华为云计算HCNA--虚拟化
时间:2019-02-10 22:20 来源:未知 作者:IT
华为虚拟化平台软件：Xen、Kvm等。基于Xen自主研发FusionCompute；
虚拟化范围：服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等，这里指的是服务器虚拟化；
虚拟化作用：是云计算的基础，通过虚拟化构建虚拟化资源池，由云资源管理平台进行调度，形成产品（如云主机），面向租户提供服务；
虚拟化优点：资源利用率提升、降低能耗（DPM）、提高IT运维效率（DPM）、操作系统与硬件解耦（指的是guest os与硬件解耦）；
虚拟化的本质：分区（资源必须分割）、隔离（互相不影响）、封装（保存为文件）
虚拟机的重要概念：VM（虚拟机）、PM（物理机，含操作系统）、BM（裸金属服务器）、在进行虚拟化时硬件特性依然保持；
虚拟化与模拟的区别：虚拟化将底层硬件资源抽象化逻辑化形成可切片的资源池，提供与底层硬件相同的特性；而模拟不需要硬件支持；
虚拟化分类：完全虚拟化（workstation、virtual PC）、半虚拟化（kvm、xen、hyper-V、esxi等）、操作系统虚拟化（docker）；
资源分类：计算资源（CPU、内存、IO设备）、存储资源、网络资源；
CPU指令集分类：ring0~ring3。其中ring0属于内核态，可以直接驱动硬件。ring3属于用户态；
软件虚拟化：由VMM来进行虚拟化，VM不需要与硬件直接打交道；
完全虚拟化：虚拟机并不知晓其运行在虚拟化环境中，此时VMM运行在ring0，guest OS运行在ring1，app运行在ring3上。当guest OS可能发送一些特权指令，但由于其运行在ring1中，此时会产生错误，由VMM进行捕获后，进入陷入状态。此后又VMM进行转换后成为安全的虚拟化指令，此时成为陷入-模拟。但是在X86架构下，有19条非特权指令能够影响宿主机，这叫做虚拟化漏洞。对于完全虚拟化是这样解决的：通过BT（binary transform）来将这些非特权指令转换成安全指令执行，不由VMM进行捕获；
半虚拟化：通过修改内核来识别哪些是敏感指令，对于敏感指令通过hypercall的方式发送给VMM进行处理，对于非特权指令直接发送给硬件执行；
虚拟化性能计算：每个VM的VCPU数量不能超过宿主机逻辑核的数量，VCPU建议总数量根据VM的负载决定，当负载较轻时，复用率可以取值在1到2之间；当负载较重时，复用率可以取值1，具体计算方式如下：路数核心数超线程数量（默认是2）复用率；而负载轻或是重可以根据VCPU利用率30%为分界；
内存虚拟化：其原理为从虚拟机虚拟内存地址（GVA）映射到虚拟机物理地址（GPA）再映射到宿主机物理地址（MA），需要进行两次映射。通常有两种实现方式：第一种软件实现方式，由每个VM所对应的VMM来完成从GVA到MA的映射，另外一种是硬件实现方式，如EPT等；
内存超分配：通过内存服用技术来实现，其典型应用为物理内存为8G、虚拟机内存之和达到12G，这就是内存超分配。内存服用技术主要有三种：内存共享（用于读，如果有写需求，复制到另一块区域进行写）、内存置换（对于VM中的冷数据放置到宿主机存储上）、气球压缩（当某台VM的内存利用率较低时，腾挪出一部分内存）等。华为的虚拟化平台UVP会智能采用以上三种技术来实现内存超分配；
IO虚拟化：即外设资源的虚拟化，常用模型为前后端驱动模型。其中最重要的是Dom0，其内部整合了大量的硬件驱动，可以绕过VMM与硬件打交道。而VMM很精简。具体IO流程如下：当VM需要与IO设备交互时，通过其前端驱动与Dom0上的后端驱动交互，由Dom0上的原生驱动直接与硬件交互，然后返回结果。特例是网卡IO虚拟化，通过使用VMDQ或SR-IOV，不需要VMM来参与，对于前者为每一个VM分配一个独立的device queue，对于后者直接为每个VM分配一个独立的网卡，这两种方式有点占用主机计算资源少，缺点是失去了虚拟化平台的一些特性，如热迁移等；
(责任编辑：IT)
| 华为虚拟化平台软件：Xen、Kvm等。基于Xen自主研发FusionCompute； 虚拟化范围：服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等，这里指的是服务器虚拟化； 虚拟化作用：是云计算的基础，通过虚拟化构建虚拟化资源池，由云资源管理平台进行调度，形成产品（如云主机），面向租户提供服务； 虚拟化优点：资源利用率提升、降低能耗（DPM）、提高IT运维效率（DPM）、操作系统与硬件解耦（指的是guest os与硬件解耦）； 虚拟化的本质：分区（资源必须分割）、隔离（互相不影响）、封装（保存为文件） 虚拟机的重要概念：VM（虚拟机）、PM（物理机，含操作系统）、BM（裸金属服务器）、在进行虚拟化时硬件特性依然保持； 虚拟化与模拟的区别：虚拟化将底层硬件资源抽象化逻辑化形成可切片的资源池，提供与底层硬件相同的特性；而模拟不需要硬件支持； 虚拟化分类：完全虚拟化（workstation、virtual PC）、半虚拟化（kvm、xen、hyper-V、esxi等）、操作系统虚拟化（docker）； 资源分类：计算资源（CPU、内存、IO设备）、存储资源、网络资源； CPU指令集分类：ring0~ring3。其中ring0属于内核态，可以直接驱动硬件。ring3属于用户态； 软件虚拟化：由VMM来进行虚拟化，VM不需要与硬件直接打交道； 完全虚拟化：虚拟机并不知晓其运行在虚拟化环境中，此时VMM运行在ring0，guest OS运行在ring1，app运行在ring3上。当guest OS可能发送一些特权指令，但由于其运行在ring1中，此时会产生错误，由VMM进行捕获后，进入陷入状态。此后又VMM进行转换后成为安全的虚拟化指令，此时成为陷入-模拟。但是在X86架构下，有19条非特权指令能够影响宿主机，这叫做虚拟化漏洞。对于完全虚拟化是这样解决的：通过BT（binary transform）来将这些非特权指令转换成安全指令执行，不由VMM进行捕获； 半虚拟化：通过修改内核来识别哪些是敏感指令，对于敏感指令通过hypercall的方式发送给VMM进行处理，对于非特权指令直接发送给硬件执行； 虚拟化性能计算：每个VM的VCPU数量不能超过宿主机逻辑核的数量，VCPU建议总数量根据VM的负载决定，当负载较轻时，复用率可以取值在1到2之间；当负载较重时，复用率可以取值1，具体计算方式如下：路数核心数超线程数量（默认是2）复用率；而负载轻或是重可以根据VCPU利用率30%为分界； 内存虚拟化：其原理为从虚拟机虚拟内存地址（GVA）映射到虚拟机物理地址（GPA）再映射到宿主机物理地址（MA），需要进行两次映射。通常有两种实现方式：第一种软件实现方式，由每个VM所对应的VMM来完成从GVA到MA的映射，另外一种是硬件实现方式，如EPT等； 内存超分配：通过内存服用技术来实现，其典型应用为物理内存为8G、虚拟机内存之和达到12G，这就是内存超分配。内存服用技术主要有三种：内存共享（用于读，如果有写需求，复制到另一块区域进行写）、内存置换（对于VM中的冷数据放置到宿主机存储上）、气球压缩（当某台VM的内存利用率较低时，腾挪出一部分内存）等。华为的虚拟化平台UVP会智能采用以上三种技术来实现内存超分配； IO虚拟化：即外设资源的虚拟化，常用模型为前后端驱动模型。其中最重要的是Dom0，其内部整合了大量的硬件驱动，可以绕过VMM与硬件打交道。而VMM很精简。具体IO流程如下：当VM需要与IO设备交互时，通过其前端驱动与Dom0上的后端驱动交互，由Dom0上的原生驱动直接与硬件交互，然后返回结果。特例是网卡IO虚拟化，通过使用VMDQ或SR-IOV，不需要VMM来参与，对于前者为每一个VM分配一个独立的device queue，对于后者直接为每个VM分配一个独立的网卡，这两种方式有点占用主机计算资源少，缺点是失去了虚拟化平台的一些特性，如热迁移等； (责任编辑：IT) |