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虚拟化技术详解样本
虚拟化技术
虚拟化技术是继互联网后又一种对整个信息产业有突破性贡献技术。
相应于计算系统体系构造不同层次,虚拟化存在不同形式。
在所有虚拟化形式中,计算系统虚拟化是一种可以隐藏计算资源物理特性以避免操作系统、应用程序和终端顾客与这些资源直接交互去耦合技术,涉及两种涵义:
使某种单一资源(例如物理硬件、操作系统或应用程序)犹如各种逻辑资源同样发挥作用,或者使各种物理资源(例如解决器、内存或外部设备)犹如单一逻辑资源同样提供服务。
通过度割或聚合既有计算资源,虚拟化提供了优于老式资源运用方式。
虚拟化技术发展为信息产业特别是总控与管理子系统建设带来了革新性变化,其所涉及到技术领域相称广泛。
在总控与管理子系统设计和实现中,虚拟化技术将体当前各种方面,为系统资源整合及性能提高产生重要作用。
一.1.1虚拟化原理
虚拟机是对真实计算环境抽象和模仿,VMM(VirtualMachineMonitor,虚拟机监视器)需要为每个虚拟机分派一套数据构造来管理它们状态,涉及虚拟解决器全套寄存器,物理内存使用状况,虚拟设备状态等等。
VMM调度虚拟机时,将其某些状态恢复到主机系统中。
一.1.2虚拟化有何优势
当前,大多数只能运营单一应用服务器,仅能运用自身资源20%左右,而其她80%甚至更多资源都处在闲置状态,这样就导致了资源极大挥霍,虚拟化技术通过资源合理调配,运用其他资源来虚拟其他应用将使得服务器变得更加经济高效。
除能提高运用率外,虚拟化还兼具安全、性能以及管理方面优势。
顾客可以在一台电脑中访问多台专用虚拟机。
如果需要,所有这些虚拟机均可运营完全独立操作系统与应用。
例如,防火墙、管理软件和IP语音—所有应用均可作为完全独立系统。
这为当前单一系统使用模式提供了巨大管理和安全优势。
在单一使用模式下,只要某个应用浮现故障或崩溃,在故障排除之前,整个系统都必要停止运营,从而导致极高时间和成本支出。
提供互相隔离、安全、高效应用执行环境。
顾客可以在一台计算机上模仿各种系统,各种不同操作系统,虚拟系统下各个子系统互相独立,虽然一种子系统遭受袭击而崩溃,也不会对其她系统导致影响,并且,在使用备份机制后,子系统可以被迅速恢复。
同步,应用执行环境简朴易行,大大提高了工作效率,减少总体投资成本。
采用虚拟化技术后,虚拟化系统可以以便管理和升级资源。
老式IT服务器资源是硬件相对独立个体,对每一种资源都要进行相应维护和升级,会耗费公司大量人力和物力,虚拟化系统将资源整合,在管理上十分以便,在升级时只需添加动作,避开老式公司进行容量规划、定制服务器、安装硬件等工作,提高了工作效率。
虚拟化其他优势还涉及:
可以在不中断顾客工作状况下进行系统更新;可以对电脑空间进行划分,区别业务与个人系统,从而防止病毒侵入、保证数据安全。
此外,虚拟化紧急状况解决服务器(EmergencyServer)支持迅速转移和复制虚拟服务器,因而可以提供一种简朴便捷劫难恢复解决方案。
一.1.3存储虚拟化
存储虚拟化是指为物理存储设备提供一种抽象逻辑视图,顾客可以通过这个视图中统一逻辑接口来访问被整合存储资源。
就是把各种存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定手段集中管理起来,所有存储模块在一种存储池中得到统一管理,从主机和工作站角度,看到就不是各种硬盘,而是一种分区或者卷,就好象是一种超大容量硬盘。
这种可以将各种、各种存储设备统一管理起来,为使用者提供大容量、高数据传播性能存储系统,就称之为虚拟存储。
随着存储网络技术发展,基于网络存储虚拟化也于今年得到了广泛应用,典型代表是网络附加存储(NAS)和存储区域网络(SAN)。
总控与管理子系统数据存储实现即采用了基于网络存储虚拟化技术,将物理网络上分散存储众多数据整合为一种统一逻辑视图,以便顾客访问,提高了数据管理效率。
虚拟存储设备重要通过大规模RAID子系统和各种I/O通道连接到服务器上,智能控制器提供LUN访问控制、缓存和其她如数据复制等管理功能。
这种方式长处在于存储设备管理员对设备有完全控制权,并且通过与服务器系统分开,可以将存储管理与各种服务器操作系统隔离,并且可以很容易地调节硬件参数。
虚拟存储具备如下特点:
(1)虚拟存储提供了一种大容量存储系统集中管理手段,由网络中一种环节(如服务器)进行统一管理,避免了由于存储设备扩充所带来管理方面麻烦。
例如,使用普通存储系统,当增长新存储设备时,整个系统(涉及网络中诸多顾客设备)都需要重新进行繁琐配备工作,才可以使这个“新成员”加入到存储系统之中。
而使用虚拟存储技术,增长新存储设备时,只需要网络管理员对存储系统进行较为简朴系统配备更改,客户端无需任何操作,感觉上只是存储系统容量增大了。
(2)虚拟存储可以大大提高存储系统整体访问带宽。
存储系统是由各种存储模块构成,而虚拟存储系统可以较好地进行负载平衡,把每一次数据访问所需带宽合理地分派到各个存储模块上,这样系统整体访问带宽就增大了。
例如,一种存储系统中有4个存储模块,每一种存储模块访问带宽为50MBps,则这个存储系统总访问带宽就可以接近各存储模块带宽之和,即200MBps。
(3)虚拟存储技术为存储资源管理提供了更好灵活性,可以将不同类型存储设备集中管理使用,保障了顾客以往购买存储设备投资。
(4)虚拟存储技术可以通过管理软件,为网络系统提供某些其他有用功能,如无需服务器远程镜像、数据快照(Snapshot)等。
一.1.4服务器虚拟化
服务器虚拟化技术是总控与管理子系统发展重要趋势之一。
在老式应用模式中,为了避免应用程序之间互相干扰,出于管理以便、安全性和性能上考虑,一台物理服务器普通只运营一种应用程序,其平均资源运用率大概为5%-20%,而使用虚拟化后,可将原有多台服务器整合到一台物理服务器上,其平均资源运用率可以达到80%,同步通过虚拟化技术提供隔离性、封装性,保证原有服务可用,其安全性、性能不会受到影响。
总控与管理子系统在设计中充分引入了服务器虚拟化技术,将原先需要服务器数量大大精简,提高了资源运用率,减少了成本,减少了能源消耗。
在服务器虚拟化技术中,服务器性能评估以及资源动态优化是重要技术难点,在设计过程中需要重点考虑。
服务器虚拟化可以通过区别资源优先顺序,并随时随处能将服务器资源分派给最需要它们工作负载来简化管理和提高效率,从而减少为单个工作负载峰值而储备资源。
通过服务器虚拟化技术,顾客可以动态启用虚拟服务器(又叫虚拟机),每个服务器事实上可以让操作系统(以及在上面运营任何应用程序)误觉得虚拟机就是实际硬件。
运营各种虚拟机还可以充分发挥物理服务器计算潜能,迅速应对数据中心不断变化需求。
一.1.5数据虚拟化
数据虚拟化是一种数据整合办法,是公司用于向顾客提供数据业务视角、提高业务灵活性和减少IT成本技术。
数据虚拟化技术是一种数据整合中间件形式,它运用高性能软件和高档计算架构从各种来源以松弛耦合逻辑联合方式来提供业务信息。
大多数业务应用程序,涉及商业智能、分析和交易系统,可以通过数据虚拟化层来访问数据。
这种消耗来源于原始数据来源需求,涉及交易系统、操作数据存储、数据仓库和数据集市、大数据、外部数据源等。
核心使能技术涉及:
●使用逻辑数据模型提供完整、高质量、可操作信息数据业务视图
●高性能查询算法和其她优化技术保证及时到位数据传播
●原则API和开发架构,简化消费者到中间件到数据来源连接
通过在数据消费者和既有数据源之间布置一种虚拟数据整合层,公司将极大地减少其无力数据整合和复制数据存储需求。
当与数据仓库为中心整合办法相比时,数据虚拟化可以让公司加快新和修订业务解决方案交付,同步减少理解决方案成本。
因而数据虚拟化提供了老式办法没有灵活性和敏捷性。
数据虚拟化还提供了更大资源灵活性,重要得益于开发者效率、更低基本设施成本和更好数据整合解决方案优化。
一.1.6应用虚拟化
应用虚拟化普通涉及两层含义,一是应用软件虚拟化,一是桌面虚拟化。
所谓应用软件虚拟化,就是将应用软件从操作系统中分离出来,通过自己压缩后可执行文献夹来运营,而不必须要任何设备驱动程序或者与顾客文献系统相连,借助于这种技术,顾客可以减小应用软件安全隐患和维护成本,以及进行合理数据备份与恢复。
桌面虚拟化就是专注于桌面应用及其运营环境模仿与分发,是对既有桌面管理自动化体系完善和补充。
当今桌面环境将桌面组件(硬件、操作系统、应用程序、顾客配备文献和数据)联系在一起,给支持和维护带来了很大困难。
采用桌面虚拟化技术之后,将不需要在每个顾客桌面上布置和管理各种软件客户端系统,所有应用客户端系统都将一次性地布置在数据中心一台专用服务器上,这台服务器就放在应用服务器前面。
客户端也将不需要通过网络向每个顾客发送实际数据,只有虚拟客户端界面(屏幕图像更新、按键、鼠标移动等)被实际传送并显示在顾客电脑上。
这个过程对最后顾客是一目了然,最后顾客感觉好像是实际客户端软件正在她桌面上运营同样。
桌面虚拟化带来成本效益也是相称诱人。
通过将IT系统管理集中起来,公司可以同步实现各种不同效益,从带宽成本节约到提高IT效率和员工生产力,以及延长当前系统使用寿命等。
数据安全
由于应用虚拟化软件只是将运营图像更新通过网络传播,显示在远程设备显示设备上,数据与文献不会通过网络进行传播并且由于只需要开一种端口,网络安全性也大大提高虽然不怀好意者截取数据包,图像差别变化也很难恢复原有数据,运用加密手段,整个系统安全性将得到大大提高。
高效管理
应用虚拟化软件,将操作系统安装、运营环境与顾客实际操作环境进行分离,实际实现了OS管理和使用分离。
实现了便捷、完整桌面生命周期管理。
管理员只需要分派新账号,新顾客就可以及时通过任何设备访问属于其桌面系统。
管理员可以进行配备,就可以实现顾客通过相似设备同步访问各种桌面系统管理员只需要对后台镜像统一打一次补丁,所有顾客下次使用桌面就是最新状态管理员在后台对镜像安装一次程序,下次顾客登录桌面,就可以使用此应用。
减少TCO
减少投资成本:
客户端可以采用瘦客户端,投资成本近老式PC50%,同步延长既有所有设备使用寿命,可以将年折旧减少50%。
减少运维成本:
老式一种专业机房管理员可以管理90台桌面,而是用应用虚拟化软件,一种管理员可以管理几乎所有桌面,运维成本大大下降。
减少运营成本:
瘦客户端功率接近老式PC六分之一,使用应用虚拟化软件可以减少近80%电量消耗。
一.1.7网络虚拟化
网络虚拟化总体来说,分为纵向分割和横向分割两大类概念。
纵向分割
初期"网络虚拟化",是指虚拟专用网络(VPN)。
VPN对网络连接概念进行了抽象,容许远程顾客访问组织内部网络,就像物理上连接到该网络同样。
网络虚拟化可以协助保护IT环境,防止来自Internet威胁,同步使顾客可以迅速安全访问应用程序和数据。
随后网络虚拟化技术随着数据中心业务规定发展为:
各种应用承载在一张物理网络上,通过网络虚拟化分割(称为纵向分割)功能使得不同公司机构互相隔离,但可在同一网络上访问自身应用,从而实现了将物理网络进行逻辑纵向分割虚拟化为各种网络。
如果把一种公司网络分隔成各种不同子网络――它们使用不同规则和控制,顾客就可以充分运用基本网络虚拟化路由功能,而不是布置多套网络来实现这种隔离机制。
出于将各种逻辑网络隔离、整合需要,VLAN、MPLS-VPN、Multi-VRF技术在路由环境下实现了网络访问隔离,虚拟化分割逻辑网络内部有独立数据通道,终端顾客和上层应用均不会感知其他逻辑网络存在。
但在每个逻辑网络内部,依然存在安全控制需求,对数据中心而言,访问数据流从外部进入数据中心,则表白了数据在不同安全级别区域之间流转,因而,有必要在网络上提供逻辑网络内安全方略,而不同逻辑网络安全方略有各自独立规定,虚拟化安全技术,将一台安全设备可分割成若干台逻辑安全设备(成为各种实例),从而较好满足了虚拟化深度强化安全规定。
横向分割
从此外一种角度来看,各种网络节点承载上层应用,基于冗余网络设计带来复杂性,而将各种网络节点进行整合(称为横向整合),虚拟化成一台逻辑设备,提高数据中心网络可用性、节点性能同步将极大简化网络架构。
数据中心是公司IT架构核心领域,老式数据中心网络架构由于多层构造、安全区域、安全级别、方略布置、路由控制、VLAN划分、二层环路、冗余设计等诸多因素,导致网络构造比较复杂,使得数据中心基本网络运维管理难度较高。
使用网络虚拟化技术,顾客可以将多台设备连接,“横向整合”起来构成一种“联合设备”,并将这些设备看作单一设备进行管理和使用。
各种盒式设备整合类似于一台机架式设备,多台框式设备整合相称于增长了槽位,虚拟化整合后设备构成了一种逻辑单元,在网络中体现为一种网元节点,管理简朴化、配备简朴化、可跨设备链路聚合,极大简化网络架构,同步进一步增强冗余可靠性。
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