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浪潮虚拟化技术2目目录虚拟化技术简介浪潮虚拟化解决方案浪潮虚拟化测试报告交流答疑3全球最过剩的资源是计算资源，计算机利用率严重不足，全球计算资源的平均利用率仅为9。计算机调查研究计算机调查研究 目前的IT设备应用现状报告显示，通过政府网站发布公告、新闻、政策等信息比例超过60%的网站，仅占全部政府网站的44.5%，发布比例低于20%的网站占全部政府网站的21.7%，政府网站的利用率不足50。国务院信息化工作办公室国务院信息化工作办公室 尽管我们需要越来越多数量及功能强大的计算机，可是我们却不得不承认，现有的计算机资源利用率是非常低的。且不说机器在晚上基本上是闲置，就是工作的时间里，我们的计算机的资源利用率也是非常低的 42023/2/1949-9-1原原则990%的服务器的服务器90%的时间的时间CPU占用率低于占用率低于10%9 15“Enterprises that do not leverage virtualization will pay up to 40 percent more in acquisition costs by 2008,and roughly 20 percent more in administrative costs”Quotes from:The Future of Server Virtualization,T.Bittman,Gartner*Research Note,July 2003.Performance“Virtualization technologies will increase the ability to effectively consolidate to larger servers.Virtualization technologies will also make distributed small servers easier to manage,re-provision and use efficiently.”Cost“截止截止2008年，不能充分利用虚拟化技术的企业将会多支付年，不能充分利用虚拟化技术的企业将会多支付40%的的采购成本和采购成本和20%左右的管理成本。左右的管理成本。”服务器虚拟化的未来服务器虚拟化的未来，Gartner 有一种技有一种技术！62023/2/19Virtualization Technology&SWsoft Virtuozzo61000余台专业服务器余台专业服务器高成本高复杂性地灵活性低服务水平OSApp 1App 2App 3useruserusersuperuserApp 4useruser管理成本管理成本软件成本软件成本硬件成本硬件成本IDC成本成本单一主机单一主机每应用或用户组单独部署单独管理极低的利用率极低的利用率 10%单任务，单用户多任务，单用户多任务，多用户多任务，多用户每个服务器单一环境每个服务器单一环境低效率的低效率的IT基础架构基础架构“虚拟化是一种框架或方法学，它可以将单个计算资源分成多个执行环境虚拟化是一种框架或方法学，它可以将单个计算资源分成多个执行环境.”架构变迁架构变迁 vs.虚拟化虚拟化72023/2/19Inspur group虚虚拟化技化技术简介介传统架构架构 虚拟硬件虚拟硬件 虚拟硬件虚拟硬件 虚拟硬件虚拟硬件虚拟化架构虚拟化架构将一台服务器当做将一台服务器当做N N台服务器来使用台服务器来使用应用程序应用程序82023/2/19Inspur group业界界对虚虚拟化的定化的定义“虚拟化是表示计算机资源的逻辑组（或子集）的过程，这样就可以用从原始配置中获益的方式访问它们。这种资源的新虚拟视图并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制。”Wikipedia虚虚拟化是化是资源的源的逻辑表示，它不表示，它不受物理限制的受物理限制的约束。束。9虚虚拟化技化技术概概览Container1Container2Container3Guest OSGuest OSGuest OSVM 1VM 2VM 3虚拟硬件虚拟硬件虚拟硬件虚拟硬件虚拟硬件虚拟硬件Virtual Machine MonitorHypervisor or Standard Host OSHardwareStandard Host OSHardware操作系统虚拟化层操作系统虚拟化层HypervisorOS Virtualization硬件虚拟化硬件虚拟化(Hypervisors)虚拟硬件访问虚拟硬件访问创建多个虚拟硬件实例创建多个虚拟硬件实例宿主操作系统及每个宿主操作系统及每个Guest必须为完整操必须为完整操作系统作系统Parallels Server,VMware ESX,Microsoft Hyper-V操作系统虚拟化操作系统虚拟化(Containers)虚拟操作系统访问虚拟操作系统访问创建多个虚拟操作系统实例创建多个虚拟操作系统实例物理服务器拥有单个、标准的物理服务器拥有单个、标准的OS 内核内核Parallels Virtuozzo Containers,Sun Solaris Containers,OpenVZ10虚虚拟化的主要化的主要应用用分区分区v在一个物理机上运行多在一个物理机上运行多个个OSv更充分利用服务器资源更充分利用服务器资源v支持高可用支持高可用分区之分区之间可以组建集群（负载间可以组建集群（负载均衡、双机容错）均衡、双机容错）封装封装v将虚拟机封装成与硬件配置将虚拟机封装成与硬件配置无关的文件无关的文件v随时对虚拟机进行快照随时对虚拟机进行快照v通过简单的文件拷贝对虚拟通过简单的文件拷贝对虚拟机进行迁徙机进行迁徙隔离隔离v从硬件层面隔离系统故从硬件层面隔离系统故障和安全威胁障和安全威胁v在虚拟机之间动态的分在虚拟机之间动态的分配配CPU、内存等系统、内存等系统资源资源v保证服务可用保证服务可用112023/2/19Inspur group虚虚拟化：化：简单高效的高效的IT管理模型（一）管理模型（一）降低成本管理成本、硬件成本、软件、基础设施建设成本、电力成本。整合硬件设备摆脱复杂混乱的硬件、电源、机位、网络、存储、IT管理员等。改进IT管理架构兼容性动态资源分配，每个应用程序可动态分配所需的资源；设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。122023/2/19Inspur group虚虚拟化：化：简单高效的高效的IT管理模型（二）管理模型（二）改善可靠性降低维护和补丁造成的宕机时间；在软件、硬件故障时候快速备份恢复系统；轻松部署HA高可靠性服务器集群。自动化管理更加轻松减少开通、配置、补丁、恢复的维护时间，增强安全性、隔离性；可允许自动管理维护更加人性化。132023/2/19Inspur group大大趋势：IT架构整合与虚架构整合与虚拟化化 智能化的信息网络的构建，加速了即将到来的虚拟化趋势，而后者将成为提升国家和企业机构竞争力的关键。虚虚拟化代表着化代表着这样一个巨大一个巨大趋势，就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，从而打破了物理结构之间的壁垒，将IT资源的利用率达到最大化。在社会和在社会和经济的的所有所有领域，虚域，虚拟技技术都在改都在改变着我着我们开展日常活开展日常活动的方的方式。式。14虚虚拟化的架构化的架构VMware15目目录虚拟化技术简介浪潮虚拟化解决方案浪潮虚拟化测试报告交流答疑162007 Intel IDF大会大会 浪潮浪潮发布布全球第一个全球第一个基于基于4核虚核虚拟化技化技术应用方案用方案17浪潮浪潮领跑四核服跑四核服务器虚器虚拟化化应用用标准准2007年4月17日，在北京揭幕的IDF大会上，全球首个四核服务器虚拟化基准测试报告由浪潮和英特尔联合发布。在大会的首个主题演讲中，英特尔全球CTO贾斯汀与浪潮集团高级副总裁王恩东共同阐释了四核与虚拟化技术为服务器发展带来的全新动力，并共同发布了全球首个四核服务器虚拟化测试基准报告。报告显示，基于英特尔四核处理器和虚拟基于英特尔四核处理器和虚拟化技术的浪潮服务器在化技术的浪潮服务器在CPUCPU占用率降低超过占用率降低超过4040的前提下，性的前提下，性能较双核服务器跃升了能较双核服务器跃升了9191，而功耗基本保持同双核服务器相同。18Intel VT硬件硬件辅助虚助虚拟化化可可显著提高著提高软件虚件虚拟化解化解决方案的效率、决方案的效率、稳定性和定性和能力。能力。Intel VT硬件硬件辅助虚助虚拟化化可以更好地支持可以更好地支持VMware ESX Server和和Xen这样的虚的虚拟机机软件件 硬件参数虚硬件参数虚拟化：化：Intel VTIntel VT旨在通过在一个新的环路层旨在通过在一个新的环路层根层根层中中运行运行VMM来消除虚拟化漏洞，从而保持传统的来消除虚拟化漏洞，从而保持传统的环路结构环路结构19浪潮高可用虚浪潮高可用虚拟化解决方案化解决方案20可以将一可以将一可以将一可以将一组组硬件硬件硬件硬件资资源重新源重新源重新源重新组织为逻辑组织为逻辑的的的的计计算能力算能力算能力算能力资资源池（源池（源池（源池（Resource PoolResource Pool）,进进而而而而实实现动态现动态均衡分配均衡分配均衡分配均衡分配这这些些些些计计算算算算资资源。源。源。源。动态动态迁移虚迁移虚迁移虚迁移虚拟拟机到另一台物理服机到另一台物理服机到另一台物理服机到另一台物理服务务器。器。器。器。-为虚拟机增加资源可以通过迁移虚拟机到其他具有更多资源的服务器上，或者通过将其他虚拟机迁移到别的物理服务器上“省”出更多的资源等两种方法来实现。该操作对于最终用户是完全透明的。方案特色分布式方案特色分布式资源源动态调度度21虚虚虚虚拟拟化化化化 HAHA可以最大程度上减少因可以最大程度上减少因可以最大程度上减少因可以最大程度上减少因硬件故障造成的服硬件故障造成的服硬件故障造成的服硬件故障造成的服务务器宕机和服器宕机和服器宕机和服器宕机和服务务中断中断中断中断时间时间。所有的所有的所有的所有的虚虚虚虚拟拟化化化化 HAHA服服服服务务器都在运行器都在运行器都在运行器都在运行生生生生产产系系系系统统，充分利用，充分利用，充分利用，充分利用现现有硬件有硬件有硬件有硬件资资源源源源对对繁多的操作系繁多的操作系繁多的操作系繁多的操作系统统和和和和应应用程序，用程序，用程序，用程序，浪潮提供浪潮提供浪潮提供浪潮提供统统一的一的一的一的HAHA解决方案解决方案解决方案解决方案对对于于于于业务连续业务连续性，性，性，性，应该应该从从从从IDCIDC的各的各的各的各个方面分析个方面分析个方面分析个方面分析方案特色方案特色业务连续性性22 方案采用的支持虚拟机文件系统，方案采用的支持虚拟机文件系统，方案采用的支持虚拟机文件系统，方案采用的支持虚拟机文件系统，通过支持通过支持通过支持通过支持SAN/iSCSI/NFSSAN/iSCSI/NFS等存储协议，等存储协议，等存储协议，等存储协议，可以允许不同的虚拟机访问同一虚拟可以允许不同的虚拟机访问同一虚拟可以允许不同的虚拟机访问同一虚拟可以允许不同的虚拟机访问同一虚拟机磁盘文件。机磁盘文件。机磁盘文件。机磁盘文件。方案特色虚方案特色虚拟机共享存机共享存储23 配置一台独立的配置一台独立的配置一台独立的配置一台独立的Windows Windows 20032003服务器来做为管理服务器服务器来做为管理服务器服务器来做为管理服务器服务器来做为管理服务器 管理管理管理管理服务器为服务器为服务器为服务器为 IT IT 环境提供了环境提供了环境提供了环境提供了集中化管理、操作自动化、资源集中化管理、操作自动化、资源集中化管理、操作自动化、资源集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。优化和高可用性。优化和高可用性。优化和高可用性。方案特色集中管理方案特色集中管理242023/2/19浪潮虚浪潮虚拟化化产品特点品特点在操作系统系统层面之上完全的隔离，节点不受病毒干扰基于Linux/Windows2003的成熟内核，稳定可靠支持从物理环境迁移到虚拟环境，“零”down机的迁移支持在不停止虚拟环境的前提下更改资源分配，灵活高效独有的读共享写拷贝方式使得部署与备份更加简单迅速支持安全系统配置单台服务器只需要唯一的一个操作系统授权多种管理工具，配置简单便捷，易管理252023/2/19浪潮浪潮Parallels Virtuozzo硬件节点硬件节点（物理服务器）（物理服务器）操作系统虚拟化核心层操作系统虚拟化核心层 Virtuozzo Kernel单一宿主操作系统单一宿主操作系统虚拟虚拟环境环境1用户用户应用应用程序程序系统系统应用应用虚拟虚拟环境环境2用户用户应用应用程序程序系统系统应用应用虚拟虚拟环境环境4用户用户应用应用程序程序系统系统应用应用虚拟虚拟环境环境3用户用户应用应用程序程序系统系统应用应用虚拟虚拟环境环境5用户用户应用应用程序程序系统系统应用应用Virtuozzo是一个基于操作系统虚拟化技术的轻量级插件，它可是一个基于操作系统虚拟化技术的轻量级插件，它可以将安装在物理服务器上的一个操作系统实例，划分成多个相以将安装在物理服务器上的一个操作系统实例，划分成多个相互独立隔离的容器。每个容器，又被称为虚拟环境（互独立隔离的容器。每个容器，又被称为虚拟环境（Virtual Environment），即），即VE。操作系统虚拟化技术的特点：操作系统虚拟化技术的特点：1.单一操作系统实例（只启动唯单一操作系统实例（只启动唯一的一的Kernel）2.不虚拟任何额外的不虚拟任何额外的Hardware、GuestOS3.每个虚拟环境是一个容器每个虚拟环境是一个容器4.用户的程序运行于物理节点上，用户的程序运行于物理节点上，但包含在自己的容器中但包含在自己的容器中VE262023/2/19基于操作系基于操作系统虚虚拟化技化技术操作系统虚拟化技术操作系统虚拟化技术可在单一物理服务器上创建多个相互隔离的分区可在单一物理服务器上创建多个相互隔离的分区（即（即VE），每个），每个VE作为独立容器包含各自专有的软件、硬件资源。所作为独立容器包含各自专有的软件、硬件资源。所有有VE使用一个唯一的操作系统实例。使用一个唯一的操作系统实例。智能分区：单一服务器上可创建数百个智能分区：单一服务器上可创建数百个VE，充分利用服务器的各种资源充分利用服务器的各种资源全面隔离：全面隔离：VE互相独立隔离，应用、性能、互相独立隔离，应用、性能、故障没有相互影响故障没有相互影响动态资源分配：可调节动态资源分配：可调节VE享有的享有的CPU、内存、内存、磁盘、磁盘、I/O等资源最小等资源最小/最大值最大值动态迁移：动态迁移：VE在不同物理服务器可进行迁移，在不同物理服务器可进行迁移，独有宕宕机迁移技术，业务中断时间为零独有宕宕机迁移技术，业务中断时间为零集中管理：通过单一节点批量管理到数百台物集中管理：通过单一节点批量管理到数百台物理服务器，可进行重启操作、软件分发等理服务器，可进行重启操作、软件分发等OSVirtualizationOS物理服务器物理服务器#1物理服务器物理服务器#2OSVirtualizationOSVirtual Environment#1rootApplicationVirtual Environment#2userApplicationVirtual Environment#3rootApplicationVirtual Environment#5rootAppVirtual Environment#4userApplicationVirtual Environment#1rootApplicationVirtual Environment#1rootApplicationVirtual Environment#6rootAppVirtual Environment#7rootApplicationOSOSApplicationApp App 2App 2UpdateProvisionApp 2App 2272023/2/19什么是什么是VE？VE（Virtual Private Server，虚拟专用服务器）享有如下独立的资源：进程、用户、文件软件、硬件资源管理员访问权限（可安装编译程序）IP地址、端口号过滤器（防火墙）和路由规则系统库文件不同的补丁级别（单内核虚拟多Linux发行版）282023/2/19模板技模板技术与文件系与文件系统VZFS（Virtuozzo File System）是基于模版链接技术的读共享、写拷贝方式的文件系统。VZFS为了节约磁盘、内存空间，提高运行效率而设计，采用 了模版技术。每个OS的典型文件被制作成为模版存放在硬件节点的特定目录下。当多个VE运行时，通过链接方式共享读取模版文件。即所谓“读共享”。292023/2/19Copy-on-WriteVZFS还采用Copy-on-Write方式配合模版技术的。当其中一个VE对某文件做了修改，和原文件产生了差异，其他VE无法继续共享的时候，VZFS会将这个文件复制到一个特殊的路径下，成为这个VE专有文件。而原文件则保持原状，继续被其他的VE共享读取。即所谓“写拷贝”。302023/2/19Virtuozzo:KSAL Layer&VZFSVZFS文件系统通过模版技术工作KSAL(Kernel Service Abstraction Layer)核心服务抽象层提供存取转换VE间通过读共享、写拷贝的方式访问文件VEVZFSKSALVEVZFSKSALVEVZFSKSALOS Template&Application TemplateHostOSRedhat Fedora Core 4（OS Template）Apache（Application Template）多个多个VE间间共享共享OS模版模版多个多个VE间间共享应用程序模版共享应用程序模版312023/2/19VE#1VE#1Zero Down Time Migration物理服务器物理服务器#1物理服务器物理服务器#2VE Private DataMemoryVE#1Full State DumpFull State DumpVE#1MemoryVE Private Data检查点方式迁移（适合小型检查点方式迁移（适合小型VE）Rsync 1:仅在硬盘执行仅在硬盘执行冻结冻结VE#1启动启动:服务器服务器#1的的VE将所有数据保存在硬将所有数据保存在硬盘盘(包括所有内存内容包括所有内存内容)Rsync 2:修改文件修改文件+状态状态还原还原VE到到“冻结冻结”状态状态在服务器在服务器#2启动启动VE删除服务器删除服务器#1上的上的VE322023/2/19硬件节点硬件节点VirtualizationOSVZMCVZCCService VEuserrootuserApp 1App 2Virtual Private Server#101userrootuserApp 1App 2Virtual Private Server#102userrootuserApp 1App 2Virtual Private Server#103userrootuserApp 1App 2VZPP基于应用程序控制台基于应用程序控制台的的VZMC提供多机跨平提供多机跨平台的管理能力台的管理能力（C/S架构）架构）基于基于WEB的的VZCC提提供了对本机上的供了对本机上的VE的的管理能力管理能力（B/S架构）架构）基于底层操作系统的命基于底层操作系统的命令行界面提供了强大的令行界面提供了强大的扩充与整合能力扩充与整合能力（字符）（字符）或或完整的虚拟环境完整的虚拟环境基于基于WEB界面的管界面的管理单个理单个VE的的VZPP面板（面板（B/S架构）架构）VZPP提供如下功能：提供如下功能：备份备份VE恢复恢复VE重新启动重新启动修改系统管理员密码修改系统管理员密码文件管理器文件管理器管理进程、服务管理进程、服务查看流量、日志查看流量、日志单单VE管理管理基于基于XML-RPC的的API接口接口由由VZagent提供提供（API接口）接口）.API#vzctl.CLI系系统管理管理VZMC/VZCC/VZPP33目目录虚拟化技术简介浪潮虚拟化解决方案浪潮虚拟化测试报告交流答疑34浪潮浪潮测试方案方案NF280D(5320*1/8G/8408E SAS Raid 卡/SAS 73*6/R5)NF280D+Win2k3x32+sisoft性能测试在创建运行0、2、4个虚拟机情况下，系统资源利用率情况对比物理机、虚拟机综合性能对比（sisoftware软件测试）是否开启VT，虚拟机性能对比35测试结果果虚拟化层与其上的虚拟机（VM）二者共消耗系统资源约7%；运行一个Idle虚拟机约消耗系统资源4.6%;运行二个Idle虚拟机约消耗系统资源4.8%运行4个Idle虚拟机约消耗系统资源5.3%相比运行一个Idle虚拟机，运行多个Idle虚拟机时，服务器资源消耗增加不大。36实际应用用测试情况情况部署SQL Server、DHCP、WINS、文件服务器、打印服务器 对比对象：A：1台NF280D通过虚拟化进行以上应用运行B：采用5台NF190设备进行以上应用运行NF280D(5320*1/8G/SAS Raid 卡/SAS 73*6/RAID5)NF190D(5320*1/2GB/73GB*2/RAID1)37测试结果果对比分析比分析对象成本（公开报价）部署时间从新设备验收，安装，部署占用机房空间耗电量对比服务器资源使用率NF280D虚拟化6070010小时小时2U700W65%NF190D独立应用13600014小时小时5U2600W10%/每台虚拟化效率降低55%节省30%节省60%节省70%提升50%38相同应用模式下，利用率提高了34倍不同应用模式下，利用率提高23倍（注：应用不同，利用率提升各异）（注：应用不同，利用率提升各异）相同应用模式下，计算密度提升34倍不同应用模式下，计算密度提升23倍（注：应用不同，利用率提升各异）（注：应用不同，利用率提升各异）性能性能/Performance空空间/Room Space功耗功耗/Power&Watt综合合测试结论相同应用模式下，功耗降低34倍不同应用模式下，功耗降低23倍（注：应用不同，利用率提升各异）（注：应用不同，利用率提升各异）39谢谢大家！大家！