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Fault-Tolerant Virtual Machines-VMware vSphere容错虚拟机设计 (1)

我们实现了一个商业企业级的系统,以提供容错的虚拟机,其基础是通过另一台服务器上的备份虚拟机来复制主虚拟机的执行。我们在VMware vSphere 4.0中设计了一个完整的系统,该系统易于使用,在商品服务器上运行,并且通常使实际应用的性能降低不到10%。此外,在几个实际应用中,保持主虚拟机和副虚拟机同步执行所需的数据带宽低于20 Mbit/s,这使得在更远的距离上实现容错成为可能。一个易于使用的、能在故障后自动恢复冗余的商业系统,除了复制的虚拟机执行外,还需要许多额外的组件。我们已经设计并实现了这些额外的组件,并解决了在支持运行企业应用程序的虚拟机中遇到的许多实际问题。在本文中,我们描述了我们的基本设计,讨论了备选的设计选择和一些实施细节,并提供了微型测试和实际应用的性能结果。

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网络虚拟化和SDN

一、什么是虚拟化 虚拟化技术,就是将一个物理实体,通过一些复用的技术,克隆出多个虚拟的等价物,这些虚拟的等价物依附于物理的实体之上,共享物理实体的各种资源。类似于进程与线程的关系,在一个进程内可以fork出多个线程,所有线程共享进程的内存资源。 提到虚拟化技术,现在通常是指服务器虚拟化server virtualization,存储虚拟化storage virtualization,网络虚拟化network virtualization。注意虚拟化与SDN是不同的概念,只是SDN的诞生跟虚拟化技术密切相关,而且可能会是SDN的一种重要应用领域。网络虚拟化跟SDN关系最为密切,其次是服务器虚拟化,至于存储虚拟化与SDN关系不大。 二、服务器虚拟化 随着计算机技术特别是CPU/硬盘/内存的飞速发展,个人计算机/小型服务器能力越来越强,资源闲置的越来越多,就有人想把虚拟化技术搬到它们上面来。vmware公司在1999年推出了第一款基于X86商业虚拟化软件,允许在多个操作系统运行在一个PC上面,还内置网络的支持,多个操作系统可以通过内部网络来通信。 Internet大发展之后,网络数据流越来越大,对服务器的要求也越来越大,包括Internet数据中心,运营商数据中心,政府/企业内部大大小小的数据中心,都需要大量服务器。服务器越来越多,对服务器的利用率却不高,大量CPU/内存/硬盘资源闲置,自然而言,人们想到了服务器虚拟化。到了云时代,很多IDC提供公有云或者私有云服务,一些企业或者个人在云服务器提供商的网络里面租用服务器来构建自己的网络和服务。 通过服务器虚拟化,云服务提供商可以将一台物理设备1虚拟成多个虚拟机,将不同的虚拟机租用给不同的客户,用户之间天然隔离,每个虚拟机都分配了一定数量的CPU/存储/内存资源和网络带宽资源。 最早做主机/服务器虚拟化的是vmware公司,后来很多公司看到商机纷纷跟进,比如微软Microsoft的Hyper-V,思杰Citrix的XenServer,红帽redhat的KVM,这三家公司的三个虚拟化产品都是收购来的。除此之外,还有剑桥大学开发的XEN等开源免费的虚拟机,亚马逊的ASW系统就是基于XEN搭建起来的。 虚拟化产品的核心部分是Hypervisor,虚拟机平台的超级管理系统,是一种在虚拟环境中的操作系统,可以访问服务器上包括磁盘和内存在内的所有物理设备。不但协调这些硬件资源的访问,也同时在各个虚拟机之间施加防护。当服务器启动并执行Hypervisor时,会加载所有虚拟机客户端的操作系统,同时会分配适量的内存,CPU,网络和硬盘。很多与虚拟机相关的功能,都发生在Hypervisor上,下图为物理服务器内部的虚拟机架构

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virsh 虚拟机迁移目录_虚拟机迁移的六个步骤

虚拟机静态迁移: 静态迁移也叫做常规迁移、离线迁移(Offline Migration)。是在虚拟机关机或暂停的情况下,拷贝虚拟机磁盘文件与配置文件到目标虚拟主机中,实现的从一台物理机到另一台物理机的迁移。因为虚拟机的文件系统建立在虚拟机镜像文件上面,所以在虚拟机关机的情况下,只需要简单的迁移虚拟机镜像和相应的配置文件到另外一台物理主机上即可。如果需要保存虚拟机迁移之前的状态,那么应该在迁移之前将虚拟机暂停,然后拷贝状态至目的主机,最后在目的主机重建虚拟机状态,恢复执行。这种方式的迁移过程需要显式的停止虚拟机的运行。从用户角度看,有明确的一段停机时间,虚拟机上的服务不可用。这种迁移方式简单易行,适用于对服务可用性要求不严格的场合。

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为什么建议使用虚拟机来安装Linux?

在与部分读者的交流中,笔者发现,很多初学者都认为,学习 Linux 就必须将自己的电脑装成 Linux 系统或者必须要有真正的服务器设备。而实际上,这是一些机构、书籍或网络文章给大家传导的错误思想。 其实,学习 Linux 最简单、最实用的环境就是虚拟机环境(例如,通过 VMware Workstation 软件学习),这样说的原因有如下几点。 1) 利用虚拟机软件搭建 Linux 学习环境简单,容易上手,最重要的是利用虚拟机模拟出来的 Linux 与真实的 Linux 几乎没有区别,而购买服务器动则就要一两万元人民币,不是一般的初学者所能承受的,且声音很大,也很费电。 如果用 PC 和笔记本搭建 Linux(包括双系统共存方式),那就完全是 Linux 环境了,这样做不但加大了你的学习难度(例如,没法用 Word 等记笔记,以及正常浏览网页),也与实际的工作环境相差很远,而用虚拟机软件来搭建环境是最接近企业工作环境的。

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