择一定数量的主机对其上电，以实现集群内主机整体的负载分担；可智能选择对1台还是多台主机同时进行上、下电；DPM和DRS同时考虑，避免两种功能相互影响；可按每天、每周、每月的时间段精确设置调度策略。应用场景 & 客户价值适用于虚拟机的业务负载具有较明显的持续性波峰和波谷变化，用户需

9、要节省能耗的场景；在保证业务系统正常运行的前提下，在业务负荷波谷阶段将虚拟机迁移整合到部分主机上，将空闲出来的主机智能下电，节省了系统能耗；在业务负载波峰阶段对下电的主机进行上电，以保证虚拟机的运行效率和业务体验。FusionComputeAppFusionComputeAppFusionComputeAppAppFusionComputeAppAppDRS规则VM1VM2VM1VM2VM1VM2VM1VM2聚集虚拟机互斥虚拟机VM1VM2虚拟机到主机主机组虚拟机组内存复用内存复用是指在服务器物理内存一定的情况下，通过综合运用内存复用单项技术（内存气泡、内存共享、内存交换）对内存进行分时复用。

10、通过内存复用，使得虚拟机内存规格总和大于服务器规格内存总和，提高服务器中虚拟机密度。智能内存复用可提升内存资源的利用率，帮助用户节省内存采购成本，延长物理服务器升级内存的周期。FusionSphere支持以下内存复用技术：内存气泡：系统主动回收虚拟机暂时不用的物理内存，分配给需要复用内存的虚拟机。内存的回收和分配均为系统动态执行，虚拟机上的应用无感知。整个物理服务器上的所有虚拟机使用的分配内存总量不能超过该服务器的物理内存总量。内存交换：将外部存储虚拟成内存给虚拟机使用，将虚拟机上暂时不用的数据存放到外部存储上。系统需要使用这些数据时，再与预留在内存上的数据进行交换。内存共享：多台虚拟机共享数

11、据内容为零的内存页。内存复用内存复用Hypervisor4GVM1 2GVM2 2GVM3 2GVM1 2GVM2 2GVM3 2G20%70%70%VM3 2GVM3 2GVM3 2G内存共享内存置换内存气泡内存复用技术华为虚拟化平台，通过智能复用以上三种技术可将内存复用比提升至150%。内存共享，写时复制内存置换内存气泡VM1VM2VM3物理内存DiskVMVMVM1VM2 内存 气泡空闲已用已用空闲内存共享虚拟机之间共享同一物理内存空间（蓝色），此时虚拟机仅对内存做只读操作。写时复制当虚拟机需要对内存进行写操作时（红色），开辟另一内存空间，并修改映射。内存置换虚拟机长时间未访问的内存内容

12、被置换到存储中，并建立映射，当虚拟机再次访问该内存内容时再置换回来。内存气泡Hypervisor通过内存气泡将较为空闲的虚拟机内存释放给内存使用率较高的虚拟机，从而提升内存利用率。易扩容集群虚拟资源池VMVMVMVMVM易扩容云计算的硬件技术：计算架构= Model 2 Scale Up Model 1 Scale Out 基于软件可靠性单个节点的可靠性增加节点实现可扩展性提高单节点能力实现可扩展性整体性能最优Not单个服务器性能NOTNOTNOTNUMANUMA-Node0NUMA-Node1InterconnectLocal AccessRemote AccessVMVMVMVMNUMAN

13、UMA(Non Uniform Memory Access Architecture)：物理服务器提高性能的一种技术,将物理服务器的CPU和内存资源分到多个node上，每个node内部可以完全独立工作。Node内的内存访问效率最高，如果一台VM的VCPU跨Node访问memory的话，必定会导致内存访问延迟的增加，NUMA保证了一个VM上的VCPU尽量分配到同一个node中的PCPU上。IMC在FusionCompute中，设置集群的IMC策略，使虚拟机可以在不同CPU类型的主机之间进行迁移。目前IMC策略仅支持Intel不同型号CPU的热迁移，其他厂商的CPU不能配置该功能。IMC可以确保集

14、群内的主机向虚拟机提供相同的CPU功能集，即使这些主机的实际CPU不同，也不会因CPU不兼容而导致迁移虚拟机失败。设置集群IMC策略时，如果集群中有主机或虚拟机，则必须满足下面的条件：集群下主机的CPU功能集必须等于或高于设置的目标基准功能集。集群下运行或休眠状态的虚拟机CPU功能集必须等于或低于目标基准功能集。如果存在不满足条件的虚拟机，需要将该虚拟机关机或迁移出该集群后设置。集群特性介绍虚拟化特性介绍虚拟机特性 虚拟机模板部署虚拟机克隆CPU QoS内存 QoS磁盘扩容网卡增删VNC登录Console控制台快速部署其他资源管理快照USB设备、PCI设备、GPU设备及光驱绑定或挂载创建虚拟机

15、流程开始创建 方式确定 名称选择资源选择操作系统配置 虚拟机 属性确认信息检查 进度完成创建虚拟机的方式创建方式说明创建空虚拟机空虚拟机就像一台没有安装操作系统的空白物理计算机。空虚拟机创建完成后，需要在上面安装操作系统。安装操作系统的方法与在物理机上安装操作系统的方法相同。通常在系统初始部署时，或系统中没有适合的模板或虚拟机时，需要创建空虚拟机。使用模板创建虚拟机使用模板创建和模板相似的虚拟机。将模板转为虚拟机，虚拟机的所有属性和模板相同，转换完成后，模板不再存在。通常在系统中有适合的模板时，或其他站点有合适的模板可以导出时，使用模板创建虚拟机可节省时间。使用虚拟机创建虚拟机以系统中已有的一

16、个虚拟机为副本，克隆一个和该虚拟机相似的虚拟机。要部署多个类似的虚拟机时，可在单个虚拟机上创建、配置和安装不同的软件，然后将该虚拟机克隆多次，而不用分别创建和配置每个虚拟机。什么是模板？模板是虚拟机的一个副本，包含操作系统、应用软件和虚拟机规格配置，使用模板创建虚拟机能够大幅节省配置新虚拟机和安装操作系统的时间。使用系统内已有的虚拟机制作模板，可以创建与模板设置一致的虚拟机，实现快速部署的功能。制作模板的方式制作方式说明虚拟机转为模板将虚拟机直接转换为模板，所有参数均使用该虚拟机当前设置。转换后，该虚拟机不再存在。虚拟机克隆为模板复制虚拟机为模板并可调整部分参数设置，使其与虚拟机稍有不同。克隆

17、完成后，该虚拟机仍可正常使用。模板克隆为模板复制模板为新模板并可调整部分参数设置，使其与原模板稍有不同。克隆完成后，原模板仍存在。虚拟机与虚拟机模板的区别虚拟机虚拟机模板可用性虚拟机与物理计算机一样，是运行操作系统和应用程序的虚拟计算机。模板是虚拟机的一个副本，包含操作系统、应用软件和虚拟机规格配置，但是不能直接运行。资源占用虚拟机运行在某个主机上，需要主机提供CPU、内存、存储等资源。模板不能直接运行，所以也不会真正占用主机的资源。用途虚拟机的主要用途是作为应用程序的运行载体，用于处理计算任务。模板的主要用途是用于批量创建虚拟机。虚拟机特性 (1)VM1VM2VMn模板部署VM1VM2VM3

18、VM4虚拟机复制CPU&内存 QoS预留预留份额限制份额限制内存CPU配置虚拟机属性 - CPU QoS（1/3）份额：表示虚拟机可占用主机系统资源的比例关系。物理CPU主频2.8GHz虚拟机A份额1000虚拟机B份额2000虚拟机C份额4000400MHz800MHz1600MHz配置虚拟机属性 - CPU QoS（2/3）预留：表示主机保留给虚拟机的最低资源量，这部分资源量不能被其他虚拟机占用。物理CPU主频2.8GHz虚拟机A份额1000预留700MHz虚拟机B份额2000预留0MHz虚拟机C份额4000预留0MHz700MHz700MHz1400MHz配置虚拟机属性 - CPU QoS

19、（3/3）限制：表示虚拟机可以使用的最大的资源量，虚拟机一旦达到限制的资源量，将无法继续占用更多的主机资源。物理CPU主频2.8GHz虚拟机A限制400MHz虚拟机B虚拟机C400MHz0MHz0MHz内存 QoS内存QoS包含如下三个参数：内存资源份额：定义多个虚拟机竞争内存资源的时候按比例分配内存资源。内存资源预留：定义多个虚拟机竞争内存资源的时候分配的内存下限，能够确保虚拟机在实际使用过程中一定可使用的内存资源。内存资源限制：定义虚拟机可以使用的最大的内存资源量，虚拟机一旦达到限制的资源量，将无法继续占用更多的内存资源。虚拟机特性 (2)VM75%VM25%资源热添加VMConsole控

20、制在线调整vCPU和内存FusionCompute虚拟资源池虚拟机APP技术原理vRAM 在线/离线添加删除vCPU 在线/离线添加删除技术特点平台支持在虚拟机运行情况下调整CPU和内存规格，虚拟机不需要重启即可生效；同时，对于不支持在线生效的操作系统，需要重启实时生效。适用场景根据业务需要，灵活调整虚拟机的CPU、内存数量配置应用价值 根据虚拟机的需求，灵活调整其配置 纵向扩展有效保证单个虚拟机QoS 与横向扩展有机结合，保证集群QoS高级特性前提 - Tools我需要虚拟机硬件信息我需要虚拟机状态信息内核态的硬件驱动快照热迁移在线调整虚拟机规格网卡QOS。用户态的vm-agent进程获取虚

21、拟机IP地址获取虚拟机状态虚拟机软关机虚拟机重启。Tools是一个性能优化程序，为虚拟机安装Tools可以让其获取到更好的性能，这样也意味着在用户操作窗口会有更好的体验。Tools的用途 (1/2)为虚拟机提供高性能的磁盘I/O和网络I/O功能为虚拟机提供虚拟硬件监控功能获取虚拟机指定网卡IP信息获取虚拟机内部各CPU利用率、内存利用率获取虚拟机内各个磁盘/分区的空间使用信息Tools的用途 (2/2)为虚拟机提供高级功能迁移虚拟机安全关闭虚拟机、安全重启虚拟机、休眠虚拟机在线调整虚拟机的CPU规格创建虚拟机快照虚拟机蓝屏检测虚拟机与主机时钟同步虚拟机网卡的高级功能，如QoS、流量整形、ARP

22、广播抑制、DHCP隔离、IP与MAC绑定。自动升级虚拟机的驱动程序，如Tools和智能网卡驱动。安装Tools选择虚拟机挂载Tools安装Tools重启虚拟机卸载Tools选择虚拟机在FusionCompute界面选中需要安装Tools的虚拟机。挂载Tools在虚拟机的操作菜单中选择“挂载虚拟机”。安装Tools根据操作系统使用不同的方式为虚拟机安装Tools。重启虚拟机安装Tools完成后需要重启虚拟机使Tools生效。卸载ToolsTools生效后，卸载Tools，以防止影响虚拟机的其他功能。迁移 - 更改主机FusionComputeAppApp服务器A服务器BFusionCompute

23、App迁移 - 更改主机FusionComputeAppApp服务器A服务器BFusionComputeApp迁移 - 更改数据存储FusionComput客户机客户机客户机FusionCompue数据存储A客户机数据存储B迁移的条件更改主机虚拟机未绑定GPU、USB设备等外设。目标主机上有足够的CPU和内存资源，供虚拟机在目标主机上运行。如果源主机和目标主机的CPU类型不一致，需要开启集群的IMC模式。如果虚拟机跨集群迁移，且目的集群已启用IMC模式，则虚拟机的CPU配置不能高于该集群当前的CPU功能集。当跨集群迁移时，源主机所属集群和目标主机所属集群的内存复用开关设置需相同。源主机和目标主机均能访问虚拟机的所有磁盘，即虚拟机磁盘所属的数据存储必须同时关联至源主机和目标主机。源主机和目标主机的网络必