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介绍虚拟化前软件必须与硬件相结合每台机器只能运行单一的OS每个OS有一个或多个应用程序负载(通常只有一个)虚拟化后增加虚拟化层每台机器上有多个OS和多个应用负载
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五、五、VMware虚拟化技术虚拟化技术
本文包括:
1、服务器虚拟化
2、VMware组件
3、ESXi介绍
4、vCenter Server
5、VMware虚拟机及虚拟机管理
6、VMware vMotion及Storage vMotion
7、VMware可用性和可扩展性
虚拟化是一种资源管理技术,将计算机的物理资源,如服务器、网络、内存及存储等,抽象转换后呈现出来,打破物理设备结构间不可分割的障
碍,这些资源不受现有的架构约束
虚拟化创建了一层隔离层,把硬件和上层应用分离开来,允许在一个硬件资源上运行多个逻辑应用
常见的虚拟化
内存虚拟化:Page File
磁盘虚拟化:RAID,Volume
网络虚拟化:VLAN
VMware实现的是X86服务器的虚拟化,包含以下三个方面
计算能力:CPU/Memory的虚拟化
存储:VMFS文件系统
网络:虚拟交换机
1、服务器虚拟化、服务器虚拟化
虚拟基础架构
物理主机-虚拟化层-虚拟机
一台物理主机上可以运行多个虚拟机,每台虚拟机之间互不影响,可以是不同的OS
资源共享
虚拟化层将物理主机的资源共享给虚拟机
CPU虚拟化
超线程技术和CPU虚拟化可以提供CPU过量使用,如物理主机只有4颗CPU,虚拟机共有7颗CPU
内存
内存复用和内存压缩,主机只有8G,但是虚拟机可以有10G
VMkernel控制物理内存
每个虚拟机拥有独立的连续可寻址的虚拟内存空间
物理内存不足时可以使用磁盘存储作为交换空间
网络
虚拟交换机:连接物理网卡与虚拟网卡
虚拟网卡:虚拟机中运行的网卡,对外进行网络通讯
存储虚拟化
通过虚拟磁盘vmdk文件的封装实现
多个ESXi主机访问共享存储
虚拟机的文件系统对ESXi主机是不可见的
2、、VMware组件组件
ESXi
协调物理计算机资源
通过配置vSwitch管理网络资源
通过NFS管理存储资源
vCenter Server
将每台主机虚拟化,即安装ESXi
根据业务分群
提供集中管理接口,供管理员管理整套虚拟环境
实现虚拟化高级功能,如虚拟迁移,如分布式服务
统一身份验证,提供了统一的接口
VMware Vsphere Client
客户端管理工具
为管理员提供图形化管理界面
vSphere Update Manager
更新管理
VMware Data Protection
基于存储的数据备份保护
块跟踪
vRealize Orchetrator
自动化,迁移数据
vCloud center
适合私有云发布云环境
3、、ESXi介绍介绍
虚拟化前
软件必须与硬件相结合
每台机器只能运行单一的OS
每个OS有一个或多个应用程序负载(通常只有一个)
虚拟化后
增加虚拟化层
每台机器上有多个OS和多个应用负载
ESX发展过程
GSX
作为应用程序安装
在主机OS上运行
依赖OS进行资源管理
兼容性好
性能差,功能单一
称之为寄居式虚拟化寄居式虚拟化 ,
ESX
裸机安装
裸金属虚拟化裸金属虚拟化
将虚拟化程序写入Linux OS中,不完全是裸的
非虚拟化进程会
脚本和代理,不方便
ESXi(当前应用最广泛的的版本)也称为Hypervisor
裸机安装
移除了所有Linux的东西
减少了虚拟化层对物理层的开销
对硬件兼容性要求高
管理任务已从虚拟化管理程序中移除
ESXi独立于通用OS运行,简化了虚拟环境
精简体系结构,
更小的安全占用空间
简化的部署和配置
ESXi体系结构
VMkernel统一管理程序
可以使用 vcenter server 或者 vsphere client
4、、vCenter Server
充当ESXi主机及其虚拟机中心管理点的服务
供管理员统一的管理企业虚拟化环境
提供集中管理接口
实现虚拟化高级功能
虚拟机迁移的vMotion
虚拟机模板、虚拟机克隆
分布式虚拟交换机
vCenter通过vpxa代理,再通过host服务管理主机
资源管理
模板管理
虚拟机管理
安全
日志
5、、VMware虚拟机及虚拟机管理虚拟机及虚拟机管理
虚拟机
一个可在其上运行受支持的客户OS和应用程序的虚拟硬件集
一组离散的文件
配置
交换
BIOS
日志
虚拟磁盘(最重要)
虚拟机模板
通常包含一个客户OS,一个应用程序和特定d虚拟机配置映像
管理模板
克隆模板,虚拟机可开启
转为模板,虚拟机必须为关闭
动态增加磁盘大小
虚拟机快照:虚拟机某一时间点的状态(磁盘状态、BIOS及配置状态、内存状态)
相恢复快照数据时,增量磁盘把数据给当前磁盘中
当恢复磁盘时,清除增量磁盘
临时容错方案,不能替代备份!
当虚拟机数据损坏,快照不能恢复
为防止增量磁盘太大,要及时清除快照
6、、VMware vMotion及及Storage vMotion
虚拟机迁移方式
迁移:将虚拟机从一台主机或数据存储移动到另一台主机或数据存储
冷迁移:虚拟机电源关闭,不跨数据中心,不需要共享数据,允许使用不同系列的CPU
挂起迁移:虚拟机挂起,不跨数据中心,不需要共享数据,必须满足CPU兼容性要求
迁移主机vMotion:虚拟机电源开启,跨数据中心,需要共享数据,必须满足CPU兼容性要求
迁移存储Storage vMotion:虚拟机电源开启,跨数据中心,不需要共享数据,不需要考虑CPU
vMotion:虚拟机开机时,将虚拟机从一个主机在线迁移到另一个主机
提高整体硬件利用率
使虚拟机在计划内硬件停机期间能够继续运行
实现跨主机平衡虚拟机负载
vMotion:动态迁移,服务不中断,零宕机时间,支持SAN、ISCSI、NAS
要求:
虚拟机不能与内部交换机连接
内部交换机不连接任何物理网卡
虚拟机不能与装载了本地映像的虚拟机连接
Storage vMotion:虚拟机开机时,将虚拟机从一个存储在线迁移到另一个存储
存储维护和重新分配
重新分配存储负载
清除即将淘汰的存储
执行存储分层
源与目标的存储类型可以不同!NAS到SAN或本地,本地到ISCSI
非高峰时期迁移
Cross Host vMotion(无共享存储vMotion
不可跨越虚拟数据中心
同时迁移主机与存储
7、、VMware可用性和可扩展性可用性和可扩展性
VMware各级容灾方案
站点级别:Site Recovery Manager
数据级别:VMware Data Recovery 以及其他第三方解决方案
存储级别:Storage vMotion
服务器级别:vMotion,DRS
组件级别:网卡绑定,存储多路径功能
VMware实现高可用性的办法——vSphere HA(High Availability)
宕机时间在分钟级别
内存数据丢失
支持一切OS
支持所有ESXi硬件
功能:当ESXi服务器故障时,自动重新启动虚拟机,ESXi服务器级别
可在发生以下故障时提供保护
ESXi主机故障
虚拟机或客户OS故障
应用程序故障
优势:经济有效,不需要独占硬件,没有集群软件的复杂性经济有效,不需要独占硬件,没有集群软件的复杂性
FT(Fault Tolerance)应用——
基于HA,比HA更高的业务连续性,更易实现,更高级别
没有重启,没有数据丢失,没有宕机时间实现应用程序的零停机和零数据丢失
创建一个热备虚拟机,与原虚拟机状态相同,但是一般不对外提供服务,虚拟机级别
DRS(Distributed Resource Scheduler)
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