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伺服器虛拟機底層實作包括,網絡虛拟架構是什麼

網絡虛拟架構又稱伺服器虛拟化,是指将一台實體的計算機軟體環境分割為多個獨立分區,每個分區均可以按照需求模拟出一台完整計算機的技術。

網絡虛拟架構又稱伺服器虛拟化,是指将一台實體的計算機軟體環境分割為多個獨立分區,每個分區均可以按照需求模拟出一台完整計算機的技術。

伺服器虛拟機底層實作包括,網絡虛拟架構是什麼

概述

虛拟化是一種方法,本質上講是指從邏輯角度而不是實體角度來對資源進行配置,是從單一的邏輯角度來看待不同的實體資源的方法。以此出發,虛拟化是一種邏輯角度出發的資源配置技術,是實體實際的邏輯抽象。比如說,目前隻有一台計算機,通過虛拟技術,在使用者看來,可以多台,每台都有其各自的 CPU、記憶體、硬碟等實體資源。

對于使用者,虛拟化技術實作了軟體跟硬體分離,使用者不需要考慮背景的具體硬體實作,而隻需在虛拟層環境上運作自己的系統和軟體。而這些系統和軟體在運作時,也似乎跟背景的實體平台無關。

伺服器虛拟化技術是将伺服器實體資源抽象成邏輯資源,讓一台伺服器變成幾台甚至上百台互相隔離的虛拟伺服器,我們不再受限于實體上的界限,而是讓 CPU、記憶體、磁盤、I/0 等硬體變成可以動态管理的“資源池”,進而提高資源的使用率,簡化系統管理,實作伺服器資源整合,讓 IT 對業務的變化更具适應力。

虛拟化的概念在 20 世紀 60 年代首次出現,利用它可以對屬于稀有而昂貴資源的大型機硬體進行分區。随着時間的推移,微型計算機和 PC 可提供更有效、更經濟的方法來配置設定處理能力,是以到 20 世紀 80 年代,虛拟技術已不再廣泛使用。

但是到了 20 世紀 90 年代,研究人員開始探索如何利用虛拟化解決與廉價硬體激增相關的一些問題,例如,使用率不足、管理成本不斷攀升和易受攻擊等。虛拟化技術處于時代前沿,可以幫助企業更新和管理他們在世界各地的 IT 基礎架構并確定其安全。虛拟化技術可以擴大硬體的容量,簡化軟體的重新配置過程。CPU 的虛拟化技術可以單 CPU 模拟多 CPU 并行,允許一個平台同時運作多個作業系統,并且應用程式都可以在互相獨立的空間内運作而互不影響,進而顯著提高計算機的工作效率。

所有的 IT 裝置,不管是 PC、伺服器還是存儲,都有一個共同點:它們被設計用來完成一組特定的指令。這些指令組成一個指令集。對于虛拟技術而言,“虛拟”實際上就是指的虛拟這些指令集。虛拟機有許多不同的類型,但是它們有一個共同的主題就是模拟一個指令集的概念。每個虛拟機都有一個使用者可以通路的指令集。虛拟機把這些虛拟指令“映射”到計算機的實際指令集。硬分區、軟分區、邏輯分區、Solaris Container、VMware、Ken、微軟 Hyper—V 這些虛拟技術都是運用的這個原理,隻是虛拟指令集所處的層次位置不同。無論哪一種虛拟技術,都要求需要實施虛拟化的實體伺服器能夠良好地支援這些的虛拟化指令集。

虛拟化程度

全虛拟化方式

全虛拟化方式(Full Virtualization)是指虛拟管理層對底層硬體進行完全模拟,把底層硬體平台的 API 完整拷貝并提供給上層虛拟機,虛拟機中的客戶作業系統和應用無法感覺真實機器的存在。全虛拟化方式的優點是相容性好,可以在虛拟機上使用任何類型的作業系統,客戶作業系統無需修改,所有軟體都能在虛拟機中運作;但其缺點是性能開銷較大,以軟體來完全模拟底層硬體必然影響硬體調用的性能。

半虛拟化方式

半虛拟化方式(Para—virtualization)是指虛拟管理層對底層硬體進行部分模拟,把底層硬體平台的低級 API 用一套進階 API 來代替并提供給上層虛拟機,客戶作業系統需要支援底層硬體。這樣,虛拟機在運作時可減少使用者模式(User Mode)和特權模式(Supervisor Mode)之間的切換,進而降低運作時的開銷。例如,虛拟化軟體 XEN 就是使用了半虛拟化方式。

伺服器虛拟化的實作技術

實作虛拟化的技術主要有純軟體的虛拟化技術和硬體輔助虛拟化技術兩種。前者是目前主流的虛拟化技術,具有成熟的應用,硬體輔助虛拟化技術是今後的發展方向。

軟體虛拟化技術

傳統的計算機層次結構分為三層,即硬體層(Hardware Layer)、主機作業系統層(HostOS Layer)和應用層(Application Layer)。在這種結構中,主機作業系統統一控制、管理和配置設定整個計算機的硬體和軟體資源,這種結構的缺點主要在于未能充分發揮 CPU 的性能,使用率較低;還有就是一台計算機無法滿足同時運作多平台的應用需求,如果對于一種不同的應用程式采用一台獨立的實體伺服器,解決方案是增加伺服器的數量,這無疑将增加投資成本。

伺服器虛拟化技術采用純軟體的方法,就是在硬體層之上仍然安裝被稱為主機作業系統的系統,在其上部署虛拟機軟體(Virtual Machine Software,VMS),根據實際應用需求,VMS 可以将實體計算機虛拟出多個分區,每一個分區稱為一個虛拟機(Virtual Machine,VM)。虛拟機具有完整的計算機應用環境,包括硬體層(由 VMS 提供)、驅動接口層(由 VMS 提供)、作業系統(Guest OS Layer)及應用層(Applications),都是建立在計算機的應

用環境上,屬于使用者級軟體。這樣使用者可以“随心所欲”地安裝應用程式。實作這種虛拟化技術關鍵在于虛拟機軟體的可靠性。

對于一台獨立的實體伺服器,在這台伺服器上安裝作業系統,在作業系統安裝相應的應用程式,這種傳統架構是一台獨立的實體伺服器作為一種應用程式伺服器使用。伺服器虛拟化之後,一台獨立實體伺服器的資料被虛拟化為若幹個獨立的主機,這些主機可以單獨安裝其他的作業系統,在作業系統之上又可以分别安裝各種不同的應用程式。

基于軟體虛拟化技術實作的虛拟機軟體主要有 VMware 的 Workstation、Microsoft 的 Hvper-V、Parallels 等,這些軟體在近年來得到了迅速的推廣和應用。

虛拟化技術的特點

由于虛拟化技術将實體伺服器進行了抽象,形成邏輯上的伺服器,因而有助于我們更好管理伺服器的計算資源,與傳統應用相比.有以下四大突出的特征。

(1)分區:将實體伺服器進行虛拟化後。使得在一個實體伺服器上同時運作多作業系統,每個作業系統單獨運作在一台虛拟機,通過在多個虛機之間劃分系統資源以滿足使用需求,顯然,這将提高伺服器的利用效率。

(2)隔離:由于在硬體層實作了虛拟機之間的故障和安全隔離,因而因作業系統或應用軟體帶來的安全問題能夠更好地進行隔離,更好地保證安全性。而且通過進階資源調控還能動态地保證不同虛機的性能。

(3)封裝:運作的每個虛機都被封裝為檔案,這樣在移動和複制虛機時就如同移動和複制檔案一樣簡單,提高管理和部署的便利。

(4)硬體獨立性:虛拟機可以在異構硬體安裝和移動,基于虛拟化技術,可以在 AMD 或 Intel 架構的伺服器上進行不同作業系統的安裝和移動,可以更好地整合現有的異構硬體資源來提高使用效率和節約投資。