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云上的虚拟化架构

发布时间:2022-10-22 15:16:26 所属栏目:系统 来源:
导读:  虚拟化技术作为实现云计算的技术支撑手段之一,重要性不言而喻。

  虚拟化重要概念

  虚拟化技术实现了操作系统与物理服务器解耦,采用虚拟硬件的方式构造虚拟机,并且虚拟机数据都保存在文件当中,
  虚拟化技术作为实现云计算的技术支撑手段之一,重要性不言而喻。
 
  虚拟化重要概念
 
  虚拟化技术实现了操作系统与物理服务器解耦,采用虚拟硬件的方式构造虚拟机,并且虚拟机数据都保存在文件当中,易于迁移,复制及备份保护。在这样的架构中云系统架构KVM,大大提高了资源利用率,使得资源能够按需提供;同时,虚拟机之间具备独立性,相互之间不会冲突,个体间具备强大的安全和故障隔离功能。
 
  总之,虚拟机普遍都具备以下三个特征:
 
  了解虚拟化技术的架构,我们才能更好的实现虚拟化技术所带来的种种价值。虚拟化技术的架构分类一般采用两种方式进行分类:一种是根据虚拟化在整个系统中的位置不同分类;一种是根据Hypervisor的实现方式和所处位置不同分类。下面重点介绍一下这两种分类:
 
  根据虚拟化在整个系统中的位置不同
 
  大体虚拟化架构分为以下四种:
 
  虚拟化架构
 
  寄居虚拟化:寄居虚拟化架构指在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序,依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理。虚拟化管理软件作为底层操作系统(Windows或Linux等)上的一个普通应用程序,然后通过其创建相应的虚拟机,共享底层服务器资源。也可以理解为在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序,依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理。
 
  裸金属虚拟化:裸金属虚拟化架构指直接在硬件上面安装虚拟化软件,再在其上安装操作系统和应用,依赖虚拟层内核和服务器控制台进行管理。Hypervisor是指直接运行于物理硬件之上的虚拟机监控程序。它主要实现两个基本功能:首先是识别、捕获和响应虚拟机所发出的CPU特权指令或保护指令;其次,它负责处理虚拟机队列和调度,并将物理硬件的处理结果返回给相应的虚拟机。
 
  操作系统虚拟化:操作系统虚拟化架构在操作系统层面增加虚拟服务器功能。操作系统虚拟化架构把单个的操作系统划分为多个容器,使用容器管理器来进行管理。宿主操作系统负责在多个虚拟服务器(即容器)之间分配硬件资源,并且让这些服务器彼此独立。没有独立的hypervisor层。一个明显的区别是,如果使用操作系统层虚拟化,所有虚拟服务器必须运行同一操作系统(不过每个实例有各自的应用程序和用户账户)。
 
  混合虚拟化:将一个内核级驱动器插入到宿主操作系统内核。这个驱动器作为虚拟硬件管理器来协调虚拟机和宿主操作系统之间的硬件访问。混合虚拟化需要底层硬件支持虚拟化扩展功能。
 
  以上四种虚拟化架构中,一般虚拟化的层数越少,则“损耗”越小,所以当下或者未来在数据中心的架构趋势一定是裸金属虚拟化和混合虚拟化。
 
  根据Hypervisor的实现方式和所处的位置
 
  Type 1 Hypervisor
 
  裸机型Hypervisor Bare-metal(业界有时会统称其为Type 1 Hypervisor):最为常见,直接安装在硬件计算资源上,直接管理和调用硬件资源,不需要底层操作系统,可以理解为Hypervisor被做成了一个很薄的操作系统。操作系统安装并且运行在Hypervisor之上。主流的虚拟化产品都使用裸机型的Hypervisor,其中包括VMware ESX Server、Microsoft Hyper-V和Citrix XenServer。此种方案的性能处于主机虚拟化和操作系统虚拟化之间。
 
  Type 2 Hypervisor
 
  主机型的Hypervisor Hosted(业界有时会统称其为Type 2 Hypervisor):也有一些这样的Hypervisor可以内嵌在硬件计算资源的固件套装中——和主板BIOS位于同一级别。也就是跑在操作系统上的应用软件。如KVM、VirtualBox和VMWare Workstation都属于这个类型。
 
  针对以上两种类型,1型虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别优化,性能上比2型要高。2型虚拟化因为基于普通的操作系统,会比较灵活,比如支持虚拟机嵌套。嵌套意味着可以在KVM虚拟机中再运行KVM。
 
  
 

(编辑:航空爱好网)

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