（云计算HCIP）HCIP全笔记（十一）本篇介绍虚拟化技术，内容包含：虚拟化介绍、虚拟化定义、虚拟化重要概念、虚拟机类型、虚拟化的特点：分区、隔离、封装、硬件独立

1. 虚拟化

• 这是云计算中的关键技术之一，将一台物理机逻辑成多态虚拟机的技术

虚拟化是一个抽象层，它打破了物理硬件和操作系统之间的硬性连接。 虚拟基础结构是一种企业级解决方案，可提供流畅、强大的计算能力，从而最大限度地利用资源和节约成本。 虚拟机是虚拟基础结构的重要元素。虚拟化可以让您在同一台物理机上独立、并行运行安装不同操作系统和应用程序的多台虚拟机。 使用虚拟化，您可以根据需要动态移动资源和处理能力。

2. 虚拟化发展史

3. 虚拟化的定义

• 将任何一种形式的资源抽象成另一种形式的技术都是虚拟化，是资源的一种逻辑表示。解除了物理硬件和操作系统之间的紧耦合关系。

• VMM虚拟机监视器(软件层)：将硬件资源转化成虚拟化资源交给虚拟机

3.1 虚拟化流程：

物理层资源：CPU、内存等资源通过软件层进行虚拟化，生成vCPU、将内存虚拟化生成虚拟内存等资源交给虚拟机运行

• 同时 虚拟化 还有以下好处
  • 提高资源利用率
  • 缩短业务上线周期
  • 降低成本

4. 虚拟化重要概念

• Host OS：运行在物理机之上的OS
• Hypervisor/VMM：虚拟化软件层/虚拟机监控机
• Guest OS：虚拟机操作系统

5. 虚拟机类型

• 区别：I型虚拟机要比II型虚拟机性能更高、局限性更低

6. 虚拟化特点

6.1 分区

分区意味着虚拟化层为多个虚拟机划分服务器资源的能力；

每个虚拟机可以同时运行一个单独的操作系统（相同或不同的操作系统），使您能够在一台服务器上运行多个应用程序；

每个操作系统只能看到虚拟化层为其提供的“虚拟硬件”（虚拟网卡、CPU、内存等），以使它认为运行在自己的专用服务器上。

6.2 隔离

虚拟机是相互隔离的，它崩溃或故障不会影响同一服务器上的其它虚拟机。

（例如，操作系统故障、应用程序崩溃、驱动程序故障，等等）

• 一个虚拟机中的病毒、蠕虫等与其它虚拟机相隔离，就像每个虚拟机都位于单独的物理机器上一样。

可以进行资源控制以提供性能隔离

• 您可以为每个虚拟机指定最小和最大资源使用量，以确保某个虚拟机不会占用所有的资源而使得同一系统中的其它虚拟机无资源可用。

可以在单一机器上同时运行多个负载/应用程序/操作系统，而不会出现我们刚才讨论传统x86服务器体系结构的局限性时所提到的那些问题（应用程序冲突、DLL冲突等）。

解决问题：一个虚拟机故障，不会导致其他虚拟机故障。

6.3 封装

封装意味着将整个虚拟机储存在独立于物理硬件的一小组文件中。

这样，您只需复制几个文件就可以随时随地根据需要复制、保存和移动虚拟机。

虚拟机资源：硬件配置、BIOS配置、内存状态、磁盘状态、CPU 状态等

6.4 相对于硬件独立

• 因为虚拟机运行于虚拟化层之上，所以只能看到虚拟化层提供的虚拟硬件；
• 此虚拟硬件也同样不必考虑物理服务器的情况；
• 这样，虚拟机就可以在任何x86服务器（IBM、Dell、HP等）上运行而无需进行任何修改。

这打破了操作系统和硬件以及应用程序和操作系统/硬件之间的约束。

7. 云计算与虚拟化的区别

虚拟化技术：

• 开源：KVM、XEN
• 闭源：Hyper-v、vSphere、FusionCompute

8. 缩略词

VRM——————————虚拟机资源管理，会与cna进行对接，可以控制多台cna

KVM——————————虚拟机中的模块，存储在linux内核里

XEN——————————虚拟机中的内核模块，06年以前主流的虚拟机架构

libvirt——————————软件包，负责对接驱动和管理工具，它拥有多种语言的api接口，可以用根据对应语言的api直接进行管理libvirt对kvm操作

Guest Os——————————虚拟机操作系统

Huest Os——————————硬件操作系统

driver——————————硬件驱动

HPA——————————物理机的物理内存

HVA——————————物理机的虚拟内存

GPA——————————虚拟机的物理内存

GVA——————————虚拟机的虚拟内存

TLB——————————转译后备缓冲区

CAM——————————结合存储