虚拟化技术介绍及应用
1 虚拟化技术简介
目前虚拟化技术深入人心，从服务器到桌面都呈现出一片繁荣的景象，由此相信多数人都不会怀疑虚拟技术的可用性和研究其的必要性。通俗说来，虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构间的壁垒。虚拟化技术就其本质而言属于一种资源管理技术，它将硬件、软件、网络、存储等硬件设备隔离开来,使用户能更合理更充分的控制与管理各种资源。
1.1 术语介绍
1）.宿主机，即虚拟机管理器所在的系统
2）.客户机，即运行在虚拟化管理器之上的系统
3）.VMM, Virtual Machine Monitor. 虚拟机监视器
4）.hypervisor，也称为虚拟机管理系统（包含VMM）
2 虚拟化技术历史
IBM 早在 20 世纪 60 年代开发 System/360?Model 67 大型机时就认识到了虚
拟化的重要性。Model 67 通过 VMM（Virtual Machine Monitor）对所有的硬件接口都进行了虚拟化。但在x86平台上的虚拟化技术起步较晚，但随着x86平台CPU性能越来越强健，在市场上的应用越来越广泛，x86平台下的虚拟化技术同样得到了快速发展，特别是支持虚拟化技术的芯片辅助技术（即CPU虚拟化技术）出现以后，x86平台一直以来对虚拟化支持不佳的形象发生了很大改变，x86
平台已经成为了虚拟化技术发挥作用的重要平台之一。
虚拟化技术的发展大概经历了下面两个阶段。
初级阶段：在虚拟化早期，人们采用模拟软件技术模拟出计算机硬件和软件。模拟层与操作系统对话，而操作系统与计算机硬件对话。在模拟层中安装的操作系统并不知道自己是被安装在模拟环境下的，你可以按照常规的方法安装操作系统。这种虚拟化需要付出很大的性能代价。
高级阶段：随着虚拟技术发展的不断深化，虚拟化被带到了一个更高的级别。在模拟层（负责被虚拟机器的指令翻译）和硬件之间，不需要任何主机操作系统运行硬件上的虚拟机。虚拟机监控器直接运行在硬件上。由此虚拟化变得更加高效。
3 虚拟化技术原理
我们首先简要介绍一下虚拟化技术及其涉及的元素。虚拟化解决方案的底部是要进行虚拟化的机器。这台机器可能直接支持虚拟化，也可能不会直接支持虚拟化；那么就需要系统管理程序层的支持。系统管理程序，或称为 VMM，可以看作是平台硬件和操作系统的抽象化。在某些情况中，这个系统管理程序就是一个操作系统；此时，它就称为主机操作系统。
系统管理程序之上是客户机操作系统，也称为虚拟机（VM）。这些 VM 都是一些相互隔离的操作系统，将底层硬件平台视为自己所有。但是实际上，是系统管理
程序为它们制造了这种假象。
3.1 VMM分类
VMM是虚拟化技术的核心组件，当前主流的 VMM 实现结构可以分为三类：宿主模型 (OS-hosted VMMs)，Hypervisor 模型 (Hypervisor VMMs),混合模型(Hybrid VMMs)。下面分别介绍。
宿主模型
如图3.1，该结构的 VMM，物理资源由 Host OS (Windows, Linux etc.) 管理，实际的虚拟化功能由 VMM 提供，其通常是 Host OS 的独立内核模块（有的实现还含用户进程，如负责 I/O 虚拟化的用户态设备模型）VMM 通过调用 Host OS 的服务来获得资源，实现 CPU，内存和 I/O 设备的虚拟化VMM 创建出 VM 后，通常将 VM 作为 Host OS 的一个进程参与调度如上图所示，VMM 模块负责 CPU 和内存虚拟化，由 ULM 请求 Host OS 设备驱动，实现 I/O 设备的虚拟化。
图3.1 宿主模型VMM结构图
优点：可以充分利用现有 OS 的设备驱动，VMM 无需自己实现大量的设备驱动，轻松实现 I/O 设备的虚拟化。
缺点：因资源受 Host OS 控制，VMM 需调用 Host OS 的服务来获取资源进行虚拟化，其效率和功能会受到一定影响。
采用该结构的 VMM 有：VMware Workstation, VMWare Server (GSX), Virtual PC。
Hypervisor 模型
该结构中，VMM 可以看作一个为虚拟化而生的完整 OS，掌控有所有资源（CPU，内存，I/O 设备）VMM 承担管理资源的重任，其还需向上提供 VM 用于运行 Guest OS，因此 VMM 还负责虚拟环境的创建和管理。
图3.2 Hypervisor 模型VMM结构图
优点：因 VMM 同时具有物理资源的管理功能和虚拟化功能，故虚拟化的效率会较高；安全性方面，VM 的安全只依赖于 VMM 的安全。
缺点：因 VMM 完全拥有物理资源，因此，VMM 需要进行物理资源的管理，包括设备的驱动，而设备驱动的开发工作量是很大的，这对 VMM 是个很大的挑战。
采用该结构的 VMM 有：VMWare ESX Server, WindRiver Hypervisor, KVM（后
期）
混合模型
该结构是上述两种模式的混合体，VMM 依然位于最底层，拥有所有物理资源，但VMM 会主动让出大部分 I/O 设备的控制权，将它们交由一个运行在特权 VM 上的特权 OS 来控制。
VMM 只负责 CPU 和内存的虚拟化，I/O 设备的虚拟化由 VMM 和特权 OS 共同完成。
图3.3 混合模型VMM结构图
优点：可利用现有 OS 的 I/O 设备驱动；VMM 直接控制 CPU 和内存等物理资源，虚拟化效率较高；若对特权 OS 的权限控制得当，虚拟机的安全性只依赖于 VMM。缺点：因特权 OS 运行于 VM 上，当需要特权 OS 提供服务时，VMM 需要切换到特权 OS，这里面就产生上下文切换的开销。
采用该结构的 VMM 有：Xen。
4 虚拟化技术分类
虚拟化技术的核心部分是VMM (虚拟机管理器)，VMM的实现方式直接决定真个虚拟化解决方案的效率和功能。
4.1 按实现层次
按VMM的实现层次来分，目前有下面几种虚拟化实现方式。
1）.指令级虚拟化，它是通过纯软件的方式模拟各种不同硬件的指令集来达
到虚拟化的目的，这种方式的优点是可以完全的模拟出所需要虚拟设备的所有特性，这样必然会带来的一个缺点就是性能太差，而且实现复杂。代表软件有QEMU。
2）.硬件级虚拟化，硬件级虚拟化是基于虚拟的硬件一般与实际硬件指令集
非常相似这一假设前提下实现，因为有上面的前提，通过硬件虚拟化可以把客户机的大多数操作指令通过映射方式在主机上直接执行，从而大大提供虚拟化的效率。它的优点是简单高效，缺点是所虚拟的硬件平台范围有限，且可能需要硬件对虚拟化的支持。代表软件有xen,kvm等。
3）.操作系统级虚拟化，（待补充）。
4）.编程语言级虚拟化，代表有JVM(Java虚拟机）。
5）.程序库级虚拟化，代表有WIne库（在linux下模拟windows的运行环
境），cygwin库（在windows下模拟linux运行环境）。
这里需要说一下的是，我们一般提到的虚拟技术仅包括上面前三种类别，后两种属于一种广义上的虚拟化技术的范畴。本文中我们主要讨论的是狭义的虚拟化技术范畴。
4.2 按实现方式
虚拟化按实现方式来分，可以分为下面几种。
1）.全虚拟化(Full virtualization)，顾名思义，全虚拟化就是完全虚拟
出一个主机所需要的所有环境，因为运行于其上的虚拟机来说，它感觉不到虚拟化管理器的存在，所以此种方案是对客户机的支持类型最广泛的一种。它的具体实现是灵活的，可以在指令级层，如QEMU，可以在操作系统级层，如Virtualbox, 也可以在硬件级层，如KVM（需要芯片辅助技术支持）。
2）.半虚拟化（Para- virtuallization），半虚拟化技术是为了改善传统x86
平台下硬件对虚拟化支持不佳而提出的一种改进技术，它的实现在硬件级虚拟化层。为了提高虚拟化的效率，需要让客户机的操作指令直接让主机运行，以减少中间转换层造成的性能损失和时间延迟，但由于传统x86平台天生的缺陷
--CPU指令的分环运行级存在等，导致一些操作系统指令必需在特权级(Ring 0)下运行，否则将会得到不同的运行结果，而这一点又是虚拟机管理器存在的环境中无法现实的。解决此问题的方法有下面几种：一是修改客户机系统（改变此类特殊指令的实现方式），二是采用虚拟机管理器监视并重定向特殊操作指令，三是修改x86 CPU设计结构以支持此类特殊操作指令。此三种方法中第一种方法即是半虚拟化技术中采用的，毕竟为了追求极致的虚拟化性能而小小的（可能不小）改变一点客户机的内容，而且完全不影响客户机的功能，这还是可以接受的。但此方法的缺点是无法支持闭源操作系统作为客户机系统。
3）.硬件虚拟化，硬件虚拟化是指硬件直接支持虚拟化操作，包括CPU虚
拟化支持技术，内存支持虚拟化技术，其他设备I/O虚拟化支持技术等。硬件虚拟化技术专门为改善 X86平台在虚拟化技术方面的落后局面而出现，比如在CPU 特权指令方面，新的支持VT(virtualiztion Technology）技术的CPU在传统的两环运行模式的基础上新加了一个运行级--特权级（或者也叫客户机模式），虚拟机管理器就运行于这一特权级模式，而其他的所有客户机的运行模式保持不变，仍运行在运行级0(Ring 0)和运行级3(Ring 3）两种模式下，硬件虚拟化技术解决了半虚拟化技术中的难题；在内存访问方面，新的内存技术将实现通过直接硬件地址转换来支持虚拟客户机的物理内存访问，由于内存是系统中最频繁访问的设备之一，所以新的支持虚拟化的内存技术可以大大提高虚拟机性能。正式一系列硬件虚拟化技术的出现和发展，使得虚拟化可以同时得到全虚拟化的良好支持性和半虚拟的高效性，可以预想随着硬件虚拟化技术的发展，x86平台下的虚拟化技术必将取得辉煌的战绩。
5 虚拟化技术实现
全虚拟化
全虚拟化(Full virtualization), 也称为原始虚拟化技术, 该模型使用虚拟
机协调客户操作系统和原始硬件(见图5.1). 这里"协调"是一个关键词, 因为VMM在客户操作系统和裸硬件之间用于工作协调. 一些受保护的指令必须由Hypervisor(虚拟机管理程序)来捕获和处理。
全虚拟化: 使用Hypervisor分享底层硬件
图5.1
全虚拟化的运行速度损失比较大, 因为客户机系统是在Hypervisor的协调下和硬件交互. 全虚拟化最大的优点是操作系统没有经过任何修改.
半虚拟化
半虚拟化(Paravirtualization). 它使用Hypervisor(虚拟机管理程序)分享存取底层的硬件, 它的客户操作系统集成了虚拟化方面的代码并知道自己是在虚拟模式下运行，因为客户操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作.所以半虚拟化的性能接近于真实系统。不足是半虚拟化需要客户操作系统做一些修改(配合Hypervisor)。
半虚拟化: 通过客户操作系统分享进程。
图5.2
硬件虚拟化
硬件虚拟化技术是软件虚拟化技术的延伸和补充，包括CPU虚拟化技术，内存访问虚拟化技术，设备I/O虚拟化技术等。硬件虚拟化技术与软件层VMM结合可以极大的提高虚拟化的效率，如配合KVM使用支持VT技术的CPU，可以使客户机的性能损失降低到一个很小范围内。
6 虚拟化应用项目
6.1 KVM
Linux 2.6.20内核增加了KVM虚拟化技术. KVM是全虚拟化的解决方案, 它的特点是系统内核通过添加内核模块使内核自身成为一个Hypervisor(虚拟机管理
程序). 内核中的KVM模块通过/dev/kvm字符串设备显示被虚拟的硬件. KVM使用修改过的QEMU进程做为客户操作系统接口.
图6.1 KVM模型
KVM模块向内核增加了一个新的执行模式: 客户模式. 官方原始内核(vanilla kernel)支持内核和用户模式. 客户模式用于执行所有非I/O客户代码, 普通用户模式支持客户I/O.
增加KVM到Linux内核是Linux发展的一个重要里程碑, 这也是第一个整合到Linux主线内核的虚拟化技术. KVM将包含于2.6.20内核数中, 现在你也可以通过内核模块方式在2.6.19内核使用kvm. 当运行在支持的硬件(需Intel VT和AMD SVM处理器)上, kvm支持Linux(32和64为)和Windows(32为)客户机.
6.1.1 KVM分析
KVM 从一出现就收到开发者的追捧，它出现不多久就被收入到内核源码树中，接着时红帽宣布其将主力支持KVM，旗下的虚拟化业务也将逐渐由XEN向KVM转移。KVM天生精巧的结构和良好的效率，在硬件虚拟化技术的推动下，相信KVM将会在今后虚拟化领域占用重要地位，跟着它走没有错！
KVM 只是虚拟化解决方案的一部分，除了直接提供了虚拟化支持（可以为多个
操作系统虚拟化处理器）的具有VT技术CPU外，整个KVM分为两部分。
核心KVM模块，核心层仅有3个内核模块：kvm，kvm_intel和kvm_amd，kvm_intel 和kvm_amd分别对应Intel和AMD的CPU。它们提供来核心的虚拟机管理功能。用户层程序QEMU，在客户操作系统上执行 I/O 的功能是由 QEMU （经过修改的QEMU）提供的。QEMU 是一个平台虚拟化解决方案，允许对一个完整的 PC 环境进行虚拟化（包括磁盘、图形适配器和网络设备）。客户操作系统所生成的任何 I/O 请求都会被中途截获，并重新发送到 QEMU 进程模拟的用户模式中。QEMU 程序中提供了在用户层对客户机进行控制和管理的工具。
6.1.2 KVM与QEMU
QEMU是一个独立的项目，它通过指令模拟的方式模拟设备来提供虚拟化支持，XEN在这里正是借用它的这种本领来解决虚拟客户机需要的设备交互的问题。KVM使用的QEMU是修改过。
6.1.3 创建客户机实例
下面使用KVM虚拟化技术创建一个虚拟客户机实例的步骤，此步骤在fedora 11下测试通过。
1）.首先确认下面文件存在于系统中，核心模块kvm,kvm_intel或者kvm_amd。用户层程序qemu_kvm，没有的话使用包管理器安装qemu。
2）.确保核心KVM模块已载入，可以使用qemu-user软件包中提供的qemu服务自动载入，或者选择手动载入。
3）.如果不使用物理分区，请使用dd命令手动建立一个足够大的镜像文件（也可以通过qemu_img命令实现此步，具体参考手册）。
4）.启动客户机，使用光盘镜像文件安装系统，命令如下:
kvm -no-acpi -m 512 -cdrom guestos.iso -hda vm-disk.img
说明：-m指定内存大小，-cdrom指定使用光驱或者是镜像光盘文件，-hda 指定作为客户机第一磁盘启动器的物理磁盘或者镜像文件。
5）.使用如下命令启动当前物理磁盘上的系统:
kvm -m 512 -hda /dev/sda
注意：同时在同一分区启动两个系统可能会导致分区数据出错。
6.1.4 KVM性能测试
使用qemu_kvm命令启动KVM虚拟机，如果当前主机CPU不支持VT技术，那么qemu_kvm将使用传统qemu模拟底层设备的方式提供底层虚拟支持，这样虚拟机的性能将打打折扣。在支持VT技术的主机系统上，qemu_kvm将会自动开启CPU硬件虚拟化支持功能，在这种模式下客户机在使用CPU和内存时性能的损耗特别低，几乎接近于真实系统。但基于QEMU实现的KVM用户层系统在图形方面的性能目前表现较差，表现在图像显示效果不佳，鼠标移动有延迟。安装kqemu 增强工具可以一定程度的改善这个情况，但要实现接近于主机系统的图形性能和流畅的用户体验，KVM还需要很大的进步。
6.2 XEN
XEN 是英国剑桥大学计算机实验室开发的一个虚拟化开源项目.
在 Xen环境中，主要有两个组成部分。一个是虚拟机监控器（VMM），也叫hypervisor。Hypervisor层硬件与虚拟机之间，最先被载入到硬件的第一层。Hypervisor载入就可部署虚拟机。在Xen中，虚拟机叫做Domain。在这些虚拟机中，Domain0具有很高的特权,负责一些专门的工作。由于hypervisor中不包含任何与硬件对话的驱动，也没有与管理员对话的接口，这些驱动就由domain0来提供了。通过domain0，管理员可以利用一些Xen工具来创建其它虚拟机（DomainU）。这些domainU属于无特权 domain。在domain0中，还会载入一个xend进程。这个进程会管理所有其它虚拟机，并提供这些虚拟机控制台的访问。在创建虚拟机时，管理员使用配置程序与domain0直接对话。
图6.2 XEN 体系架构图
6.3 VMware
VMware是一个商业化的全虚拟化技术. Hypervisor是客户操作系统和硬件之间的抽象层. 该抽象层允许任何其它客户操作系统运行在主机操作系统之上. VMware也能虚拟I/O硬件, 增加了高性能设备驱动到Hypervisor中.
整个虚拟(机)环境实际上是一个单独的文件, 这意味整个系统(包括客户操作系统, 虚拟机和虚拟硬件)可以简单快速地整合到一个新的主机, 从而实现负载均衡.
7 虚拟化技术的优势和挑战
7.1 优势
1）. 提高现有资源的利用程度
2）. 通过缩减物理基础架构和提高服务器/管理员比率，降低成本
3）. 提高硬件和应用程序的可用性，进而提高业务连续性
4）. 实现了运营灵活性
5）. 提高桌面的可管理性和安全性
虚拟化技术结合当今正热的云计算，再加上可算计算这个安全的马甲护航，下一步一定会有更加强大，更加普及的应用接踵而现。从而可能会推动为人类服务的信息技术发生深刻的变革。
7.2 挑战
虽然目前虚拟化技术已经得到了较大范围的应用，但现在的虚拟化技术仍然还是一个新型的技术，距离成熟的技术它还有一些问题需要解决。我个人认为，以下两点是虚拟化技术下来发展中首先需要解决的问题：
硬件使用效率，如何在多客户机模式下最大限度的发挥硬件的能力是第一个问题。安全可靠性，安全永远是最重要的，而可靠性同等重要。
8 虚拟化与可信计算
因虚拟技术在成本优化，支撑跨平台应用等方面的广泛应用，使得其安全问题逐渐凸显，可信计算作为一种安全保障基础设施。研究可信计算技术为虚拟化技术提供安全保障服务。通过可信计算提供的可信度量、可信存储和可信报告机制，净化终端的计算环境，搭建终端之间的可信连接，构建诚实、互相信任的虚拟空间。
研究虚拟化技术对可信计算技术的支撑，通过虚拟监控机提供的隔离和监控机制，缓解软件可信动态度量的理论危机，为在操作系统和软件应用层建立可信计算环境提供一套解决方案
所以，两个技术可以互相配合，互相支撑。
9 总结
虚拟化技术现在主要的一个焦点是服务器和操作系统的虚拟化，比如像Linux,
虚拟化给性能, 可移植性和复杂性提供了许多选项. 这也意味者你能够为你的
应用程序和项目选择最合适的虚拟化方法。
但随着近年来Linux桌面技术的快速，虚拟化另一个新的而且重要的领域--个人电脑桌面虚拟化已开始显现。虚拟化技术在解决桌面系统安全性可靠性方面，提高用户体验性方面，还有提高机器使用效率和加强业务整合能力等等方面，都将会有很大的作为。推广Linux桌面方面，使用虚拟机加Linux桌面的组合产品既可以兼容windows系统，同时还改善安全性差等缺点，提高用户体验，使用户逐渐熟悉Linux桌面系统。但是任重道远，虚拟化的高效性目前主要体现在
CPU和内存访问上，在I/O操作和图形性能方面目前还需要很大改进，而图形性能是桌面用户尤其关注的方面。还好的是Redhat将回归对桌面技术的重视，目前KVM由Redhat主要提供支持，据称Redhat将在下来解决KVM图形性能不足的问题，我们拭目以待。
虚拟现实简介及行业发展前景 一、虚拟现实简介 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物 百科内容： VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术
模拟系统。 概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。 虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。 二、虚拟现实分类 行业概况： 北京傲唯刃道科技有限公司甘健先生认为：供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看，市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，专利产品及服务质量过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。在需求旺盛的阶段，行业需求巨大，
虚拟化技术及其应用上海市浦东科技信息中心程三艳摘编 虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术的提出可扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程，模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。 1、虚拟化技术的分类 1.1 从实现层次来分，虚拟化技术可以划分为：硬件虚拟化，操作系统虚拟化，应用程序虚拟化等。 硬件虚拟化，又叫做准虚拟化，就是用软件来虚拟一台标准电脑的硬件配置，如CPU、内存、硬盘、声显卡、光驱等，成为一台虚拟的裸机。 操作系统虚拟化，就是以原操作系统为母体样本，利用虚拟化软件克隆出多个新系统。 应用程序虚拟化，主要任务是虚拟操作系统，保证应用程序的正常运行虚拟系统的某些关键部分，如注册表等，轻量、小巧；还可以实现很多非绿色软件的移动使用，通过局域网方便快捷地分发到企业终端上，不用安装，直接使用，在应用范围和体验上超越绿色软件，大大降低了企业的IT成本。 1.2 以应用领域来划分，虚拟化技术可以划分为：服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、桌面虚拟化、CPU虚拟化、文件虚拟化等。 服务器虚拟化，应用了硬件虚拟化和操作系统虚拟化技术，在一台服务器运行安装多个操作系统，并且可以同时运行，就相当于多台服务器同时运行了，利用率大大提高。 存储虚拟化，是将一堆独立分布的硬盘虚拟的整合成一块硬盘，存储虚拟化的目的是方便管理和有效利用存储空间。 网络虚拟化，一般是指VPN，它将两个异地的局域网，虚拟成一个局域网，这样一些企业的OA、B/S软件，就可以像真实局域网一样进行电脑互访了。 桌面虚拟化，是在服务器上部署好桌面环境，传输到客户端电脑上，而客户端只采用瘦客户机的应用模式，即只安装操作系统，接受服务器传输来的虚拟桌面，用户看到的就像本地真实环境一样，所有的使用其实是对服务器上的桌面进行操作。 CPU虚拟化，是对硬件虚拟化方案的优化和加强。以前是用虚拟化软件把一个CPU虚拟成多个CPU，而CPU虚拟化直接从硬件层面实现，这样大大提高的性能。 文件虚拟化，是将分布在多台电脑的文件数据虚拟成一台电脑上的，这样以前找文件要去不同的机器上查找，而现在则像在一台电脑上操作一样。 2、虚拟化技术应用 虚拟化技术具有可以减少服务器的过度提供、提高设备利用率、减少IT的总体投资、增强提供IT环境的灵活性、可以共享资源等优点，但虚拟化技术在安全性能上较为薄弱，虚拟化设备是潜在恶意代码或者黑客的首选攻击对象。 目前常用的虚拟软件有VMware、Virtual PC以及微软在推的windows sever 2008中融入的Hyper-v1.0。自从全球经济危机开始，虚拟化技术被广大企业迅速应用，2009年也是虚拟化技术大潮兴起的一年。 2.1 虚拟化技术在高校信息化建设中的应用 高校信息化建设从20世纪90年代开始，已经经历了单机环境、C/S架构、B/S架构、SOA等多个发展阶段。目前，高校信息化建设已经涉及到高校的教学、科研、管理、生活、服务等相关领域，所需要的计算机平台、存储环境和网络环境多种多样，随之也带来了IT基础设施的资源利用率低和管理成本高等问题。将虚拟化技术应用到高校信息化建设中，既能提高高校信息基础设施的效率，也能提升信息化基础平台的可靠性和可维护性，降低IT相关管理成本。 使用存储虚拟化技术，将高校信息化基础设施中的所有存储资源整合为一个大的存储系统，通过统一存储数据和管理存储空间对外以透明的方式提供存储服务，根据应用系统对存储速率和访问要求的不同，提供不同的存取方式。
网络虚拟化介绍及应用实例 技术背景 随着社会生产力的不断发展，用户需求不断发展提高，市场也不断发展变化，谁能真正掌握市场迎合用户，谁就能够占领先机提高自己的核心竞争力。企业运营中关键资讯传递的畅通可以帮助企业充分利用关键资源，供应链、渠道管理，了解市场抓住商机，从而帮助企业维持甚至提高其竞争地位。作为网络数据存储和流通中心的企业数据中心，很显然拥有企业资讯流通最核心的地位，越来越受到企业的重视。当前各个企业/行业的基础网络已经基本完成，随着“大集中”思路越来越深入人心，各企业、行业越来越迫切的需要在原来的基础网络上新建自己的数据中心。数据中心设施的整合已经成为行业内的一个主要发展趋势，利用数据中心，企业不但能集中资源和信息加强资讯的流通以及新技术的采用，还可以改善对外服务水平提高企业的市场竞争力。一个好的数据中心在具有上述好处之外甚至还可以降低拥有成本。 1.虚拟化简介 在数据大集中的趋势下，数据中心的服务器规模越来越庞大。随着服务器规模的成倍增加，硬件成本也水涨船高，同时管理众多的服务器的维护成本也随着增加。为了降低数据中心的硬件成本和管理难度，对大量的服务器进行整合成了必然的趋势。通过整合，可以将多种业务集成在同一台服务器上，直接减少服务器的数量，有效的降低服务器硬件成本和管理难度。 服务器整合带来了巨大的经济效益，同时也带来了一个难题：多种业务集成在一台服务器上，安全如何保证？而且不同的业务对服务器资源也有不同的需求，如何保证各个业务资源的正常运作？为了解决这些问题，虚拟化应运而生了。虚拟化指用多个物理实体创建一个逻辑实体，或者用一个物理实体创建多个逻辑实体。实体可以是计算、存储、网络或应用资源。虚拟化的实质就是“隔离”—
软硬件虚拟化技术问题 ［摘要］随着计算机应用的广泛和功能的丰富，计算机软件开发商普遍开始重点研制计算机软件、硬件“虚拟技术”方面的产品。文章对计算机的虚拟化种类与相关技术进行研究和探讨。 ［关键词］软件；硬件；虚拟化技术 ［作者简介］刘一威，广东省电力设计研究院工程师，研究方向：网络信息管理，广东广州，510663 ［中图分类号］TP311.5 ［文献标识码］ A ［文章编号］1007-7723（2011）01-0030-0003 为了达到广大用户的使用需要，计算机软件开发商开始重点研制“虚拟技术”方面的产品。软件、硬件是计算机内部的重要组成部分，虚拟化技术的运用必须重视软硬件虚拟化的相关问题。 一、虚拟化种类与相关技术 从计算机理论知识看，虚拟化技术是一种与其他网络技术不同的形式。早期计算机控制模式还局限在远程、多任务控制状态下，但现代控制系统的运用实现了虚拟化操作模式，在相同时间里能对2个以上的操作系统控制，让各个操作指令程序运用于虚拟的CPU中。当前，虚拟化程度划分与
相关技术包括： （一）虚拟化种类 1.完全虚拟。目前，市场上销售虚拟化产业最常见的是借助于各种形式的软件，如：hypervisor等，利用这类软件可以与虚拟服务器、底层硬件等创建一个特殊的抽象层。这种完全虚拟的技术最典型的产品要数VMware公司的Vsphere和微软公司的Hyper-V，能够在操作系统上实现各种虚拟操作。 2.准虚拟化。从系统运行程度上看，完全虚拟化常常要承载众多不同的程序控制，这就使得完全虚拟化成为一种密集型技术的控制器，其掌握的服务数据也相当繁多。为缓解这一状况，准虚拟化技术通常使用对操作系统调整的方式，实现和hypervisor共同操作。 （二）虚拟化相关的技术 1.Intel技术。若从计算机虚拟化技术发展历程看，Virtualization虚拟化技术是运用时间最长的一项。计算机刚刚普及的阶段，Intel虚拟化技术多数运用于服务器、主机等相关装置中。现代计算机技术的发展，促进了PC功能的改善，Intel技术能把IT优化调整为高性能的框架模式。 2.AMD技术。这类技术主要是在计算机硬件结构上形成的虚拟化技术，AMD虚拟化技术能够凭借不同的服务器广泛运用在不同的操作系统上，这对于改善服务器性能是很
虚拟化技术介绍及应用 1 虚拟化技术简介 目前虚拟化技术深入人心，从服务器到桌面都呈现出一片繁荣的景象，由此相信多数人都不会怀疑虚拟技术的可用性和研究其的必要性。通俗说来，虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构间的壁垒。虚拟化技术就其本质而言属于一种资源管理技术，它将硬件、软件、网络、存储等硬件设备隔离开来,使用户能更合理更充分的控制与管理各种资源。 1.1 术语介绍 1）.宿主机，即虚拟机管理器所在的系统 2）.客户机，即运行在虚拟化管理器之上的系统 3）.VMM, Virtual Machine Monitor. 虚拟机监视器 4）.hypervisor，也称为虚拟机管理系统（包含VMM） 2 虚拟化技术历史 IBM 早在 20 世纪 60 年代开发 System/360?Model 67 大型机时就认识到了虚 拟化的重要性。Model 67 通过 VMM（Virtual Machine Monitor）对所有的硬件接口都进行了虚拟化。但在x86平台上的虚拟化技术起步较晚，但随着x86平台CPU性能越来越强健，在市场上的应用越来越广泛，x86平台下的虚拟化技术同样得到了快速发展，特别是支持虚拟化技术的芯片辅助技术（即CPU虚拟化技术）出现以后，x86平台一直以来对虚拟化支持不佳的形象发生了很大改变，x86 平台已经成为了虚拟化技术发挥作用的重要平台之一。 虚拟化技术的发展大概经历了下面两个阶段。 初级阶段：在虚拟化早期，人们采用模拟软件技术模拟出计算机硬件和软件。模拟层与操作系统对话，而操作系统与计算机硬件对话。在模拟层中安装的操作系统并不知道自己是被安装在模拟环境下的，你可以按照常规的方法安装操作系统。这种虚拟化需要付出很大的性能代价。 高级阶段：随着虚拟技术发展的不断深化，虚拟化被带到了一个更高的级别。在模拟层（负责被虚拟机器的指令翻译）和硬件之间，不需要任何主机操作系统运行硬件上的虚拟机。虚拟机监控器直接运行在硬件上。由此虚拟化变得更加高效。 3 虚拟化技术原理 我们首先简要介绍一下虚拟化技术及其涉及的元素。虚拟化解决方案的底部是要进行虚拟化的机器。这台机器可能直接支持虚拟化，也可能不会直接支持虚拟化；那么就需要系统管理程序层的支持。系统管理程序，或称为 VMM，可以看作是平台硬件和操作系统的抽象化。在某些情况中，这个系统管理程序就是一个操作系统；此时，它就称为主机操作系统。
《云计算虚拟化技术与应用》教学大纲 学时：62 代码： 适用专业： 制定： 审核： 批准： 一、课程的地位、性质和任务 本课程是云计算技术、计算机网络技术、计算机应用技术等专业的一门专业核心课程，主要讲授虚拟化技术发展史、虚拟化技术分类、虚拟化架构特性并对目前主流的虚拟化技术都有涉及，重点讲授虚拟化技术在服务器、桌面及网络上的应用。通过本课程的学习，使学生掌握虚拟化的基本知识，掌握虚拟化的基本原理和方法。能够对目前主流的虚拟化产品进行熟练的使用、部署及维护，并培养学生团结协作、严守规范、严肃认真的工作作风和吃苦耐劳、爱岗敬业等职业素养。 二、课程教学基本要求 1.了解虚拟化的基本概念及发展情况、虚拟化的技术分类及虚拟化的基本技术架构等知识。 2. 了解服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化的基本概念及基础架构原理，了解市场主流虚拟化技术及产品。 3. 了解VMware ESXi的基本概念并熟练掌握VMware ESXi的安装、配置的基本方法与技术；了解VMware ESXi的重要功能并掌握VMware ESXi虚拟机的创建、定制技术。 4. 了解XenServer的功能特性、虚拟基础架构及XenServer系统架构，掌握XenServer服务器和XenCenter管理平台的安装、配置以及创建虚拟机环境的基本方法与技术。 5. 了解Microsoft Hyper-V的功能特性及系统架构，掌握安装Microsoft Hyper-V服务器角色以及创建、定制虚拟机环境的基本方法与技术。 6. 了解KVM的应用前景及基本功能，掌握KVM环境构建、硬件系统维护、KVM服务器安装及虚拟机维护的基本方法与技术。 7. 了解Docker的功能特性及系统架构，掌握Docker的使用技术，包括Docker的安装与卸载、Docker镜像与容器以及Docker Hub的应用技术等。 8. 掌握虚拟机服务器的部署，包括虚拟服务器的配置、工具的部署、虚拟服务器调优、虚拟服务器安全性、虚拟机备份、虚拟机业务迁移及物理机转虚拟机的方法及技术。 9. 了解虚拟化终端的类型及其特点、熟悉常见共享桌面的种类。了解主流虚拟桌面的产品及其厂商，掌握VMware View虚拟桌面的部署步骤过程。 10. 掌握虚拟专用网络VPN的部署与使用方法，包括硬件VPN和软件VPN；掌握虚拟局域网（VLAN）的部署与使用方法，包括标准VLAN、VMware VLAN和混合VLAN；掌握虚拟存储设备的配置与应用，包括IP-SAN在vSphere平台的挂载方法。 11. 掌握虚拟化架构规划的需求分析及设计选型的一般方法，能够针对具体的项目需求给出虚拟化架构规划实施方案。
系统虚拟化简介 2014-12-10 16:02 上海城信所智慧城市事业部张磊 在项目实施和开发中，常常会碰到虚拟化相关的问题，大多数时候我们也是知其然不知其所以然。为此特从网络和书籍上搜集了虚拟化相关的部分资料，在此与大家分享。 1. 1什么是虚拟化 计算机系统采用的是分层体系结构，每一层次都向上一层次提供一个抽象，并且每一层只需要知道下层抽象的接口，而不需要了解其内部机制。如下图 本质上，虚拟化就是由位于下层的软件模块，通过向上一层软件模块提供一个与它原先所期待的运行环境完全一致的接口，抽象出一个虚拟的软件或硬件接口，使得上层软件可以直接运行在虚拟的环境上。虚拟化可以发生在各个层次上，如下是常见的虚拟化层次。 1. 硬件抽象层上的虚拟化 指通过虚拟的方式为客户机操作系统呈现与物理硬件相同或相近的硬件
抽象层。由于客户机操作系统所能看到的是硬件抽象层，因此客户机操作系统的行为和在物理平台上没有区别。比较知名的硬件抽象层上的虚拟化有VMWare系统 产品、Xen等。 1. 操作系统层上的虚拟化 操作系统层上的虚拟化是指操作系统的内核可以提供多个相互隔离的用户态实例，这些用户态实例对于它的用户来说就像是一台真实的计算机，有自己独立的文件系统、网络、系统设置和库函数等。比较知名的有Paralles的Virtuozzo、Solaris的Zone和Linux的vServer等。 2. 库函数层上的虚拟化 库函数层上的虚拟化就是通过虚拟化操作系统的应用级库函数的服务接口，使得应用程序不需要修改，就可以在不同的操作系统中无缝运行，从而提高系统间的互操作性。例如，WINE系统是在Linux上模拟了Windows的库函数接口，使得一个Windows的应用程序能够在LInux上正常运行。 3. 编程语言层上的虚拟化 这类虚拟化为进程级虚拟化，称为语言级虚拟机，例如Java虚拟机JVM 和微软的CLR。程序代码直接在虚拟机中运行，然后由虚拟机翻译成本地机器语言。通过在不同操作系统平台上开发不同的虚拟机，保证程序只需编写一次就可以在不同的平台上运行。 Web浏览器也可以看做是一种语言级虚拟机，它主要支持HTML和Javascript的运行，屏蔽了不同操作系统平台的差异，保证同一份网页可以在不同的操作系统中打开。 4. 2宿主机&客户机
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缩写和约定 英文缩写英文全称中文解释 Hypervisor Hypervisor 虚拟机管理器（和VMM同 义） VMM VMM Virtual Machine Manager 虚拟机监视器 HA HighAvailability 高可用性 vMotion vMotion 实时迁移 DRS Distributed Resource Scheduler 分布式资源调度程序 FC Fibre Channel 光纤通道 HBA Host Bus Adapter 主机总线适配器 RAID Redundant Arrays of Independent Disks 磁盘阵列 IOPS Input/Output Operations Per Second 每秒读写（I/O）操作的次数VM Virtual Machine 虚拟机 LUN Logical Unit Number 逻辑单元号
接触网络虚拟化纯属偶然。作为研究院微博五毛小分队的成员，撰出一条微博是每天的任务。那天无意中抓取了一条新闻：Xsigo公司推出了业界第一个数据中心网络全虚拟化解决方案。巧的是Xsigo公司的方案是基于Infiniband技术的，而我最近的项目使我对Infiniband略懂，所以就重点关注了一下。这一关注不要紧，才发现里面水很深。不管是传统IT豪强还是网络巨人都对这一领域虎视眈眈，谋篇定局，更有无数的创业者们在此展开深耕。抱着对技术要略懂的心态，我入水一探究竟。这篇博文算是对我这次涉水的总结，网络虚拟化发展到现在牵涉的技术非常多，每种技术都可以单独写一篇文章来介绍，限于我的精力和知识水平只能给大家做个整体的简单介绍，不足之处还请各位批评指正。如果读者对某种技术感兴趣可以搜索相关资料做更详细的了解。 什么是网络虚拟化 首先我们需要明确一个问题，什么是网络虚拟化，网络虚拟化简单来讲是指把逻辑网络从底层的物理网络分离开来。这个概念产生的比较久了，VLAN，VPN， VPLS等都可以归为网络虚拟化的技术。近年来，云计算的浪潮席卷IT界。几乎所有的IT基础构架都在朝着云的方向发展。在云计算的发展中，虚拟化技术一直是重要的推动因素。作为基础构架，服务器和存储的虚拟化已经发展的有声有色，而同作为基础构架的网络却还是一直沿用老的套路。在这种环境下，网络确实期待一次变革，使之更加符合云计算和互联网发展的需求。云计算的大环境下，网络虚拟化的定义没有变，但是其包含的容却大大增加了。 云计算环境下的网络虚拟化需要解决端到端的问题，笔者将其归纳为三个部分： （一）第一部分是服务器部。随着越来越多的服务器被虚拟化，网络已经延伸到Hypervisor部，网络通信的端已经从以前的服务器变成了运行在服务器中的虚拟机，数据包从虚拟机的虚拟网卡流出，通过Hypervisor部的虚拟交换机，在经过服务器的物理网卡流出到上联交换机。在整个过程中，虚拟交换机，网卡的I/O问题以及虚拟机的网络接入都是研究的重点。 （二）第二部分是服务器到网络的连接。10Gb以太网和Infiniband等技术的发展使一根连接线上承载的带宽越来越高。为了简化，通过一种连接技术聚合互联网络和存储网络成为了一个趋势。 （三）第三部分是网络交换，需要将物理网络和逻辑网络有效的分离，满足云计算多租户，按需服务的特性，同时具有高度的扩展性。 下面我就围绕这三个方面来讲述网络虚拟化中的一些主要技术和标准。 服务器部
今天的虚拟化可以用来进行服务器、存储、网络、桌面应用程序的整合，提高系统资源利用率，提高管理灵活性，节省服务器空间和电耗成本。虚拟化是云计算的基础，没有虚拟化就没有云计算。 虚拟化是一种方法，本质上讲是指从逻辑角度而不是物理角度来对资源进行配置，是从单一的逻辑角度来看待不同的物理资源的方法。虚拟化是一种逻辑角度出发的资源配置技术，是物理实际的逻辑抽象。 对于用户，虚拟化技术实现了软件跟硬件分离，用户不需要考虑后台的具体硬件实现，而只需在虚拟层环境上运行自己的系统和软件。而这些系统和软件在运行时，也似乎跟后台的物理平台无关。 和传统IT资源分配的应用方式相比，虚拟化有以下优势：虚拟化技术可以大大提高资源的利用率；提供相互隔离、安全、高效的应用执行环境；虚拟化系统能够方便地管理和升级资源。虚拟化技术带来了如此多的优势与好处，下面就介绍现有的较成熟的各类虚拟化技术。 一、服务器虚拟化 服务器虚拟化能够通过区分资源的优先次序，并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源。 通过服务器虚拟化技术，用户可以动态启用虚拟服务器（又叫虚拟机），每个服务器实际上可以让操作系统（以及在上面运行的任何应用程序）误以为虚拟机就是实际硬件。运行多个虚拟机还可以充分发挥物理服务器的计算潜能，迅速应对数据中心不断变化的需求。 目前常用的服务器主要分为Unix服务器和x86服务器，对Unix服务器而言，IBM、HP、Sun各有自己的技术标准，没有统一的虚拟化技术；因此，目前Unix的虚拟化还受具体产品平台的制约，不过Unix服务器虚拟化通常会用到硬件分区技术。而x86服务器的虚拟化则标准相对开放，下面介绍x86服务器的虚拟化技术。 1、完全虚拟化
虚拟化技术Ｘｅｎ及其应用 [摘要]Xen是一个开放源代码，基于x86 CPU架构的虚拟机监视器（VMM），借助于Xen 可以在单个物理硬件上同时实现多个操作系统的运行。主要介绍Xen 的特点和结构，实例演示以及应用领域。 [关键词]Xen虚拟机半虚拟全虚拟 一、引言 随着服务器整合需求不断的升温，虚拟化技术正越来越受到关注。而伴随着现代计算机不断增强的处理能力，利用虚拟化技术实现多个不同的操作系统在同一台计算机上的高性能运行将带来广阔的发展前景。利用Xen 可以在一台计算机实现多个操作系统的同时运行，Xen可以广泛应用于服务器整合领域以及软件开发过程中。 二、Xen简介 Xen是一个开放源代码，基于x86 CPU架构的虚拟机监视器（VMM），借助于Xen 可以在单个物理硬件上同时实现多个操作系统的运行。 Xen支持x86/32, x86/64平台，其虚拟机的性能能够接近真实硬件环境，同时它实现了不同计算机间的虚拟机的动态迁移，即允许虚拟机操作系统以及其上的应用程序动态地在服务器间互相迁移，实现了服务器负载的均衡，最大限度的做到资源的合理应用。Xen虚拟机能最大支持32个虚拟CPU（VCPU），并允许虚拟CPU的热插拔。随着Intel和AMD在其CPU中增加辅助虚拟化技术（Intel VT和AMD-V），Xen已经实现全虚拟，即不用修改虚拟机操作系统即可实现对于系统的虚拟化，增加了Xen的应用范围。 从Xen3.0起Xen同时支持半虚拟（para-virtualization）和基于硬件的全虚拟（full virtualization）。半虚拟化的Xen虚拟机主要为了实现系统的高性能，它需要通过修改客户操作系统来实现利用Xen提供的平台接口。和半虚拟相比，全虚拟无须修改客户操作系统，但是它需要为客户操作系统提供一个完全虚拟化的平台。 三、Xen整体结构 Xen 可以同时实现管理多个虚拟机客户操作系统的独立运行，通过Xen对各个域(Domain)的合理调度可以实现高效利用CPU资源。而各个客户操作系统则可以分别管理自身应用程序。初始化域(Domain0)将在系统引导时自动创建并拥有特殊的管理权限。通过Domain0可以创建其它的域，并管理虚拟设备。
虚拟化技术在数据中心中的应用 虚拟化（Virtualization），伴随着计算机技术的发展与应用。在信息化建设的不同时期，虚拟化都受到了计算机厂商和用户的关注。虚拟化的优势在于它能将所有可用的计算和存储资源以资源池的方式组成一个单一的整合视图，通过提供虚拟功能，可将资源看做一个单一公共的平台，最终资源池就像我们日常生活中的水和电一样，成为企业信息系统中的“公用设施”（Utility Computing）。对用户来说，虚拟计算资源带来的益处是明显的：首先提高了资源利用率，避免了复杂的系统集成和大规模的设备占用空间，降低了投资成本；二是简化了管理的复杂性，能对整体系统运行环境进行统一监管和动态分配，从而降低了计算管理和运行成本；三是可以充分利用整体平台的优势，更好地发挥系统的效能;四是从总体上提高了全系统的可靠性。 正是由于虚拟化技术在资源配置和效率方便的巨大优势，虚拟化技术率先推动了数据中心的革命。数据中心的虚拟化有很多的优点。首先，可以通过整合或者共享物理设备来提高资源利用率，据调查，目前全球多数的数据中心的资源利用率在15%~20%之间，通过整合和虚拟化技术可以将利用率提高到50%~60%；其次，可以通过虚拟化技术实现节能环保的绿色数据中心，如可以减少物理设备、电缆、空间、电力、制冷等的需求；更重要的是，可以通过虚拟化技术实现应用部署的灵活和机动，以满足快速增长的业务需求。 一、数据中心相关的虚拟化技术 虚拟化技术的核心思路是，通过软件或硬件设备构成一个虚拟化层并对其进行管理，把各类物理资源映射为统一的虚拟资源。这些虚拟资源在使用上和物理资源的特性相差很少或者没有区别。可以被虚拟化的资源包括服务器、存储、网络等资源（还包括了一些比较专用的设备如防火墙、负载均衡等），映射的方式包括一对多（1->N）、多对一（N->1）和多对多(N->M)几种形式。 1、应用虚拟化 应用虚拟化就是将IT应用的客户端进行集中统一部署，使所有用户的应用和数据在同一平台上进行计算和运行，用户对应用进行透明的访问，并最终获得与本地访问应用同样的感受和计算结果。通俗点说，应用虚拟化就是将用户使用的所有软件安装在服务器端，用户的客户端零安装，用户通过使用服务器上的软件进行工作，通常服务器的性能、安全性都要远远高于用户个人用机；因此，这种方式通常可以给用户带来更高安全性和更好性能的应用体验。 现在的应用虚拟化已经能够较好地支持本地外界设备，如打印机、扫描仪、光驱等。基于应用虚拟化可以解决当今用户所面临的很多问题，通过对应用统一管理和监控，可以实现应用的快速发布和部署，增强应用的安全性，提高员工的工作效率，大幅降低企业在IT上的整体拥有成本。 CITRIX（思杰）的应用虚拟化解决方案是目前比较典型的代表。 2、虚拟桌面基础架构 虚拟桌面基础架构（Virtual Desktop Infrastructure,VDI）的基本原理很简单，用户的桌面环境包括操作系统、应用和其他必要组件都被压缩到一个虚拟机镜像里，然后可以在数据中心的服务器上运行这些虚拟系统，形成用户的“虚拟桌面”。用户通过来自客户端设备（瘦客户机或是家用PC甚至PDA）的瘦客户计算协议与虚拟桌面进行连接，用户访问他们的桌面就像是访问传统的本地安装桌面一样。这些虚拟桌面可能运行Windows、Linux或Unix，并且仍然宿主在相同机器里。思杰、微软和威睿都提供这样的功能。
虚拟现实技术 虚拟现实（简称VR），又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站，但近来基于Intel 奔腾Ⅲ（Ⅳ代）代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异，有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求，但近年来，虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义，把这两个词放在一起，似乎没有意义，但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说，按最早提出虚拟现实概念的学者https://www.doczj.com/doc/4919155268.html,niar的说法，虚拟现实，又称假想现实，意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到，这个领域与计算机有着不可分离的密切关系，信息科学是合成虚拟现实的基本前提。生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题：
XXX职业技术学院学年第学期Array《云计算虚拟化技术与应用》课程考试试卷（A） 使用班级： （A （B （C （D 2、 （A （B （C （D 3、（ （A （B （C （D 4、 （A （B （C （D 5、架构的核心是 A 。 （A）Xen Hypervisor （B）XenMotion （C）Domain0 （D）Linux操作系统核心 6、(多项选择)下列选项适合描述Type1架构的是 ACD 。 （A）服务器的CPU必须支持虚拟化 （B）HostOS是其中重要的组成部分 （C）虚拟机操作系统访问硬件的性能的大大提升 （D）Hypervisor是其中的核心，处于虚拟机和硬件之间
7、（多项选择）统管理员要在服务器上安装KVM服务的前提条件是 ABC 。 （A）检查CPU是否支持虚拟技术 （B）BIOS中开启Virtual Technolege支持 （C）Linux版本为64位 （D）Linux版本为32位 8、 （A）virt-manager （B）vrit-manger （C）virtual shell （D）vmanager 9、 （A （B （C （D 10、 （A （B （C （D 11、 （A） 12、( （A （B （C （D 13、( （A （B （C （D 14、（单项选择）链接克隆桌面池中，view Composer规定每个桌面池时所支持链接克隆虚拟机最大的数量为 A ？ （A）512 （B）1024 （C）128 （D）256 15、（多项选择）基于IPSec的VPN解决方案能够解决以下哪些问题 ABC ？ （A）数据源身份认证 （B）数据保密 （C）自动的密钥管理和安全关联管理 （D）增强防火墙安全性
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4919155268.html, 虚拟化技术在企业中的应用 作者：付林 来源：《电子技术与软件工程》2018年第07期 摘要随着企业IT应用的快速发展，对底层IT基础设施交付资源的需求也越来越高，传统IT基础设施资源独立部署，单独交付的模式，已经逐渐显出低效不足的劣势。采用虚拟化技术，对IT基础设施资源整合，按需交付虚拟化资源的模式在企业中逐渐成为主流。本文就有关虚拟化技术在企业中的应用展开相关探讨。 【关键词】虚拟化技术 IT基础设施资源企业应用 随着企业IT应用的快速发展，对底层IT基础设施交付资源的需求也越来越高，传统IT 基础设施资源独立部署，单独交付的模式，已经逐渐显出低效不足的劣势。采用虚拟化技术，对IT基础设施资源整合，按需交付虚拟化资源的模式在企业中逐渐成为主流。 虚拟化实际可以理解为对用户交付资源的一种呈现形式。传统未使用虚拟化技术时，交付给用户的是实体物理资源，采用虚拟化技术之后，交付给用户的资源不再是物理实体，而是底层对用户透明，且满足用户资源配置需求的逻辑资源。虚拟化技术在企业中的应用主要是在 IT基础设施资源的交付物上。传统IT技术设施交付模式形成的一个个资源孤岛，在采用虚拟化技术后，资源整合统一标准化，形成了虚拟资源池，按需交付给用户虚拟资源，既满足了业务需求，又提高了资源利用效率和运维管理效率。 1 虚拟化技术的概述 虚拟化技术是可屏蔽底层物理实现，将单个或多个物理资源抽象虚拟，形成统一标准、动态可交付逻辑资源的技术。虚拟化技术改变了传统所见即所得的资源交付模式。对用户来说，所得不再可见。通过虚拟化技术将物理资源整合，形成逻辑资源池，对外按需动态交付逻辑资源。对于异构的物理资源，也屏蔽了其各自的底层实现，形成统一标准的逻辑资源。虚拟化技术可将海量资源“池化”，用户可根据自身需求租用必要的资源，当遇到资源需求的突增情况，也有资源池的标准化资源提供增补。这种资源交付模式可以动态智能化满足资源需求，具有良好的横向可扩展性，更能适应业务多变的资源需求。 虚拟化技术解决了资源在单一主体内使用的局限性，解决底层硬件异构性，屏蔽不同厂商各自独立的运维管理方式，将资源整合化，虚拟化，对外形成可交付的统一标准、灵活可扩展的资源池，提高资源的利用率，缩减了资源的运维管理成本。 2 虚拟化技术在企业中的应用 企业传统IT基础架构多采用独立集中部署，各业务应用相对独立，形成一个个烟囱式的架构。在新业务上线前，其资源需求都需要经过详细的论证、评估，考虑到业务上线后未来三
VMware vCenter vCenter是一个强大的集中虚拟化管控工具，通过vCenter 可以管理到虚拟化涉及的方方面面，纵观整个虚拟化架构也是基本功能。下图演示了通过vCenter查看虚拟化架构拓扑的实景图。 图表vCenter演示 从管理角度观察，虚拟平台环境一目了然，运行状态、功能信息等随时掌握。下面是通过管控中心vCenter进行管理的界面演示：
图表vCenter演示 图中左边是硬件设备以及虚拟设备资产，右边是状态信息以及各种配置信息等，所有可管理的容都容纳在vCenter之中。 vCenter是为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配，对所有物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一管理的工具。 可以看到，虚拟化集群之的配置参数、运行状态、逻辑关系等等信息都可以一目了然的呈现出来。同时还可以针对集群定义所需要的高级功能，如HA、vMotion、DRS等。如果集群之中出现硬件故障，可以通过虚拟化快速恢复，保证较高级别的业务连续性水平。 对于性能的监控、管理，vCenter也极为便利，可以根据需求定义需要监控的资产设备，快速定位性能瓶颈或发现问题根源。如下图所示：
图表vCenter演示 VMware还提供了Web客户端，可以从全球任何位置以Web方式访问虚拟化平台vsphere，并且完成对数据中心的操控管理。就像如下界面：
集中化的管控中心可以完成绝大部分的IT管理职能，大大减少了琐碎的管理事务，提高管理人员的生产效率。 VMware vMotion VMware VMotion能够在两台正在运行的服务器之间进行实时迁移，具有零停机性能，能够大幅度提高了服务器的可用性，保证交易数据的完整性。VMotion是创建动态，自动优化数据中心的关键因素，对完善服务器虚拟化，存储器虚拟化和网络虚拟化等技术产生重大的影响。 图表vMotion实现原理 VMware VMotion的功能 对于服务器管理员来说，VMotion允许管理员：1、在资源库中不断地自动分配虚拟机；2、在不中断业务运作的情况下进行各项维修工作，从而令服务器获得最高的可用性。
KVM虚拟化集群技术概述 一、虚拟化集群介绍、设计思路及架构 使用虚拟化集群的目标是克服单机虚拟化的局限性，利用技术手段提高虚拟机可用性，最终达到业务不中断或者减少中断时间，确保业务数据更安全的目标。 1. 虚拟化集群介绍 1) 什么是虚拟化集群 虚拟机集群最显著的特征是有共享存储，因为有了共享存储，虚拟机就可以实现非常快速的在线迁移，并在虚拟化层配置高可用。笔者在生产环境使用的集群有两种存储方式，基于商业存储和基于开源分布式文件系统。 2) 虚拟化集群的高可用和基于应用层高可用的区别 高可用是经常用到的运维技术，在系统、网络、数据库、Web 业务等各个应用层面都有使用。高可用技术是指至少有主备两个节点，当主节点故障的时候，迅速切换到备用节点。为了避免备用节点误判，有时候还有第三个节点，或者主节点和备用节点共同能访问到的存储
空间，用于做仲裁判断。应用层面的高可用还有一个特点，就是一般都有浮动IP ，当切换发生的时候，IP 从主节点漂移到备用节点。应用层面的高可用一般切换时间比较快，从几毫米到几秒中，同时应用层面的高可用一般需要专用软件，比如常用的Keepalived ，Heartbeat 等。 虚拟化层面的高可用是虚拟机系统层面的高可用，即当一台计算节点故障的时候，在另外一台计算节点上自动将故障节点上的虚拟机启动起来。注意如果虚拟机上的业务不能做到开机自启动，即使虚拟机自动启动了，并不能保证业务层面的自动恢复! 另外还有一个问题，就是即使虚拟机启动起来了，当启动到一半虚拟机的系统卡住了，也不能及时恢复业务! 虚拟化层的高可用一般业务恢复实际是系统重启的时间，加上业务开机自启动的时间，通常是分钟级别。 虽然虚拟化层高可用有业务不能恢复的风险，业务恢复时间也相对比较长，但是虚拟化层高可用有个非常巨大的优势，就是不需要在应用层面配置，大大的拓宽了高可用的适用范围，使原来在应用层难以使用高可用技术的应用，也能做到高可用，尤其是在某些专用的软件领域。 其实虚拟机层高可用和应用层面高可用并不矛盾，在虚拟机的系统里
航天电子SAP系统华为虚拟化技术建议书
航天电子虚拟化整体设计架构 设计组网 方案概述 针对本次航天电子SAP系统建设需求，建议采用华为Fusion Sphere虚拟化整体解决方案。利用虚拟化技术，部署CAMS、ERP、MII等应用系统环境，实现节能环保，简化管理，业务快速上线及灵活扩容的建设要求。同时结合业务需求，利用现有存储设备对虚拟化环境进行备份。
解决方案设计 本次采用2台高性能物理服务器，通过部署华为Fusion Sphere虚拟化构建生产系统群集，互为热备。同时可利用虚拟化平台本身HA环境，确保业务的高可用。 存储通过FC组网，通过2台SAN光纤交换机与前端物理服务器链接，SAN交换机备份，服务器及存储各通过4条光纤组成冗余链路，确保链路冗余性。 架构逻辑图 服务器选型设计 根据航天电子SAP系统建设需求，推荐采用华为RH5885 v3高性能服务器。RH5885 V3是新一代4U 4路机架服务器。它支持Intel? Xeon? E7 v2系列处理器，可提供60个计算核心，通过处理器、内存、I/O、硬盘的灵活配置，以最优的性价比，满足数据库、ERP、商业智能分析、大数据、虚拟化等业务需求。 本次配置2台高性能RH5885 v3服务器，每台服务配置4颗E7-4820 v28核处理器,6根16G内存，共96G容量，最大可支持3T的内存容量扩容，本地配置4块300G 15K高速热插拔硬盘，板载提供6个千兆网口及2块双通道8G HBA卡，冗余插拔电源。 存储选型设计 本次建议采用华为OceanStor 5300 v3系列存储设备，其具备面向云架构的操作系统、新一代硬件平台和丰富的智能管理软件。可扩展到8控、1TB缓存、5PB存储容量，支持16Gbps
虚拟化技术 虚拟化技术是继互联网后又一种对整个信息产业有突破性贡献的技术。对应于计算系统体系结构的不同层次，虚拟化存在不同的形式。在所有虚拟化形式中，计算系统的虚拟化是一种可以隐藏计算资源物理特征以避免操作系统、应用程序和终端用户与这些资源直接交互的去耦合技术，包括两种涵义：使某种单一资源（例如物理硬件、操作系统或应用程序）如同多个逻辑资源一样发挥作用，或者使多种物理资源（例如处理器、内存或外部设备）如同单一逻辑资源一样提供服务。通过分割或聚合现有的计算资源，虚拟化提供了优于传统的资源利用方式。 虚拟化技术的发展为信息产业特别是总控与管理子系统的建设带来了革新性的变化，其所涉及到的技术领域相当广泛。在总控与管理子系统的设计和实现中，虚拟化技术将体现在多个方面，为系统资源的整合及性能的提升产生重要的作用。 1.1.1虚拟化原理 虚拟机是对真实计算环境的抽象和模拟，VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）需要为每个虚拟机分配一套数据结构来管理它们状态，包括虚拟处理器的全套寄存器，物理内存的使用情况，虚拟设备的状态等等。VMM 调度虚拟机时，将其部分状态恢复到主机系统中。 1.1.2虚拟化有何优势 目前，大多数只能运行单一应用的服务器，仅能利用自身资源的20%左右，而其他80％甚至更多的资源都处于闲置状态，这样就导致了资源的极大浪费，虚拟化技术通过资源的合理调配，利用其它的资源来虚拟其它应用将使得服务器变得更加经济高效。除能提高利用率外，虚拟化还兼具安全、性能以及管理方面的优势。 用户可以在一台电脑中访问多台专用虚拟机。如果需要，所有这些虚拟机均可运行完全独立的操作系统与应用。例如，防火墙、管理软件和IP语音—所