1、電子工業(yè)云計算(第三版)配套課件云 計 算（第三版）CLOUD COMPUTING Third Edition第 7 章虛擬化技術(shù)( 二)of 37主編：教授電子工業(yè)云計算(第三版)配套課件 本套PPT下載地址：/list.aspx?cid=20云計算的紅寶書書籍購買地址：/item.html?itemID=1469775685&p=-1（包郵且有教授親筆簽名）微信掃描二維碼關(guān)注云計算頭條教授、博導(dǎo)、學(xué)科帶頭人，清華大學(xué)博士。現(xiàn)任中國云計算專家咨詢委員會、中國信息協(xié)會大數(shù)據(jù)分會副會長、工業(yè)與信息化部云計算研究中心專

2、家。主持完成科研項(xiàng)目25項(xiàng)，發(fā)表論文80余篇，出版專業(yè)書籍15本。獲部級科技進(jìn)步二等獎4項(xiàng)、三等獎4項(xiàng)。主編了國內(nèi)第一本云計算教材云計算和第一本云計算編程書籍實(shí)戰(zhàn)Hadoop。創(chuàng)辦了知名的中國云計算（）和中國大數(shù)據(jù)（）網(wǎng)站。曾率隊(duì)奪得2002 PennySort國際計算機(jī)排序比賽冠軍，兩次奪得全國高?？萍急荣愖罡擢?，并三次奪得清華大學(xué)科技比賽最高獎。榮獲“全軍十大學(xué)習(xí)成才標(biāo)兵”（排名第一）、南京“十大杰出青年”、江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人、清華大學(xué)“學(xué)術(shù)新秀”等稱號。云計算第三版配套PPT課件of 377.2 服務(wù)

3、器虛擬化7.2.1 . 1服務(wù)器虛擬化的層次7.2.2 . 2服務(wù)器虛擬化的底層實(shí)現(xiàn)7.2.3 . 3虛擬機(jī)遷移7.2.4 . 4隔離技術(shù)7.2.5 . 5案例分析7 . 2服務(wù)器虛擬化隔離技術(shù)云計算第三版配套PPT課件虛擬機(jī)隔離是指虛擬機(jī)之間在沒有授權(quán)許可的情況下，互相之間不可通信、不可聯(lián)系的一種技術(shù)?；ハ喔綦x的虛擬機(jī)之間保持獨(dú)立，如同一個完整的計算機(jī)軟件角度被隔離的虛擬機(jī)相當(dāng)于一臺物理機(jī)，有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、I/O等，它與宿主機(jī)之間保持互相獨(dú)立的狀態(tài)硬件角度被隔離的虛擬機(jī)如同物理機(jī)一樣，既可以對外提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)， 也一樣可以從外界接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)角度5 of 377.2 2服務(wù)器虛擬

4、化隔離技術(shù)云計算第三版配套PPT課件 虛擬機(jī)隔離機(jī)制 網(wǎng)絡(luò)隔離； 構(gòu)建虛擬機(jī)安全文件防護(hù)網(wǎng)； 基于訪問控制的邏輯隔離機(jī)制； 通過硬件虛擬，讓每個虛擬機(jī)無法突破虛擬機(jī)管理器給出的資源限制； 硬件提供的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制； 進(jìn)程地址空間的保護(hù)機(jī)制，IP地址隔離。6 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化內(nèi)存隔離云計算第三版配套PPT課件管理虛擬存儲器的控制線路負(fù)責(zé)將虛擬地址映射為物理地址MMUMemoryManagement Unit管理物理存儲器的控制線路提供硬件機(jī)制 的內(nèi)存訪問授權(quán)7 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化內(nèi)存隔離云計算第三版配套PPT課件Xen將這層中間地址真正地映射到機(jī)器地址上卻可以是不連續(xù)

5、的，這樣保證了所有的物理內(nèi)存可被任意分配給不同的Guest OS虛擬內(nèi)存?zhèn)挝锢韮?nèi)存機(jī)器內(nèi)存虛擬內(nèi)存與機(jī)器內(nèi)存的映射關(guān)系8 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化內(nèi)存隔離云計算第三版配套PPT課件虛擬機(jī)監(jiān)控器使用分段和分頁機(jī)制對自身的物理內(nèi)存進(jìn)行保護(hù)。x86體系結(jié)構(gòu)提供了支持分段機(jī)制的虛擬內(nèi)存，這能夠提供另一種形式的級分離?；泛吞摂M地址相加形成線性地址基址段限決定了這個段中所能訪問的線性空間的長度段限屬性位則標(biāo)記了該段是否可讀寫，可執(zhí)行，是代碼段還是數(shù)據(jù)段等屬性位9 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化網(wǎng)絡(luò)隔離的目標(biāo)確保把有害的攻擊隔離，在可信網(wǎng)絡(luò)之外和保證可信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信息不外泄的前提下， 完成網(wǎng)間數(shù)據(jù)

6、的安全交換。7 . 2服務(wù)器虛擬化網(wǎng)絡(luò)隔離云計算第三版配套PPT課件關(guān)鍵在于系統(tǒng)對通信數(shù)據(jù)的控制即通過不可路由的協(xié)議來完成網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交換安全要素性完整性可用性可控性抗抵賴安全機(jī)制加密簽名身份認(rèn)證訪問控制11 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化實(shí)現(xiàn)原理網(wǎng)絡(luò)隔離云計算第三版配套PPT課件專用通信設(shè)備專有安全協(xié)議加密驗(yàn)證機(jī)制應(yīng)用層數(shù)據(jù)提取和鑒別認(rèn)證技術(shù)不同安全級別網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換徹底阻斷了網(wǎng)絡(luò)間的直接TCP/IP連接保證了網(wǎng)間數(shù)據(jù)交換的安全、可控杜絕了由于操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自身漏洞帶來的安全風(fēng)險12 of 37云計算第三版配套PPT課件of 377.2 服務(wù)器虛擬化7.2.1 . 1服務(wù)器虛擬化的層

7、次7.2.2 . 2服務(wù)器虛擬化的底層實(shí)現(xiàn)7.2.3 . 3虛擬機(jī)遷移7.2.4 . 4隔離技術(shù)7.2.5 . 5案例分析7 . 2服務(wù)器虛擬化案例分析云計算第三版配套PPT課件 VMware公司推出了面向云計算的一系列產(chǎn)品和解決方案VMware云基礎(chǔ)架構(gòu)及管理云應(yīng)用平臺終端用戶計算 企業(yè)級組織機(jī)構(gòu)服務(wù)器虛擬化技術(shù)數(shù)據(jù)中心 云計算環(huán)境 虛擬機(jī)遷移工具VMotion存儲遷移工具Storage VMotion14 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化VMotion云計算第三版配套PPT課件VMotion是VMware用于在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器之間進(jìn)行虛擬機(jī)遷移的技術(shù)。虛擬機(jī)遷移過程中主要采用三項(xiàng)技術(shù)： 將

8、虛擬機(jī)狀態(tài)信息壓縮存儲在共享存儲器的文件中 將虛擬機(jī)的動態(tài)內(nèi)存和執(zhí)行狀態(tài)通過高速網(wǎng)絡(luò)在源ESX服務(wù)器和目標(biāo)ESX 服務(wù)器之間快速傳輸 虛擬化網(wǎng)絡(luò)以確保在遷移后虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)身份和連接能保留15 of 377 . 2服務(wù)器虛擬化VMware Storage VMotion云計算第三版配套PPT課件VMware Storage VMotion用于實(shí)時遷移虛擬機(jī)磁盤文件，以便滿足對虛擬機(jī)磁盤文件的升級、維護(hù)和備份。原理存儲之間的轉(zhuǎn)移核心技術(shù)磁盤快照REDO記錄父/子磁盤關(guān)系快照整合16 of 37錄目7.1 1虛擬化技術(shù)簡介7.2 2服務(wù)器虛擬化7.3 3存儲虛擬化7 . 4網(wǎng)絡(luò)虛擬化7 . 5桌面虛

9、擬化7 . 3存儲虛擬化云計算第三版配套PPT課件存儲虛擬化將系統(tǒng)中分散的存儲資源整合起來提高了存儲資源利用率降低了單位存儲空間的成本降低了存儲管理的負(fù)擔(dān)和復(fù)雜性在虛擬層通過使用數(shù)據(jù)鏡像、數(shù)據(jù)校驗(yàn)和多路徑等技術(shù)提高了數(shù)據(jù)的可靠性及系統(tǒng)的可用性利用負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)塊重組等技術(shù)提升系統(tǒng)的潛在性能整合和重組底層物理資源得到多種不同性能和可靠性的新的虛擬設(shè)備滿足多種存儲應(yīng)用的需求18 of 37云計算第三版配套PPT課件of 377.3 存儲虛擬化7.3.1 . 1存儲虛擬化的一般模型7.3.2 . 2存儲虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式7.3.3 . 3案例分析7 . 3存儲虛擬化存儲虛擬化的一般模型云計算

10、第三版配套PPT課件一般來說，虛擬化存儲系統(tǒng)在原有存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上增加了虛擬化層，將多個存儲單元抽象成一個虛擬存儲池，存儲單元可以是異構(gòu)，可以是直接的存儲設(shè)備，也可以是基于網(wǎng)絡(luò)的存儲設(shè)備或系統(tǒng)。物理服務(wù)器或者虛擬機(jī) 虛擬化層 減少存儲系統(tǒng)的管理開銷 實(shí)現(xiàn)存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享 提供透明的高可靠性和可擴(kuò)展性。底層存儲物理存儲設(shè)備20 of 37云計算第三版配套PPT課件of 377.3 存儲虛擬化7.3.1 . 1存儲虛擬化的一般模型7.3.2 . 2存儲虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式7.3.3 . 3案例分析7 . 3存儲虛擬化存儲虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式云計算第三版配套PPT課件 目前，實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化的方式主要有三種：基

11、于主機(jī)的存儲虛擬化基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化基于網(wǎng)絡(luò)的存儲虛擬化22 of 377.3 3存儲虛擬化基于主機(jī)的存儲虛擬化云計算第三版配套PPT課件基于主機(jī)的存儲虛擬化，也稱基于服務(wù)器的存儲虛擬化或者基于系統(tǒng)卷管理器的存儲虛擬化，其一般是通過邏輯卷管理來實(shí)現(xiàn)的。數(shù) 據(jù) 存儲共享存 儲 資源管理數(shù)據(jù)復(fù)制及遷移集群系統(tǒng)遠(yuǎn)程備份恢復(fù)優(yōu)勢 性價比比較高 性能下降劣勢 可擴(kuò)展性差 不支持異構(gòu)平臺23 of 377.3 3存儲虛擬化基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化云計算第三版配套PPT課件基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化主要是在存儲設(shè)備的磁盤、適配器或者控制器上實(shí)現(xiàn)虛擬化功能。 有很多的存儲設(shè)備的內(nèi)部都有功能比較強(qiáng)的處理器

12、存儲設(shè)備帶有專門的嵌入式系統(tǒng)，可以在存儲子系統(tǒng)的內(nèi)部進(jìn)行存儲虛擬化， 對外提供虛擬化磁盤 這類存儲子系統(tǒng)與主機(jī)無關(guān)，對系統(tǒng)性能的影響比較小，也比較容易管理 對于包含有多家廠商提供異構(gòu)的存儲設(shè)備的SAN存儲系統(tǒng)，基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化方法的效果不是很好 這種設(shè)備往往規(guī)模有限并且不能進(jìn)行級聯(lián)，這就使得虛擬存儲設(shè)備的可擴(kuò)展性比較差24 of 377 . 3存儲虛擬化基于網(wǎng)絡(luò)的存儲虛擬化云計算第三版配套PPT課件基于網(wǎng)絡(luò)的存儲虛擬化方法是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化功能，包括基于互連設(shè)備和基于路由器兩種方式。相對于上述幾種方式，基于路由器的虛擬化在性能、效果和安全方面都要好一些 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)如果連接主機(jī)到

13、存儲網(wǎng)絡(luò)的路由器出現(xiàn)故障，也可能會使主機(jī)上的數(shù)據(jù)不能被訪問，但是只有與故障路由器連接在一起的主機(jī)才會受到影響，其余的主機(jī)還是可以用其他路由器訪問存儲系統(tǒng)，且路由器的冗余還能夠支持動態(tài)多路徑。25 of 37云計算第三版配套PPT課件of 377.3 存儲虛擬化7.3.1 . 1存儲虛擬化的一般模型7.3.2 . 2存儲虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式7.3.3 . 3案例分析7 . 3存儲虛擬化案例分析VMFS的功能主要包括以下3點(diǎn)。云計算第三版配套PPT課件磁盤鎖定技術(shù)鎖定已啟動的虛擬機(jī)的磁盤，以避免多臺服務(wù)器同時啟動同一虛擬機(jī)故障一致性和恢復(fù)機(jī)制用于快速識別故障的根本原因，幫助虛擬機(jī)、物理主機(jī)和存儲子系統(tǒng)

14、從故障中恢復(fù)裸機(jī)映射（RDM）RDM使得虛擬機(jī)能夠直接訪問物理存儲子系統(tǒng)（iSCSI或光纖通道）上的LUN（Logical Unit Number）27 of 377 . 3存儲虛擬化案例分析VMware vSphere存儲架構(gòu)由各種抽象層組成，這些抽象層隱藏并管理物理存儲子系統(tǒng)之間的復(fù)雜性和差異云計算第三版配套PPT課件VMware虛擬存儲架構(gòu)28 of 37本章未完待續(xù) 百度排名首位的大數(shù)據(jù)資料和交流中心 百度排名首位的云計算資料和交流中心 終生免費(fèi)的智能硬件大數(shù)據(jù)托管平臺 掃一掃，進(jìn)入萬物云 終 生 免 費(fèi) 的 環(huán) 境 大 數(shù) 據(jù) 共 享 平 臺 掃一掃，進(jìn)入環(huán)境云 高校Hadoop教學(xué)科研一攬子解決方案了解詳情 云計算、大數(shù)據(jù)時代，社會亟需相關(guān)人才！而高校缺平臺、缺人才、缺經(jīng)驗(yàn)！怎么辦？云創(chuàng)大數(shù)據(jù)給您一步到位的解決方案！建設(shè)一個Hadoop實(shí)驗(yàn)平臺一套開源的Hadoop一體機(jī)和開發(fā)環(huán)境，詳細(xì)的指導(dǎo)書籍和實(shí)驗(yàn)設(shè)計。培養(yǎng)一支云計算師資隊(duì)伍來自云計算高手的系列培訓(xùn)，早在2010年就培訓(xùn)了全國第一批云計算師資力量。營造一個大數(shù)據(jù)科研環(huán)境為科研提供技術(shù)支持，與大數(shù)據(jù)應(yīng)用相結(jié)合，讓科研邁上新臺階。知名微信公眾號推薦 學(xué)習(xí)云計算必須關(guān)注的公眾號看未來云計算頭條 微信號：lpoutlook ，清華博士，云計算作者。 微信號： cstorbigdata 分享大數(shù)據(jù)技術(shù)，剖析大