云计算服务器虚拟化的核心技术有哪些

云计算服务器虚拟化的核心技术，CPU虚拟化：CPU虚拟化把物理CPU抽象成虚拟CPU，任意时刻一个物理CPU只能运行一个虚拟CPU的指令。

内存虚拟化：内存虚拟化技术把物理机的真实物理内存统一管理，包装成多个虚拟的物理内存分别供若干个虚拟机使用，蚂牢使得每个虚拟机拥有各自独立的内存空间。

设备与I/O虚拟化：设备与I/O虚拟化技术对物理机的真实设备进行统一管理，包装成多个虚拟设备给若干个虚拟机使用，响应每个虚拟机的设备访问请求歌轿攀和I/O请求。

网络虚拟化：网络虚拟化是将多个硬件或软件网络资源及相关的网络功能集成到一个可用软件中统一管控的过程，并且对于网络应用而言，该网络环境的实现方式是透明的。

实时迁移技术：实时迁移技术是在虚拟机运行过程中，将整个虚拟机的运行状态完整快速地从原来所在的宿主机硬件平台迁移到新的宿主机硬件平台上，并且整个迁移过程是平滑的，用户几乎不会察爷蚊觉到任何差异。

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区别在于虚拟化是一种把硬件资源虚拟化的具体技术，而云计算是通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，类似服务器集群。虚拟化和云计算听起来可能类似，但每个都有更广泛的定义，可以应用于许多不同类型的系统。

云计算和虚拟化本质上是不同的。虚拟化是在单台服务器上创建多个虚拟环境的过程。它通过使用虚拟化软件来实现此目的，这使得可以在同一台服务器上同时运行多个操作系统。

1 云计算经历了这样一个过程

v10 --- 以计算为核心，kvm，hyper-v，xen， vmware exi，提高资源利用率

v20 --- 以资源为核心，openstack，vmware， aws，基础设施云化，资源服务标准化、自动化

v30 --- 以应用为核心，Docker，CoreOS，Cloud Foundry，应用云化，敏捷应用开发与生命周期管理

2 云计算类型：

---IaaS - 基础设施

---PaaS - 平台

---SaaS - 软件

3云计算关键技术：

---虚拟化

---分布式存储

---数据中心联网

---体系结构：用户界面，服务目录，管理系统，部署工具，监控，服务器集群

4云计算部署：

---存储云

---医疗云

---教育云

---交流云

---金融云

5虚拟化

云计算：一种服务

虚拟化：一种计算机资源管理技术，将各种IT实体资源抽象、转换成另一种形式的技术都是虚拟化

1）虚拟化类型

---寄居虚拟化， virtualbox， vmvare workstation

---裸金属虚拟化， VMware ESX， Xen， FusionSphere，虚拟化层内核需要开发

---混合虚拟化， KVM

2）虚拟化层架构：

---全虚拟化， kvm

---半虚拟化，Xen

---硬件辅助虚拟化

容器：实现APP与操作系统的解耦

6计算虚拟化

---CPU虚拟化

------cpu QoS：份额、预留、限额

------NUMA

---内存虚拟化

------全虚拟化，影子页表技术：每个VM维护一个页表，记录虚拟内存到物理内存的映射，由VMM提交给MMU进行转换，VM不需要改变。但是这种方式是固定好的区域分配给虚拟机的

-------半虚拟化，页表写入法：每个VM创建一个页表并向虚拟化层注册，VM运行过程中不断管理、维护该页表

-------硬件辅助虚拟化， Intel的EPT, AMD的NPT

-------内存复用：内存气泡、内存共享、内存交换

---IO虚拟化

------全虚拟化，性能不高

------由Hypervisor提供接口，需要修改内核

------硬件辅助虚拟化，IO直通技术，SR-IOV 单根IO虚拟化

------IO环，用来提升大块多队列类型的IO密集型业务的IO性能

---策略

------虚拟机HA

------DRS，动态资源调度

------DPM，分布式电源管理，低负载是迁移到一个主机，节能

------IMC，集成存储控制器，在不同类型CPU类型主机之间切换

7存储虚拟化

把多个存储介质通过一定技术将它们集中起来，组成一个存储池，并进行统一管理。这种将多种、多个存储设备统一管理起来，为用户提供大容量、高数据传输性能的存储系统，称为虚拟存储。

作用：

-----提高硬件资源使用效率，异构的管理

-----简化系统管理

-----增强云存储平台的可靠性

存储资源：

---DAS

---NAS

---SAN

存储设备：

---本地磁盘

---LUN

---Storage存储池

---NAS共享目录

数据存储

---表示虚拟化平台中科管理的存储逻辑单元，承载虚拟机业务，创建磁盘

存储模式：

---非虚拟化存储

---虚拟化存储

---裸设备映射

虚拟化实现方法：

---基于主机的存储虚拟化，单主机访问多存储， das, san

---基于存储设备的虚拟化，多主机访问同一磁盘阵列, SAN

---基于网络的存储虚拟化，多对多，异构整合

存储虚拟化功能：

---精简磁盘和空间回收

---快照

------ROW写时重定向，原磁盘+差分卷共同挂载，读时读原元磁盘，写时写差分卷（个人觉得这里有问题）

------COW写时拷贝，写时写元磁盘（元磁盘已经更新过了），读时同时同时读原磁盘和差分卷

------WA随机写

------快照链

------链接克隆

虚拟机磁盘文件迁移

8 网络虚拟化

目的：

---节省物理主机的网卡资源，并且可以提供应用的虚拟网络所需要的L2-L7层网络服务

---网络虚拟化软件提供逻辑上的交换机和路由器（L2-L3），逻辑负载均衡器，逻辑防火墙（L4-L7）等，且可以以任何形式进行组装，为虚拟机提供一个完整的L2-L7层的虚拟网络拓扑。

特点：

---与物理层解耦合

---网络服务抽象化

---网络按需自动化

---多租户网络安全隔离

网卡虚拟化 ：

---软件网卡虚拟化

---硬件网卡虚拟化，SR-IOV

虚拟化化软件交换机

---OVS，Open vSwitch

---虚拟机之间的通信

---虚拟机和外界网络的通信

网络虚拟化 ：

---链路虚拟化：虚链路聚合，二层虚拟化

-------VPC，Virtual Port Channel，虚链路聚合

-------隧道协议， GRE，通用路由封装；IPsec，internet协议安全

---虚拟网络，由虚拟链路组成的网络

------层叠网络（虚拟二层延伸网络）

-----------Overlay Network, 在现有网络基础上搭建另外一种网络

-----------允许对没有IP地址标识的目的主机路由信息虚拟扩展局域网，大二层的虚拟网络技术

-----------vxlan，

------***

1、云计算指的是资源使用和交互的一种模式 ，虚拟化指的是技术，可以将物理计算机虚拟成多个逻辑计算机，他俩是彼此独立，互不影响，但是云计算又需要使用虚拟化技术。

2、可以理解为云计算包含虚拟化，如Cloudview云计算操作系统，之所以容易混淆虚拟机和云计算，是因为虚拟机确实在云计算中太普遍了，它是云计算中最活跃的主体，也是核心之一，很多服务都是围绕着虚拟机提供服务。

3、在AWS或者其它公有云买云服务，最直接的方式就是申请一台虚拟机。你购买的云数据库，底层也有可能是虚拟机。

4、原理大概是这样的，比如你买一个mysql云数据库，云平台会在后台给你首先起一个虚拟机，这个虚拟机镜像包含了mysql服务，当虚拟机起来，mysql服务就跑起来了。你不仅需要访问数据库，还有可能需要其它相关的功能，比如设置主从、查看日志、创建备份、设置账户权限等，由于虚拟机对用户是不可见的，并且不是所有的用户都会这些操作。

5、因此云服务商还提供了非常方便的API接口，用户只需要调用API或者Web界面就可以完成以上所有操作，而不需要自己去学习和关心怎么操作。底层怎么实现？这个没有固定地方法，有可能是在虚拟机跑个agent程序，执行某个操作。

6、比如创建一个数据库用户，agent就跑一个已经定义好的脚本；当然也有可能通过外部程序来完成数据库内部的配置管理，比如ssh/ansible/puppet等。

云计算的主要特点：1、大规模、分布式2、高可用、扩展性3、虚拟化4、按需服务5、网络安全。

1、大规模、分布式

“云”具有相当的规模。云计算依靠分布式的服务器所构建起来的“云”能够为使用者提供前所未有的计算能力，处理海量信息数据。

2、高可用、扩展性

“云”的动态可伸缩性，能满足应用和用户规模增长的需要。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机更加可靠。

3、虚拟化

云计算采用虚拟化技术，可以随时随地通过你的PC或移动设别来控制你的资源。换句话说，云计算支持用户在任意位置任意时间使用各种终端设备获取服务和资源。所请求的资源来自“云”而不是固定的有形的实体。

4、按需服务

用户可以根据自己的需要来购买服务，甚至可以按使用量来进行精确计费。这能大大节省IT成本，而资源的整体利用率也将得到明显的改善。“云”的特殊容错措施使得可以采用极其廉价的节点来构成云；“云”的自动化管理使数据中心管理成本大幅降低。

5、网络安全

网络安全已成为大家必须面对的问题，云服务可以提供更专业的安全团队。在信息数据爆炸的时代，网络安全已经成为所有互联网企业或个人必须面对的问题。

企业的IT团队或个人很难应对那些来自网络千变万化的恶意攻击，而使用云服务则可以借助更专业的安全团队来有效降低企业信息网络等的安全风险。

云计算的服务模式：

1、软件即服务（SaaS）

云服务提供商把IT系通中的应用软件层作为服务租出去，消费者不用自己安装应用软件，直接使用即可。这进一步降低了云服务消费者的技术门槛，但相对的费用会更高。但同时，SaaS层的服务开发也是越来越多云服务商的发展必选项。

2、平台即服务（Paas）

云服务提供商把IT系统中的平台软件层作为服务租出去，消费者自己开发或者安装程序，并运行程序。

3、基础设施及服务（Iaas）

云服务提供商把IT系统的基础设施层作为服务租出去，由消费者自己安装操作系统、中间件、数据库和应用程序。基础服务费用最低，但是要求企业要配备相应的开发人员和运维人员对系统、平台进行开发和运维，人工成本较高。