【学习笔记】云计算关键技术_虚拟化

时间:2024-03-28 19:27:08

1.虚拟化

1.1虚拟化技术的核心思想

虚拟化技术的核心思想是利用软件或固件管理程序构成虚拟化层把物理资源映射为虚拟资源。在虚拟资源上可以安装和部署多个虚拟机,实现多用户共享物理资源。
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虚拟化是云计算最重要特征之一,基于虚拟化技术可以对存储计算网络等物理资源进行池化,资源池化的基础设施更易于实现按需分配的资源调度策略、易于实现资源池的横向扩展
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1.2采用虚拟化技术的云计算数据中心的物理拓扑结构

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1.3虚拟化的好处

1.提高了硬件资源的利用率
2.提高了劳动生产率
3.节省了大量的成本

硬件成本节省

运营效率增加

4.降低了运维管理成本

相同的人数完成更多的工作 = 节省运营成本

提高生产率的动力:

瞬间调配
动态修补
零机维护
内置高可用性
自动进行灾难恢复

1.4虚拟化技术的应用 ——12306使用阿里云避免了高峰期的崩溃

高峰时期的12306号称世界上最繁忙的网站。

一位云计算行业资深人士说,电商网购的订单和球赛门票、演唱会门票、机票等比较类似,自身维度较少,系统处理的难点在大规模的集中并发;但火车票的不同点在于,一条线路从起点到终点,中途任意站点均可生成一张票,维度的增加带来了复杂度的几何级数增长

12306面临的问题是什么?

  • 12306作为世界上规模最大的实时交易系统之一,高流量高并发一直是需要解决的关键问题。

  • 在整个12306系统架构中,请求次数最集中,最频繁的是什么?答:余票查询系统

余票查询环节的访问量近乎占12306网站的九成流量,这也是往年造成网站拥堵的最主要原因之一。

12306系统采用了何种措施来应对系统面临的问题?

答:就把查询业务都放在租来的云上。即将公有云承载余票查询业务+私有云承载订单处理等核心业务相结合的混合云方式。

解释:把高频次、高消耗、低转化的余票查询环节放到云端,而将下单、支付这种“小而轻”的核心业务仍留在12306自己的后台系统上,这样的思路为12306减负不少。

12306系统引入公有云的好处是什么?

  • 公有云可以为12306在高流量时期提供了充足的空间,避免了因为高并发的流量冲击导致的宕机
  • 在请求次数减少时,可以缩减公有云,这样就节省了成本开支
  • 除此之外,将余票查询(而非核心系统)托管在公有云上,还能避免敏感性资料泄漏,保护用户数据安全
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1.5虚拟化的关键特性

  • 兼容性:虚拟机完全兼容标准的操作系统,以及在这些操作系统之上建立的硬件驱动和应用。
  • 隔离性:每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离 。
  • 封装性:虚拟机将整个系统,包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里。
  • 硬件独立性:可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机。

1.6主机Hosts、群集Clusters和资源池Resource Pools

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通过虚拟化技术的 HA(高可靠性)确保系统高可用

1.HA((high availability)是什么?
答:HA就是服务器发生故障时在其他的物理服务器上自动重启虚拟机,从而减少停工的时间,而保持其服务的高度可用性。

2.客户优势
1> 对所有的应用实现了高可用性,并且成本很低。
2> 不需要完全一致的重复硬件。
3> 比传统的集群有更高的成本优势,同时易于使用和操作。

1.6传统数据中心逐渐过渡到虚拟数据中心

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2.服务器虚拟化

2.1服务器虚拟化技术的两个方向

  • 将一个或多个物理服务器虚拟成多个逻辑上的服务器,集中管理,能跨越物理平台不受限制。
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2.1服务器虚拟化技术的两个方向

  • 方向一:一虚多 —— 把一个物理的服务器虚拟成若干个独立的逻辑服务器
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  • 方向二:多虚一 —— 把若干分散的物理服务器虚拟化为一个大的逻辑服务器,比如网格技术,Hadoop大数据技术。
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2.2虚拟化实现的两种方式

根据虚拟化层实现方式的不同分为寄居虚拟化裸机虚拟化两种。

  1. 寄居虚拟化
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  2. 裸机虚拟化
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2.3服务器虚拟化的底层实现

服务器虚拟化的底层实现:CPU虚拟化内存虚拟化I/O虚拟化

  1. CPU虚拟化
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  2. 内存虚拟化
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  3. I/O虚拟化
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3.虚拟机迁移

3.1虚拟机迁移介绍

将虚拟机实例从源宿主机迁移到目标宿主机,并且在目标宿主机上能够将虚拟机运行状态恢复到其在迁移之前相同的状态,以便能够继续完成应用程序的任务。
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用VMotion减少计划内宕机时间

  • 80%的VMware客户实施应用了VMotion。
  • VMotion是什么?
    答:通过 VMotion可以实现虚拟机的动态迁移, 而服务不中断。
  • 客户优势
    1> 零宕机时间: 进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载,资源利用率最大化。
    2> 服务器的持续可用性, 完整的交易集成。
    3> 支持Fibre Channel和iSCSI SAN环境以及NAS。

3.2虚拟机迁移的六个步骤

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3.3虚拟机实时迁移对云计算的意义

  • 第一,云计算中心的物理服务器负载经常处于动态变化中,当一台物理服务器负载过大时,若此刻不可能提供额外的物理服务器, 管理员可以将其上面的虚拟机迁移到其他服务器,达到负载平衡
  • 第二,云计算中心的物理服务器有时候需要定期进行升级维护,当升级维护服务器时, 管理员可以将其上面的虚拟机迁移到其他服务器,等升级维护完成之后,再把虚拟机迁移回来,实现升级维护时业务不中断的目标。