云计算虚拟化技术基础与实践：其他主流虚拟化技术

云计算虚拟化技术基础与实践其他主流虚拟化技术目录CONTENT01.VMware02.Hyper-V03.XenProject04.oVirt05.ProxmoxVE06.VirtualBox本章重点了解VMware公司相关虚拟化产品的分类。了解Hyper-V的基本功能及使用方式。了解XenProject的架构及功能。了解oVirt的基本功能。了解ProxmoxVE的基本功能。了解VirtualBox的基本功能。VMwareVMware简介VMware产品分类011.VMware简介VMware公司创办于1998年，其中VM即VirtualMachine，从名字可以看出，这是一家专注于提供虚拟化解决方案的公司。VMware中国区官方网站地址是https://www.vmware.com/cn.html。VMware公司作为最成熟的商业虚拟化软件提供商，其产品线是业界覆盖范围最广的，其技术能够简化IT的复杂性，优化运维，帮助企业变得更加敏捷、高效，利润更加丰厚。VMware可以虚拟化企业级应用，例如可以虚拟化MicrosoftExchange并超越本机性能，同时让基础架构实现5到10倍的整合率。2.VMware产品分类1.混合云平台VMwareCloudFoundation是面向私有云和公有云的集成式云计算基础架构和管理服务，是基于全体系超融合基础架构(HCI)技术构建的混合云平台，用于管理虚拟机和编排容器。VMware混合云基于VMwareCloudFoundation，能够管理跨数据中心、公有云和边缘环境部署的基于虚拟机和容器的应用组合，可以提供虚拟化和软件定义数据中心(SoftwareDefinedDataCenter，SDDC)技术。VMware混合云架构2.VMware产品分类2.桌面和应用虚拟化桌面和应用虚拟化可以随时随地向任何设备提供安全的桌面和应用。它是一种在本地数据中心或云端发布终端用户桌面和应用，并在端点设备上呈现的软件技术。桌面和应用虚拟化能使终端用户安全地访问企业资源，随时随地在任何设备上工作。桌面和应用虚拟化的产品包括Horizon，HorizonCloud和HorizonApps等。2.VMware产品分类3.数据中心虚拟化VMware的数据中心虚拟化可以利用服务器虚拟化整合虚拟化网络连接、存储和安全保护，将数据中心转变成灵活的云计算基础架构。VMware的数据中心虚拟化产品包括：vSphere，vSphereHypervisor，vCenterServer和VMwarevCenterConverter等。vSphere将虚拟化扩展到存储和网络服务，并添加基于策略的自动调配和管理功能。vCenterServer是高级服务器管理软件，用于控制vSphere环境的集中式平台，可对虚拟机进行实时监控，包括服务器应用，网络和共享存储，并诊断故障。VSphere数据中心物理拓扑图2.VMware产品分类4.网络虚拟化NSXCloud是适用于软件定义的数据中心(SDDC)的网络虚拟化平台。通过将虚拟机运维模式引入数据中心网络，可以大幅提升网络和安全运维的经济效益。使用NSXCloud，可为云中应用提供一致的网络和安全服务，提供跨虚拟网络、区域和云环境的全局原生安全策略和精确控制。借助NSXCloud，可获得一致的管理和安全策略。2.VMware产品分类5.存储虚拟化存储虚拟化是使用软件定义的存储技术增强和简化存储体系架构。主要产品有VMwarevSAN和VMwarevSphereVirtualVolumes等。vSAN是软件定义的基于服务器集群搭建的分布式存储，是企业级存储虚拟化软件，与vSphere结合使用时，可通过单个平台管理计算和存储。VMwarevSphereVirtualVolumes(vVols)，叫做VMware的虚拟卷，定义了一个独立于底层物理存储表现形式的全新虚拟磁盘容器。vSAN存储架构2.VMware产品分类6.桌面HypervisorVMware的桌面Hypervisor可以在单台PC或Mac上运行多个操作系统，为IT专业人员、开发人员和企业提供了强大的本地虚拟化沙箱，用以构建、运行或支持任何类型的应用。产品有VMwareWorkstationPro，VMwareFusionforMac和VMwareWorkstationPlayer。其中最出名的产品就是VMwareWorkstationPro。2.VMware产品分类7.云计算管理平台云计算管理平台通过统一平台，管理从传统虚拟化到容器等一切内容的混合虚拟环境。相关产品有vRealizeCloudManagement，vRealizeCloudUniversal，vRealizeAICloud和vRealizeOperations等。vRealizeCloudManagement可在数据中心、云环境和边缘环境中实现对应用、基础架构和平台服务的一致部署和运维。vRealizeCloudUniversal通过将SaaS和本地部署功能相结合来实现自动化、运维和日志分析，从而加快云计算的采用速度。vRealizeAICloud是用于优化基础架构运维的首个人工智能(AI)和机器学习(ML)解决方案，是vRealizeCloudUniversal的一部分。vRealizeOperations，是用于规划和扩展SDDC（SoftwareDefinedDataCenter软件定义的数据中心）多云基础架构的统一管理平台。“自动驾驶（Self-driving）”是vRealizeOperations提出的概念，它能够做到基于业务和运维意图来以最小的代价实现持续和自动的闭环性能优化。2.VMware产品分类8.新兴技术VMware在物理基础架构还是虚拟基础架构都为应用提供技术支持。这既包括传统虚拟化业务应用，也包括现代云端应用，例如大数据应用，高性能运算，区块链技术和物联网技术。VMware可对Hadoop等大数据应用进行虚拟化，可以简化大数据基础架构的管理。VMware也支持高性能计算(HighPerformanceComputing，HPC)的虚拟化。在区块链技术方面，VMware推出了企业区块链平台VMwareBlockchain。VMware还提供了服务于物联网的边缘基础架构和设备管理的管理平台PulseIoTCenter。Hyper-VHyper-V功能开启Hyper-V02Hyper-VHyper-V是微软的一款虚拟化产品，支持不同操作系统的虚拟化，包括各种版本的Linux、FreeBSD和Windows。Hyper-V设计的目的是为用户提供更为熟悉以及成本效益更高的虚拟化基础设施软件，降低运作成本、提高硬件利用率、优化基础设施并提高服务器的可用性。Hyper-V可以采用半虚拟化（Para-virtualization）和全虚拟化（Full-virtualization）两种方式创建虚拟机。Hyper-V目前已经被预先集成到Windows10Pro、Education和Enterprise中，但是在WindowsHome版上却并不自带。Hyper-VHyper-V以分区的形式进行虚拟机之间的隔离。Hyper-V的Hypervisor（超管理器）创建分区，在分区中运行系统。至少有一个运行Windows系统的分区，叫做父分区，或者根分区。根分区通过HyperCall超调用API创建子分区，并在子分区中创建各种操作系统的虚拟机。子分区需要支持硬件虚拟化，即需要处理器支持IntelVT-d或者AMD-V技术。Hyper-V架构1.Hyper-V功能Hyper-V可以建立或扩展私有云环境，通过移动或扩展共享资源的使用，包括内存、处理器、存储和网络用，按照需求变化调整利用率，提供更灵活的按需IT服务。Hyper-V能有效使用硬件，将服务器和工作负载合并到更少、功能更强大的物理计算机上，以减少能耗和物理空间。Hyper-V能建立或扩展虚拟机基础结构(VirtualDesktopInfrastructure，VDI)。使用具有VDI的集中式桌面策略可以提高业务灵活性和数据安全性，还可简化管理桌面操作系统和应用程序。Hyper-V能够提供虚拟机的灾难恢复和备份。Hyper-V能够进行虚拟机的实时迁移、存储迁移以及导入/导出功能，更轻松地移动或分发虚拟机。Hyper-V还能防止恶意软件和对虚拟机及其数据的其他未经授权的访问。Hyper-V支持嵌套虚拟化，允许用户将虚拟机用作Hyper-V主机并在该虚拟化的主机中再创建虚拟机，这对于开发和测试环境尤其有用。1.Hyper-V功能开启嵌套虚拟化时的Hyper-V架构未开嵌套虚拟化时的Hyper-V架构2.开启Hyper-V在Windows桌面操作系统的Windows10Pro、Education和Enterprise版本中，Hyper-V已经被预先集成，因此只需打开Hyper-V的功能即可使用。2.开启Hyper-VWindows重启后，可在Windows“开始”菜单的“Windows管理工具”处看到“Hyper-V管理器”，点击打开即可开启Hyper-V的虚拟化之旅。XenProjectXenProject架构XenProject功能XenProject安装03XenProjectXen是由剑桥大学计算机实验室开发的一个开源项目，Xen项目专注于在不同的商业和开源应用程序中推进虚拟化，包括服务器虚拟化，基础设施即服务（IAAS），桌面虚拟化，安全应用程序，嵌入式和硬件设备以及汽车和航空领域。Xen（发音为/'zɛn/）项目起源于古希腊语Xenos，用于指代在Xenia仪式（一种客人友谊仪式）下建立关系的客人与朋友。这在虚拟化术语中，类似于客户机操作系统与开发者社区和用户的关系。2013年，Xen虚拟机项目归Linux基金会所有。随之而来，采用了新商标“XenProject”，以将开源项目与使用较旧“Xen”商标的许多商业努力区分开来。1.XenProject架构在XenProject上运行的虚拟机，既支持半虚拟化，也支持全虚拟化。在XenProject的体系架构中，虚拟机和硬件之间的管理层，就是在硬件系统之上的XenHypervisor。在XenHypervisor上运行的虚拟机，有一个Domain0（dom0），也叫0号虚拟机，它是一个具有特权的特殊虚拟机。而其它的虚拟机都称之为DomainU。XenProject体系架构1.XenProject架构XenHypervisor直接运行于硬件之上，是Xen客户操作系统与硬件资源之间的访问接口。Domain0：运行在XenProject管理程序之上，是具有直接访问硬件和管理其他客户操作系统的特权客户操作系统。DomainU：指运行在Xen管理程序之上的普通客户操作系统或业务操作系统。DomainU不能直接访问硬件资源，如内存，硬盘等，但可以独立并行的存在多个。2.

XenProject功能01020304在安全性方面，XenProject提供了先进的安全功能，提供可靠的管理程序，XenProject是Citrix，Huawei，Inspur和Oracle成功的商业虚拟化产品的基础，行业参与者都将XenProject视为最大的可使用的安全虚拟化平台；XenProject支持多种主机和客户工作环境，包括泛虚拟化技术、硬件辅助支持以及修改过或未修改过的客户操作系统。在汽车和嵌入式领域，XenProject产品还提供了成熟度高、隔离性强、安全性高、带有实时支持、容错能力强和体系架构灵活的虚拟机管理程序应用。在云平台方面，XenProject是行业内超大规模云的第一选择，包括AmazonWebService，腾讯和阿里云，Oracle云，Rackspace的公共云和IBMSoftLayer；2.

XenProject功能XenProject虚拟机管理程序是一个开放源代码解决方案，是许多商业产品的基础。Xen的产品应用类型资源Linux发行版用户可以从大多数Linux和Unix的发行版（包括开源和商业版），中获得最新的Xen的软件包文件。商业服务器虚拟化产品提供以下的商业和开源产品：CitrixHypervisor(以前为XenServer)，HuaweiUVP，OracleVMforx86嵌入式Xen发行版提供以下的商业和开源产品：CrucibleHypervisor,Virtuosity(formerlyXZD),XenZynq基于Xen的安全产品提供以下的商业和开源产品：BitdefenderHVI,MagranaServer,OpenXT,QubesOS3.XenProject安装最好在物理机上安装XenProject。安装Xen可以使用源码的方式安装，也可以使用yum的方式安装。这里以在VMware的CentOS虚拟机上使用yum方式安装XenProject为例，给出简单的介绍。[root@localhost~]#yuminstallcentos-release-xen[root@localhost~]#yuminstallxen[root@localhost~]#yuminstallkernel-xen3.XenProject安装安装完毕后，重新启动系统，会发现新增的系统内核界面里面有XenHypervisor的选项。默认进入带有XenHypervisor的内核。重启系统后，可以通过“xllist”命令确认是否安装成功，如果能够看到“Domain-0”即说明XenProject已经安装成功。[root@localhost~]#xllistNameIDMemVCPUsStateTime(s)Domain-0010242r-----57.7oVirtoVirt功能oVirt安装04oVirtoVirt是一个开源的分布式虚拟化解决方案，官方网站是/。oVirt底层使用KVM内核虚拟化，并基于其他几个社区项目构建，包括Libvirt，Gluster，PatternFly和Ansible，能够管理整个企业基础架构。oVirt是一个基于x86架构上的KVM虚拟化技术的开源IaaS云服务解决方案。在架构设计上它使用了Node/Engine分离结构，以方便功能的划分与管理。截至2020年12月21日，oVirt的最新版本4.4.4全面上市。1.

oVirt功能oVirt的主要组件oVirt-engine计算引擎，Post-GRESQL数据库，AD或LDAP目录服务，RESTAPI对外数据接口，FC、iSCSI或NFS共享存储，Node计算节点集群。oVirt的主要功能主机、存储和网络配置的集成管理；在主机和存储之间实时迁移虚拟机和磁盘；主机发生故障时虚拟机的高可用性；为管理员和非管理员用户提供丰富的基于Web的用户界面等。1.

oVirt功能oVirt-engine管理端：提供完全的企业级虚拟化平台管理，包括用户管理，Web门户，存储管理，Node计算节点管理等。oVirt-node节点主机：oVirt-node数据节点端，用于基于KVM的虚拟化计算。oVirt主要组件架构2.oVirt安装安装oVirtEngine管理节点：在开始安装oVirt之前，添加官方存储库yuminstall/pub/yum-repo/ovirt-release43.rpm使用“yumupdate”命令对yum源进行更新，确保所有的程序包都是最新的。使用命令“yuminstallovirt-engine”安装oVirt-engine的程序包和相关依赖包。运行命令“engine-setup”命令对oVirt引擎进行配置。安装oVirtNode数据节点：在开始安装oVirt之前，添加官方存储库yuminstall/pub/yum-repo/ovirt-release43.rpm使用“yumupdate”命令对yum源进行更新，确保所有的程序包都是最新的。使用命令“yum-yinstallvdsm”安装VDSM。ProxmoxVEProxmoxVE功能ProxmoxVE安装05ProxmoxVEProxmox公司由MartinMaurer和DietmarMaurer于2005年成立，公司总部位于奥地利维也纳。公司的主要产品有ProxmoxVirtualizationEnvironment（Proxmox虚拟化环境），ProxmoxBackupServer（Proxmox备份服务器）和ProxmoxMailGateway（Proxmox邮件网关）。ProxmoxVE，即ProxmoxVirtualizationEnvironment，简称PVE，是一个开源且免费的基于Linux的企业级虚拟化方案。ProxmoxVE基于内置的Web界面，可以让用户方便快捷的管理虚拟机、容器、软件定义的存储、软件定义的网络，高可用性的集群等。ProxmoxBackupServer（Proxmox备份服务器）是一种企业备份解决方案，用于备份和还原虚拟机、容器和物理主机，支持增量备份，重复数据删除，Zstandard无损压缩和身份验证加密。ProxmoxMailGateway（Proxmox邮件网关）是一种开源的电子邮件安全解决方案。Proxmox技术是安全且开源的IT基础架构，公司的官方网站是/en/。1.ProxmoxVE功能ProxmoxVE支持管理平台的集群创建，使用基于数据库的Proxmox文件系统（pmxcfs）来保存配置文件。Proxmox集群ProxmoxVE内置的Web界面管理控制台可以纵览所有的KVM虚拟机，LXC容器和整个集群。可以通过Web界面轻松管理Proxmox的虚拟机，容器，存储和集群。基于WEB的管理界面在ProxmoxVE中可以使用基于角色的方法对所有对象，包括虚拟机，存储，节点等设置用户管理权限。基于角色的权限管理1.ProxmoxVE功能ProxmoxVE支持多种用户身份认证方法，即支持多认证源，包括Microsoft活动目录，LDAP，LinuxPAM以及ProxmoxVE内置的身份认证。多认证源ProxmoxVE支持多种存储技术，虚拟机镜像可以保存在服务器本地存储，也可以保存在基于NFS（NetworkFileSystem）的共享存储设备上。支持多种存储类型ProxmoxVE内嵌了虚拟机备份工具vzdump，可以在线创建KVM虚拟机和LXC容器的快照备份。虚拟机备份与恢复ProxmoxVE支持基于桥接模式的虚拟网络，还支持VLANs（802.1q）和网络绑定/链路聚合技术。支持多种虚拟网络技术2.ProxmoxVE安装ProxmoxVE的安装有两种方式：一种是安装一个最小化的Debian操作系统，然后在系统中添加Proxmox的安装源进行安装；另一种是下载Proxmox提供的ISO文件进行安装。最新的ProxmoxVE系统可到官方网页下载：/en/downloads。2.ProxmoxVE安装在裸机安装ProxmoxVE时，可以查看Proxmox官方网站的安装指南。Proxmox官方网站的安装指南VirtualBoxVirtualBox功能VirtualBox安装06VirtualBoxVirtualBox是一个强大的基于AMD64和Intel64的虚拟化产