虛擬化技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目教程 課件 項(xiàng)目1、2 虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)知識、VMware虛擬機(jī)配置與管理

虛擬化技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目教程（微課版）項(xiàng)目1

虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)知識1.1

項(xiàng)目描述虛擬化（Virtualization）是當(dāng)今熱門技術(shù)——云計(jì)算的核心技術(shù)之一，它可以實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）資源的彈性分配，使IT資源分配更加靈活、方便，能夠彈性地滿足多樣化的應(yīng)用需求。虛擬化是指把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘，使程序或軟件在虛擬環(huán)境而不是真實(shí)的環(huán)境中運(yùn)行，是一種可以簡化管理、優(yōu)化資源的解決方案。所有的資源都透明地運(yùn)行在各種各樣的物理平臺上，資源的管理都按邏輯方式進(jìn)行，虛擬化技術(shù)可以完全實(shí)現(xiàn)資源的自動化分配。本項(xiàng)目講解虛擬化基本概念和應(yīng)用、虛擬化與虛擬機(jī)、虛擬化與數(shù)據(jù)中心、虛擬化與云計(jì)算、虛擬化集群、企業(yè)級虛擬化解決方案、典型的虛擬化廠商及產(chǎn)品等相關(guān)理論知識，項(xiàng)目實(shí)施部分講解物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置以及WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝等相關(guān)知識與技能。1.2

必備知識1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心1.2.4虛擬化與云計(jì)算1.2.5虛擬化集群1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案

1.2.7典型的虛擬化廠商及產(chǎn)品1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用虛擬化是一個廣義的術(shù)語，本書的重點(diǎn)是IT領(lǐng)域的虛擬化，目的是快速部署IT系統(tǒng)，提升系統(tǒng)性能和可用性，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維自動化，同時降低擁有成本和運(yùn)維成本。虛擬化是指為運(yùn)行的程序或軟件營造它們所需要的執(zhí)行環(huán)境。采用虛擬化技術(shù)后，程序或軟件可以運(yùn)行在完全相同的物理計(jì)算資源中，但不再獨(dú)享底層的物理計(jì)算資源，且完全不會影響所運(yùn)行的計(jì)算機(jī)的底層結(jié)構(gòu)。虛擬化的主要目的是對IT基礎(chǔ)設(shè)施和資源管理方式進(jìn)行簡化。虛擬化的消費(fèi)者可以是最終用戶、應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)、訪問資源或與資源交互相關(guān)的其他服務(wù)。虛擬化是云計(jì)算的基礎(chǔ)，使得用戶可以在一臺物理服務(wù)器上運(yùn)行多臺虛擬機(jī)。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用1．虛擬化的基本概念

虛擬化是一種可以為不同規(guī)模的企業(yè)降低IT開銷、提高效率的有效方式，代表當(dāng)前IT的一個重要發(fā)展方向，并在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。01OPTION資源虛擬化的使用效率一臺主機(jī)對應(yīng)一個操作系統(tǒng)，后臺多個應(yīng)用程序會對特定的資源進(jìn)行爭搶，存在相互沖突的風(fēng)險①虛擬化前②虛擬化后一臺主機(jī)可以“虛擬出”多個操作系統(tǒng)，獨(dú)立的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序擁有獨(dú)立的CPU、內(nèi)存和I/O資源，相互隔離1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用02OPTION虛擬化分類①平臺虛擬化針對計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)進(jìn)行的虛擬化，又分為服務(wù)器虛擬化（如微軟公司的Hyper-V）和桌面虛擬化（如微軟公司的RemoteDesktopServices）。②資源虛擬化針對特定的計(jì)算資源進(jìn)行的虛擬化，例如，存儲虛擬化是指把操作系統(tǒng)有機(jī)地分布于若干內(nèi)、外存儲器中，所有內(nèi)、外存儲器結(jié)合成虛擬存儲器。網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化的典型應(yīng)用是網(wǎng)格計(jì)算。③應(yīng)用程序虛擬化包括仿真、模擬、解釋技術(shù)等。Java虛擬機(jī)是典型的在應(yīng)用層進(jìn)行虛擬化的應(yīng)用程序?；趹?yīng)用層的虛擬化技術(shù)，通過保存用戶的個性化計(jì)算環(huán)境的配置信息，可以在任意計(jì)算機(jī)上重現(xiàn)個性化計(jì)算環(huán)境。④存儲虛擬化指將具體的存儲設(shè)備或存儲系統(tǒng)同服務(wù)器操作系統(tǒng)分隔開來，為存儲用戶提供統(tǒng)一的虛擬存儲池。存儲虛擬化包括基于主機(jī)的存儲虛擬化、基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化。⑤網(wǎng)絡(luò)虛擬化指將以前基于硬件的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谲浖木W(wǎng)絡(luò)。與所有形式的虛擬化一樣，網(wǎng)絡(luò)虛擬化的基本目標(biāo)是在硬件和利用該硬件的活動之間引入一個抽象層。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用03OPTION全虛擬化與半虛擬化①

全虛擬化也稱為原始虛擬化技術(shù)，用全虛擬化模擬出來的虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)是與底層的硬件完全隔離的。虛擬機(jī)中所有的硬件資源都通過虛擬化軟件來模擬，包括處理器、內(nèi)存和外部設(shè)備，支持運(yùn)行任何理論上可在真實(shí)物理平臺上運(yùn)行的操作系統(tǒng)，為虛擬機(jī)的配置提供了較大的靈活性。②

半虛擬化是一種類似于全虛擬化的技術(shù)，需要修改虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)來集成一些虛擬化方面的代碼，以減小虛擬化軟件的負(fù)載。半虛擬化模擬出來的虛擬機(jī)整體性能會更好一些，因?yàn)樾薷暮蟮奶摂M機(jī)操作系統(tǒng)承載了部分虛擬化軟件的工作。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用2．基于Linux內(nèi)核的虛擬化解決方案

基于內(nèi)核的虛擬機(jī)（Kernel-basedVirtualMachine，KVM）是一種基于Linux的x86硬件平臺開源全虛擬化解決方案，也是主流的Linux虛擬化解決方案，支持廣泛的客戶機(jī)操作系統(tǒng)。01OPTIONKVM模塊KVM模塊是一個可加載的內(nèi)核模塊kvm.ko。基于KVM對x86硬件架構(gòu)的依賴，KVM需要使用處理模塊。如果使用Intel架構(gòu)，則加載kvm-intel.ko模塊；如果使用AMD架構(gòu)，則加載kvm-amd.ko模塊。KVM模塊負(fù)責(zé)對虛擬機(jī)的虛擬CPU和內(nèi)存進(jìn)行管理及調(diào)試，主要任務(wù)是初始化CPU硬件，打開虛擬化模式，然后使虛擬機(jī)運(yùn)行在虛擬模式下，并對虛擬機(jī)的運(yùn)行提供一定的支持。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用02OPTIONQEMUQEMU并非KVM的一部分，而是一款開源的虛擬機(jī)軟件。與KVM不同，作為宿主型的Hypervisor，即使沒有KVM模塊，QEMU也可以通過模擬來創(chuàng)建和管理虛擬機(jī)，但因?yàn)槭羌冘浖?shí)現(xiàn)，所以其性能較低。QEMU使用KVM模塊的虛擬化功能，為自己的虛擬機(jī)提供硬件虛擬化的加速能力，從而極大地提高了虛擬機(jī)的性能。KVM的創(chuàng)建和運(yùn)行是用戶空間的QEMU程序和內(nèi)核空間的KVM模塊相互配合的過程。KVM模塊本身無法作為Hypervisor模擬出完整的虛擬機(jī)，而且用戶也無法直接對Linux系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行操作，因此需要借助其他軟件，QEMU就是這樣一款軟件。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用03OPTIONKVM架構(gòu)從前面的分析來看，

KVM作為Hypervisor，主要包括兩個重要的組成部分：一個是Linux系統(tǒng)內(nèi)核的KVM模塊，主要負(fù)責(zé)虛擬機(jī)的創(chuàng)建、虛擬內(nèi)存的分配、虛擬CPU寄存器的讀寫以及虛擬CPU的運(yùn)行；另一個是提供硬件仿真的QEMU，用于模擬虛擬機(jī)的用戶空間組件、提供I/O設(shè)備模型和訪問外部設(shè)備的途徑。在KVM中，每一個虛擬機(jī)都是一個由Linux調(diào)度程序管理的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程，可以在用戶空間啟動客戶機(jī)操作系統(tǒng)。KVM的基本架構(gòu)1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用04OPTIONKVM虛擬磁盤（鏡像）文件格式在KVM中往往使用鏡像（Image）這個術(shù)語來表示虛擬磁盤，虛擬磁盤主要有以下3種文件格式。這是QCOW2的一種改進(jìn)格式，QED的存儲、定位、查詢方式以及數(shù)據(jù)塊大小均與QCOW2一樣，它的目的是改進(jìn)QCOW2格式的一些缺點(diǎn)，提高性能③QED這是QEMU引入的鏡像文件格式，也是目前KVM默認(rèn)的格式。QCOW2文件存儲數(shù)據(jù)的基本單元是簇（Cluster），每一簇由若干個數(shù)據(jù)扇區(qū)組成，每個數(shù)據(jù)扇區(qū)的大小是512B②QCOW2這是原始的格式，它直接將文件系統(tǒng)的存儲單元分配給虛擬機(jī)使用，采取直讀直寫的策略。該格式實(shí)現(xiàn)簡單，不支持如壓縮、快照、加密和寫時拷貝①RAW1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用3．Libvirt套件Libvirt是一個軟件集合，是為管理平臺虛擬化技術(shù)而設(shè)計(jì)的開源的應(yīng)用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）、守護(hù)進(jìn)程和管理工具。它不僅可以對虛擬機(jī)進(jìn)行管理，還可以對虛擬網(wǎng)絡(luò)和存儲進(jìn)行管理。Libvirt最初是為Xen虛擬化平臺設(shè)計(jì)的API，目前還支持其他多種虛擬化平臺，如KVM、ESXi和QEMU等。在KVM解決方案中，QEMU用來進(jìn)行平臺模擬，面向上層進(jìn)行管理和操作；而Libvirt用來管理KVM，面向下層進(jìn)行管理和操作。Libvirt套件包括兩部分，一部分是服務(wù)（守護(hù)進(jìn)程名為libvirtd），另一部分是LibvirtAPI。Libvirt架構(gòu)1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用4．虛擬化的應(yīng)用虛擬化一方面應(yīng)用于計(jì)算領(lǐng)域，包括虛擬化數(shù)據(jù)中心、分布式計(jì)算、服務(wù)器整合、高性能應(yīng)用、定制化服務(wù)、私有云部署、云托管提供商等；另一方面應(yīng)用于測試、實(shí)驗(yàn)和教學(xué)培訓(xùn)，如軟件測試和軟件培訓(xùn)等。1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)1．虛擬化體系結(jié)構(gòu)虛擬化是一種簡化管理和優(yōu)化資源的解決方案，可以在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境中的全部或部分功能。虛擬化使用軟件來模擬硬件并創(chuàng)建虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被稱為虛擬機(jī)（VirtualMachine，VM），它是一種嚴(yán)密隔離的軟件容器，內(nèi)含操作系統(tǒng)和應(yīng)用。虛擬化主要通過軟件實(shí)現(xiàn)，常見的虛擬化體系結(jié)構(gòu)如下圖所示，這表示一個直接在物理機(jī)上運(yùn)行虛擬機(jī)管理程序的虛擬化系統(tǒng)。在x86平臺虛擬化技術(shù)中，虛擬機(jī)管理程序通常被稱為虛擬機(jī)監(jiān)控器（VirtualMachineMonitor，VMM），又稱為Hypervisor。它運(yùn)行在物理機(jī)和虛擬機(jī)之間的軟件層上，物理機(jī)被稱為主機(jī)，虛擬機(jī)被稱為客戶機(jī)。1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)常見的虛擬化體系結(jié)構(gòu)主機(jī)一般指實(shí)際存在的計(jì)算機(jī)（即物理機(jī)），又稱為宿主機(jī)。但當(dāng)虛擬機(jī)嵌套時，運(yùn)行虛擬機(jī)的虛擬機(jī)也是宿主機(jī)，但卻不是物理機(jī)。虛擬機(jī)指在物理機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)中模擬出來的計(jì)算機(jī)，又稱為客戶機(jī)，理論上完全等同于實(shí)體的物理機(jī)。每個虛擬機(jī)都可以安裝自己的操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序，并連接網(wǎng)絡(luò)。1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)2．Hypervisor的分類Hypervisor基于主機(jī)的硬件資源為虛擬機(jī)提供了一個虛擬的操作平臺并管理每個虛擬機(jī)的運(yùn)行，所有虛擬機(jī)獨(dú)立運(yùn)行并共享主機(jī)的所有硬件資源。宿主（Hosted）型宿主型又稱為托管型。Hypervisor運(yùn)行在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)之上，同樣可以模擬出一整套虛擬硬件平臺，比較常見的有VMwareWorkstation、OracleVMVirtualBox等。原生（Native）型原生型又稱為裸機(jī)（Bare-metal）型。Hypervisor作為一個精簡的操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)也是軟件，只不過是比較特殊的軟件）直接運(yùn)行在硬件之上以控制硬件資源并管理虛擬機(jī)，比較常見的有VMware公司的ESXi、微軟公司的Hyper-V等。企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中使用的基本是原生型Hypervisor，宿主型Hypervisor一般用于實(shí)驗(yàn)或測試環(huán)境中1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)3．虛擬機(jī)文件與物理機(jī)一樣，虛擬機(jī)是運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的軟件計(jì)算機(jī)。虛擬機(jī)包含一組規(guī)范和配置文件，這些文件存儲在物理機(jī)可訪問的存儲設(shè)備上，所以復(fù)制和重復(fù)使用虛擬機(jī)就變得很容易。虛擬機(jī)的文件管理由VMwareWorkstation來執(zhí)行。虛擬機(jī)文件管理目錄1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用01OPTION虛擬機(jī)配置文件虛擬機(jī)配置文件包含虛擬機(jī)配置信息，如CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡以及虛擬磁盤的配置信息。創(chuàng)建虛擬機(jī)的同時會創(chuàng)建相應(yīng)的配置文件。更改虛擬機(jī)配置后，該文件也會相應(yīng)地變更。虛擬化軟件根據(jù)該文件提供的配置信息從物理機(jī)上為該虛擬機(jī)分配物理資源，通常使用文本、XML、CFG或VMX格式等，文件體積很小。<VMname>.vmx文件：表示虛擬機(jī)配置文件，使用虛擬機(jī)程序打開這個文件以啟動虛擬系統(tǒng)。該文件為虛擬機(jī)配置文件，存儲著根據(jù)虛擬機(jī)向?qū)Щ蛱摂M機(jī)編輯器對虛擬機(jī)進(jìn)行的所有配置。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用02OPTION虛擬機(jī)內(nèi)存文件虛擬機(jī)內(nèi)存文件默認(rèn)存在于系統(tǒng)盤的根目錄下，系統(tǒng)盤的空間越大，系統(tǒng)就越能騰出更多的空間給虛擬內(nèi)存，系統(tǒng)也就越穩(wěn)定。<VMname>.vmem文件：表示虛擬機(jī)內(nèi)存文件，與pagefile.sys（也稱為分頁文件）的作用相同。當(dāng)虛擬系統(tǒng)執(zhí)行關(guān)機(jī)操作后，該文件消失，但掛起時，該文件不消失。pagefile.sys為分頁文件：即虛擬內(nèi)存文件，它默認(rèn)存在于系統(tǒng)盤的根目錄下。系統(tǒng)盤的空間越大，用戶的系統(tǒng)就越能騰出更多的空間給虛擬內(nèi)存，系統(tǒng)也就越穩(wěn)定，盡量不要把軟件程序裝在系統(tǒng)盤。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用03OPTION虛擬磁盤文件虛擬磁盤文件用于捕獲駐留在主機(jī)內(nèi)存的虛擬機(jī)的完整信息，并將信息以一種明確的磁盤文件格式顯示出來。每個虛擬機(jī)都從其相應(yīng)的虛擬磁盤文件啟動，并加載到物理機(jī)內(nèi)存中。<VMname>.vmdk文件：表示虛擬機(jī)的一個虛擬磁盤。這是虛擬機(jī)的磁盤文件，存儲了虛擬機(jī)硬盤驅(qū)動器里的信息。一個虛擬機(jī)可以由一個或多個虛擬磁盤文件組成。如果在新建虛擬機(jī)時指定虛擬磁盤文件為一個單獨(dú)文件，則系統(tǒng)將只創(chuàng)建一個<VMname>.vmdk文件。如果在新建虛擬機(jī)時指定為每2GB容量單獨(dú)創(chuàng)建一個磁盤文件，虛擬磁盤的總大小決定了虛擬磁盤文件的數(shù)量。如果在創(chuàng)建虛擬磁盤時已經(jīng)分配了所有的空間，那么這些文件將在初始時就具有最大大小并且不再變大了。<VMname>-<###>.vmdk：當(dāng)虛擬機(jī)有一個或多個快照時，就會自動創(chuàng)建該文件。該文件記錄了創(chuàng)建某個快照時，虛擬機(jī)所有的磁盤數(shù)據(jù)內(nèi)容。<###>為數(shù)字編號，根據(jù)快照數(shù)量自動增加。1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用04OPTION虛擬機(jī)狀態(tài)文件與物理機(jī)一樣，虛擬機(jī)也支持待機(jī)、休眠等狀態(tài)，這就需要相應(yīng)的文件來保存計(jì)算機(jī)的狀態(tài)。<VMname>.vmss文件：用來存儲虛擬機(jī)在掛起狀態(tài)時的信息。一些早期版本的虛擬化軟件用.std擴(kuò)展名來表示這個文件。05OPTION日志文件虛擬化軟件通常使用日志文件記錄虛擬機(jī)調(diào)試、運(yùn)行的情況，這些記錄對故障診斷非常有用。<VMname>.log文件：記錄VMwareWorkstation對虛擬機(jī)調(diào)試、運(yùn)行的情況。當(dāng)遇到問題時，這些文件對做出故障診斷有用。關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)06OPTION快照文件當(dāng)虛擬機(jī)建立快照時，就會自動創(chuàng)建快照文件。有幾個快照就會有幾個此類文件。這是虛擬機(jī)快照的狀態(tài)信息文件，它記錄了在建立快照時虛擬機(jī)的狀態(tài)信息。<###>為數(shù)字編號，根據(jù)快照數(shù)量自動增加，如<VMname>-Snapshot<###>.vmsn。當(dāng)運(yùn)行一個“虛擬系統(tǒng)”時，為防止該系統(tǒng)被另外一個VMware程序打開，導(dǎo)致數(shù)據(jù)被修改或損壞，VMware會自動在該“虛擬系統(tǒng)”所在的文件夾下生成3個鎖定文件（虛擬系統(tǒng)鎖定文件、虛擬磁盤鎖定文件、虛擬內(nèi)存鎖定文件），分別為systemType.vmx.lck、systemType.vmdk.lck、systemTyep.vmem.lck。1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)4．虛擬機(jī)的主要特點(diǎn)虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)和硬件的分離，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與平臺的無關(guān)性，具有以下特點(diǎn)。（1）可同時在同一個主機(jī)上運(yùn)行多個操作系統(tǒng)，每個操作系統(tǒng)都有自己獨(dú)立的一個虛擬機(jī)，就如同網(wǎng)絡(luò)上一個獨(dú)立的主機(jī)；可在虛擬機(jī)之間分配系統(tǒng)資源。（2）在虛擬機(jī)上安裝同一種操作系統(tǒng)的另一發(fā)行版，不需要重新對硬盤進(jìn)行分區(qū)。在硬件層面進(jìn)行故障和安全隔離，利用高級資源控制功能保持性能。（3）虛擬機(jī)之間共享文件、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)資源等。虛擬機(jī)的完整狀態(tài)保存在文件中，移動和復(fù)制虛擬機(jī)就像移動和復(fù)制文件一樣便捷。（4）可以運(yùn)行采用客戶機(jī)/服務(wù)器方式的應(yīng)用，也可以在同一臺計(jì)算機(jī)上使用另一個虛擬機(jī)的所有資源。1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)5．虛擬機(jī)的應(yīng)用虛擬機(jī)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于IT的各行各業(yè)，下面列舉幾個主要的應(yīng)用。12345678910虛擬服務(wù)器電子商務(wù)平臺ASP應(yīng)用平臺數(shù)據(jù)共享平臺數(shù)據(jù)庫存儲平臺服務(wù)器整合IT基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)快速恢復(fù)IT人員測試和實(shí)驗(yàn)軟件開發(fā)與調(diào)試1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心1．傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心隨著IT的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的地位越來越重要，而服務(wù)器虛擬化技術(shù)主導(dǎo)著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。使用虛擬化技術(shù)改造現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心或建設(shè)新的數(shù)據(jù)中心就成為一種趨勢。01OPTION傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心簡介數(shù)據(jù)中心是一整套復(fù)雜的設(shè)施，不僅包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和與之配套的設(shè)備，還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心如圖所示。企業(yè)應(yīng)用需要多臺服務(wù)器支持，每臺服務(wù)器運(yùn)行一個單一的組件，這些組件包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、文件服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、中間件，以及其他各種配套軟件。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心02OPTION傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存在的問題傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設(shè)計(jì)落后，構(gòu)成復(fù)雜且難以管理，主要存在以下幾個方面的問題。風(fēng)險和意外頻發(fā)，安全性、高可用性和業(yè)務(wù)持續(xù)性需求難以保證。能源成本消耗過大，能源利用率低，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。資源調(diào)配困難。根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各自要求建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng)之間彼此相對獨(dú)立，很難從IT基礎(chǔ)架構(gòu)整體的角度考慮資源分配及使用的合理性。服務(wù)器等硬件設(shè)備利用率過低。管理和運(yùn)維自動化程度不足，效率低，成本高。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的資源配置和部署過程多采用人工方式，沒有相應(yīng)的管理平臺支持和自動部署能力，存在大量重復(fù)性工作。①③②④⑤1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心2．新一代數(shù)據(jù)中心為了解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存在的問題，人們提出了新一代數(shù)據(jù)中心的解決方案，目的是建設(shè)一個整合的、標(biāo)準(zhǔn)化的、虛擬化的、自動化的適應(yīng)性基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)和高可用計(jì)算環(huán)境。它可提供優(yōu)化的IT服務(wù)管理，通過模塊化軟件實(shí)現(xiàn)7×24小時無人值守的自動化計(jì)算與服務(wù)管理能力，并以服務(wù)流水線的方式提供共享的基礎(chǔ)設(shè)施、信息與應(yīng)用等IT服務(wù)，能夠持續(xù)改進(jìn)和提高服務(wù)。3．軟件定義數(shù)據(jù)中心軟件定義數(shù)據(jù)中心（SoftwareDefinedDataCenter，SDDC）這個概念由VMware公司于2012年首次提出，是指通過軟件實(shí)現(xiàn)整個數(shù)據(jù)中心內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施資源的抽象化、池化部署和管理，滿足定制化、差異化的應(yīng)用和業(yè)務(wù)需求，有效交付云服務(wù)。SDDC的核心思想是對處理器、網(wǎng)絡(luò)、存儲和可能的中間件等資源進(jìn)行池化，按需調(diào)配，形成全虛擬化的基礎(chǔ)架構(gòu)。1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心從功能架構(gòu)上，SDDC可分為以下4個部分。（1）軟件定義計(jì)算（2）軟件定義存儲（3）SDN（4）一體化管理軟件（IMS）軟件定義計(jì)算（SoftwareDefinedCompute，SDC）是指將計(jì)算功能從其所在的硬件中虛擬化和抽象化出來。在SDC中，數(shù)據(jù)中心的計(jì)算功能可以跨任意數(shù)量的處理單元匯集，工作負(fù)載可以分散在它們之間。軟件定義存儲（SoftwareDefinedStorage，SDS）是一種數(shù)據(jù)存儲方式，所有存儲相關(guān)的控制工作都僅在相對于物理存儲硬件的外部軟件中進(jìn)行。SDN是一種網(wǎng)絡(luò)管理方法，它支持動態(tài)的、以編程方式實(shí)現(xiàn)的、高效的網(wǎng)絡(luò)配置，以提高網(wǎng)絡(luò)性能，使其更像云計(jì)算而不是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理。SDN是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域較為熱門且具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法比擬優(yōu)勢。SDDC提供基于策略的智能數(shù)據(jù)中心管理軟件來自動實(shí)施和管理全虛擬化的數(shù)據(jù)中心，從而大幅簡化監(jiān)管和運(yùn)維。借助一體化管理平臺，可以跨物理地域、異構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)和混合云來集中監(jiān)控和管理所有應(yīng)用。1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心4．虛擬數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心（VirtualDataCenter，VDC）是將云計(jì)算概念運(yùn)用于數(shù)據(jù)中心的一種新型的數(shù)據(jù)中心形態(tài)。VDC可以通過虛擬化技術(shù)將物理資源抽象整合，動態(tài)地進(jìn)行資源分配和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的自動化部署，并將大大降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本。目前對數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲等設(shè)備進(jìn)行虛擬化部署已經(jīng)非常普遍，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到數(shù)據(jù)中心應(yīng)用時完全不用關(guān)心基礎(chǔ)設(shè)施的目標(biāo)，完全自動化配置還不現(xiàn)實(shí)。構(gòu)建初級的VDC1.2.4虛擬化與云計(jì)算1．云計(jì)算的起源云計(jì)算可以說是虛擬化的升級版，通過在數(shù)據(jù)中心部署云計(jì)算技術(shù)，可以完成多數(shù)據(jù)中心之間的業(yè)務(wù)無感知遷移，并可為公眾同時提供服務(wù)，此時數(shù)據(jù)中心就成為云數(shù)據(jù)中心。云計(jì)算提供的計(jì)算機(jī)資源服務(wù)是與水、電、煤氣和電話類似的公共資源服務(wù)。1959年，克里斯托弗·斯特雷奇（ChristopherStrachey）提出虛擬化的基本概念。2006年3月，亞馬遜公司首先提出彈性計(jì)算云服務(wù)。云計(jì)算經(jīng)歷了先由集中時代向網(wǎng)絡(luò)時代轉(zhuǎn)變，再向分布式時代轉(zhuǎn)變，并在分布式時代的基礎(chǔ)之上形成了云時代，如圖所示。云計(jì)算的最終目標(biāo)是將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為公共設(shè)施提供給公眾使用。云計(jì)算的轉(zhuǎn)變1.2.4虛擬化與云計(jì)算2．無處不在的云計(jì)算云計(jì)算作為一種新技術(shù)的代表，就像互聯(lián)網(wǎng)一樣，越來越密切地滲透到我們的日常生活中。例如，網(wǎng)盤和騰訊會議的使用，像這類提前將資源準(zhǔn)備好，通過特定技術(shù)隨時隨地使用這些資源去執(zhí)行特定任務(wù)的方式一般屬于云計(jì)算，能夠提供這種服務(wù)的供應(yīng)商就是云服務(wù)提供商，如華為的公有云就是一個云服務(wù)提供商。

華為云網(wǎng)站

“產(chǎn)品”→“存儲”中的“對象存儲服務(wù)”多種存儲類型

1.2.4虛擬化與云計(jì)算2．無處不在的云計(jì)算云服務(wù)提供商除了為用戶提供云存儲服務(wù)外，還會提供一些其他的云服務(wù)。例如，華為云提供的云服務(wù)器實(shí)際上是一種虛擬服務(wù)器。以一個熱門的云服務(wù)器為例，彈性云服務(wù)器（ElasticCloudServer，ECS）是一種云上可隨時自動獲取、可彈性伸縮的計(jì)算服務(wù)，可幫助用戶打造安全、可靠、靈活、高效的應(yīng)用環(huán)境，左圖所示，其彈性云服務(wù)規(guī)格如右圖所示。彈性云服務(wù)器

彈性云服務(wù)規(guī)格

1.2.4虛擬化與云計(jì)算3．云計(jì)算的基本概念01OPTION云計(jì)算的定義狹義上講廣義上講“云”實(shí)質(zhì)上就是一種網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算就是一種提供資源的網(wǎng)絡(luò)，包括硬件、軟件和平臺。用戶可以隨時獲取“云”上的資源，按需求量使用，并且容易擴(kuò)展，只要按使用量付費(fèi)就可以?！霸啤本拖褡詠硭畯S一樣，我們可以隨時接水，并且不限量，按照自己家的用水量付費(fèi)給自來水廠即可。在用戶看來，水的資源是無限的?？傊朴?jì)算不是一種全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而是一種全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概念。云計(jì)算是與IT、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一種服務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式提供所需要的服務(wù)。云計(jì)算把許多計(jì)算資源集合起來，通過軟件實(shí)現(xiàn)自動化管理，只需要很少的人參與，就能讓資源被快速提供。也就是說，計(jì)算能力作為一種商品，可以在互聯(lián)網(wǎng)上流通，就像水、電、煤氣一樣，可以方便地取用，且價格較為低廉。1.2.4虛擬化與云計(jì)算云計(jì)算的服務(wù)模式由3部分組成，包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService，IaaS）、平臺即服務(wù)（PlatformasaService，PaaS）和軟件即服務(wù)（SoftwareasaService，SaaS），如下圖左所示。傳統(tǒng)模式與云計(jì)算服務(wù)模式層次結(jié)構(gòu)如下圖右所示。傳統(tǒng)模式與云計(jì)算服務(wù)模式層次結(jié)構(gòu)02OPTION云計(jì)算的服務(wù)模式云計(jì)算的服務(wù)模式1.2.4虛擬化與云計(jì)算優(yōu)點(diǎn)：能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活配置資源，擴(kuò)展、伸縮方便。缺點(diǎn)：開發(fā)、維護(hù)需要較多人力，專業(yè)性要求較高。①基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）。優(yōu)點(diǎn)：用戶無須開發(fā)中間件，所需即所用，能夠快速使用；部署快速，可減少人力投入。缺點(diǎn)：應(yīng)用開發(fā)時的靈活性、通用性較低，過度依賴平臺。②平臺即服務(wù)（PaaS）。SaaS可直接通過互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供軟件等服務(wù)，常見的服務(wù)模式是給用戶提供一組賬號和密碼。③軟件即服務(wù)（SaaS）。云服務(wù)提供商購買服務(wù)器、硬盤、交換機(jī)、路由器等設(shè)備，搭建基礎(chǔ)設(shè)施。云計(jì)算服務(wù)提供商的典型代表便是阿里云、騰訊云、華為云等。我們可以將平臺理解成中間件，典型的云計(jì)算平臺代表便是PivatolCloudFoundary、GoogleAppEngine等。優(yōu)點(diǎn)：所見即所得，無須開發(fā)。缺點(diǎn)：需定制，無法快速滿足個性化需求。1.2.4虛擬化與云計(jì)算03OPTION云計(jì)算的部署類型1.2.4虛擬化與云計(jì)算4．云計(jì)算的主要特點(diǎn)12345678910快速彈性伸縮：吸引用戶“擁抱”云計(jì)算的核心理由之一，用戶可以根據(jù)自己的需要，自動透明地?cái)U(kuò)展IT資源。資源池化：資源池化是實(shí)現(xiàn)按需自助服務(wù)的前提之一，通過資源池化不但可以把同類商品放在一起，而且能對商品的單位進(jìn)行細(xì)化。按需自助服務(wù)：整個過程一般是自助完成的，除非遇到問題需要咨詢，否則不需要第三方介入。服務(wù)可計(jì)量可計(jì)費(fèi)：在云計(jì)算提供的服務(wù)中，大部分服務(wù)需要付費(fèi)使用；計(jì)量是利用技術(shù)和其他手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確、可靠的測量。泛在接入：泛在接入是指廣泛的網(wǎng)絡(luò)接入，云計(jì)算的一個特點(diǎn)是所有的云必須依賴網(wǎng)絡(luò)連接。支持異構(gòu)基礎(chǔ)資源：云計(jì)算可以構(gòu)建在不同的基礎(chǔ)平臺之上，即它可以有效兼容各種不同種類的硬件基礎(chǔ)資源和軟件基礎(chǔ)資源。支持異構(gòu)多業(yè)務(wù)體系：在云計(jì)算平臺上，可以同時運(yùn)行多個不同類型的業(yè)務(wù)。支持海量信息處理：需要面對海量信息交互，要有高效、穩(wěn)定的海量數(shù)據(jù)通信/存儲系統(tǒng)作為支撐。高可靠性與可用性：通過冗余方式能夠降低錯誤出現(xiàn)的概率，同時保證數(shù)據(jù)的可靠性。經(jīng)濟(jì)性與多樣性服務(wù)：云計(jì)算平臺的構(gòu)建費(fèi)用與超級計(jì)算機(jī)的構(gòu)建費(fèi)用相比要低很多，但是在性能上基本持平。1.2.4虛擬化與云計(jì)算5．云計(jì)算與虛擬化的關(guān)系云計(jì)算是中間件、分布式計(jì)算（網(wǎng)格計(jì)算）、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化和負(fù)載均衡等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展、融合的產(chǎn)物。虛擬化不一定與云計(jì)算相關(guān)，如CPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化等也屬于虛擬化，但與云計(jì)算無關(guān)，如圖所示。云計(jì)算與虛擬化的關(guān)系1.2.4虛擬化與云計(jì)算虛擬化使用軟件的方法重新定義、劃分IT資源，可以實(shí)現(xiàn)IT資源的動態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高IT資源的利用率，使IT資源能夠真正成為社會基礎(chǔ)設(shè)施，滿足各行各業(yè)中靈活多變的應(yīng)用需求。虛擬化的特征包括：01OPTION虛擬化的特征412更高的資源利用率降低管理成本提高使用靈活性提高安全性3856更高的可用性更高的可擴(kuò)展性提供互操作性和兼容性改進(jìn)資源供應(yīng)71.2.4虛擬化與云計(jì)算02OPTION云計(jì)算的特征按需自動服務(wù)廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問資源池化快速彈性伸縮按需、按量可計(jì)費(fèi)12345用戶不需要或很少需要云服務(wù)提供商的協(xié)助，就可以單方面按需獲取云端的計(jì)算資源。例如，計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源是按需自動部署的，用戶不需要與服務(wù)提供商進(jìn)行交互。用戶可以隨時隨地使用云終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)并使用云端的計(jì)算資源。云端的計(jì)算資源需要被池化，以便通過多租戶形式共享給多個消費(fèi)者。只有將資源池化才能根據(jù)用戶的需求動態(tài)分配或再分配各種物理的和虛擬的資源。用戶能方便、快捷地按需獲取和釋放計(jì)算資源。也就是說，用戶需要時能快速獲取資源從而提高計(jì)算能力，不需要時能迅速釋放資源，以便降低計(jì)算能力。用戶使用云端的計(jì)算資源是要付費(fèi)的，付費(fèi)的計(jì)量方法有很多，如根據(jù)某類資源（如存儲資源、CPU、網(wǎng)絡(luò)帶寬等）的使用量和使用時間計(jì)費(fèi)，也可以按照使用次數(shù)來計(jì)費(fèi)。1.2.4虛擬化與云計(jì)算6．云計(jì)算中的虛擬化可用的虛擬化技術(shù)KVM是通用的開放虛擬化技術(shù)，也是OpenStack用戶使用較多的虛擬化技術(shù)，它支持OpenStack的所有特性。KVMXen是部署快速、安全、開源的虛擬化技術(shù)，可使多個具有相同操作系統(tǒng)或不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)運(yùn)行在同一主機(jī)上。Xen容器是在單一Linux主機(jī)上提供多個隔離的Linux環(huán)境的操作系統(tǒng)級虛擬化技術(shù)。目前的容器有Linux容器（LXC）和Docker兩種。容器Hyper-V是微軟公司推出的企業(yè)級虛擬化解決方案。Hyper-V的設(shè)計(jì)借鑒了Xen，其管理程序采用微內(nèi)核的架構(gòu)，兼顧了安全性和性能。Hyper-VVMware公司提供業(yè)界領(lǐng)先且可靠的服務(wù)器虛擬化平臺和SDC產(chǎn)品。其ESXi虛擬化平臺用于創(chuàng)建和運(yùn)行虛擬機(jī)及虛擬設(shè)備，在OpenStack中也得到了支持。ESXi現(xiàn)在BareMetal已經(jīng)被Ironic所取代。Ironic和Nova都是OpenStack中的計(jì)算機(jī)服務(wù)項(xiàng)目，Nova管理的是虛擬機(jī)的生命周期，而Ironic管理的是主機(jī)的生命周期。BareMetal與Ironic1.2.4虛擬化與云計(jì)算7．云計(jì)算的優(yōu)勢在云服務(wù)平臺中，應(yīng)用程序和硬件平臺不直接關(guān)聯(lián)，從而消除了同一應(yīng)用程序的多個版本的需要，使用同一平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。（4）統(tǒng)一管理平臺如果企業(yè)按平均需求來配置IT設(shè)備，則需求高峰時會不夠用。但使用云服務(wù)，企業(yè)可以擁有更靈活的選擇，可以隨時增加、減少或釋放所申請使用的設(shè)備資源。（2）提高適應(yīng)能力，靈活擴(kuò)展IT需求通過云計(jì)算企業(yè)可以最大限度地減少或完全消減初始投資，因?yàn)樗鼈儾恍枰孕薪ㄔO(shè)數(shù)據(jù)中心或搭建軟件/硬件平臺（3）節(jié)約成本使用云可以讓企業(yè)隨時隨地通過任何設(shè)備即時訪問他們的資源；可以輕松存儲、下載、恢復(fù)或處理數(shù)據(jù)（1）數(shù)據(jù)可以隨時隨地訪問1.2.4虛擬化與云計(jì)算8．云計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)云計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)主要涉及6個方面：網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算具有泛在網(wǎng)絡(luò)訪問特性，用戶無論通過電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)還是廣播電視網(wǎng)，都能夠使用云服務(wù)。硬件。包括基礎(chǔ)環(huán)境設(shè)備、服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、融合一體機(jī)等數(shù)據(jù)中心裝備以及提供和使用云服務(wù)的終端設(shè)備。軟件。包括資源調(diào)度和管理系統(tǒng)、云平臺和應(yīng)用軟件等。服務(wù)。包括云服務(wù)和面向云計(jì)算系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用的云支撐服務(wù)。應(yīng)用。典型的應(yīng)用包括電子政務(wù)、電子商務(wù)、智慧城市、大數(shù)據(jù)等。云安全。云安全涉及服務(wù)可用性、數(shù)據(jù)機(jī)密性和完整性、隱私保護(hù)、物理安全、惡意攻擊防范等諸多方面。云計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)1.2.5虛擬化集群1．負(fù)載均衡集群是一種把一組計(jì)算機(jī)組合起來作為一個整體為用戶提供資源的方式。在虛擬化集群中可以提供計(jì)算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源，只有包含這些資源，該集群才是完整的。高可靠性單臺甚至多臺設(shè)備或鏈路發(fā)生故障也不會導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。

1

2

可擴(kuò)展性方便增加集群中設(shè)備或鏈路的數(shù)量，在不降低業(yè)務(wù)質(zhì)量的前提下滿足業(yè)務(wù)需求。

3

高性能負(fù)載均衡將業(yè)務(wù)較均衡地分布到多臺設(shè)備上，提高性能。

4

可管理性大量的管理工作集中在應(yīng)用負(fù)載均衡技術(shù)的設(shè)備上，設(shè)備集群或鏈路集群只需要進(jìn)行常規(guī)的配置和維護(hù)。

5

透明性增加/減少設(shè)備或鏈路均不會影響正常的業(yè)務(wù)。負(fù)載均衡是一種集群技術(shù)，它將特定的業(yè)務(wù)（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)流量等）分擔(dān)給多臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括服務(wù)器、防火墻等）或多條鏈路。負(fù)載均衡具有以下特點(diǎn)。1.2.5虛擬化集群2．高可用性高可用性實(shí)現(xiàn)的基本原理是使用集群技術(shù)，克服單臺物理主機(jī)的局限性，最終達(dá)到業(yè)務(wù)不中斷或者中斷時間減少的效果。虛擬機(jī)中的高可用只保證計(jì)算層面，具體來說，虛擬化層面的高可用是整個虛擬機(jī)系統(tǒng)層面的高可用，即當(dāng)一個計(jì)算節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，集群中的另一個節(jié)點(diǎn)能快速、自動地啟動并替代故障節(jié)點(diǎn)。3．易擴(kuò)容性在虛擬化中，將所有的資源進(jìn)行池化，承載業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)的資源全部來自這個資源池。當(dāng)業(yè)務(wù)量持續(xù)增加時，可以不用升級單臺服務(wù)器的硬件資源，只需增加資源池中的資源。在具體實(shí)施的時候，增加服務(wù)器的數(shù)量即可，這種擴(kuò)容方式稱為橫向擴(kuò)容（Scale-Out）。因?yàn)榧褐С謾M向擴(kuò)容，所以相對于傳統(tǒng)的非虛擬化，集群擴(kuò)容更容易。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案1．VMware虛擬化產(chǎn)品服務(wù)器虛擬化平臺VMwarevSphere：它是業(yè)界領(lǐng)先且非?？煽康奶摂M化平臺。vSphere將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)從底層硬件分離出來，從而簡化了IT操作。網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺VMwareNSX：VMwareNSX是提供虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作模式的網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺。與虛擬機(jī)的計(jì)算模式相似，虛擬網(wǎng)絡(luò)以編程的方式進(jìn)行調(diào)配與管理，與底層硬件無關(guān)。個性化虛擬桌面VMwareView：VMwareView不僅能交付應(yīng)用程序以實(shí)現(xiàn)簡化桌面管理。VMware私有云：利用VMware私有云解決方案在提高數(shù)據(jù)中心效率和敏捷性的同時增強(qiáng)了安全性和控制力。存儲虛擬化產(chǎn)品VMwarevSAN：VMwarevSAN是一種SDS技術(shù)，可將虛擬化技術(shù)無縫擴(kuò)展到存儲領(lǐng)域，從而形成一個與現(xiàn)有工具組合、軟件解決方案和硬件平臺兼容的超融合架構(gòu)解決方案。1234567虛擬化桌面和應(yīng)用平臺VMwareHorizon：將VMware以往的相關(guān)產(chǎn)品VMwareView和VMwareMirage，與管理界面HorizonWorkspace整合在一起的產(chǎn)品。VMware云計(jì)算：VMware云計(jì)算解決方案可以提高IT的效率、敏捷性和可靠性，并可幫助IT推動創(chuàng)新。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案2．微軟Hyper-V微軟Hyper-V管理程序架構(gòu)Hyper-V是微軟推出的企業(yè)級虛擬化解決方案，Hyper-V的設(shè)計(jì)借鑒了Xen，管理程序采用微內(nèi)核的架構(gòu)，兼顧了安全性和性能的要求，如圖所示。Hyper-V底層的Hypervisor運(yùn)行在最高的特權(quán)級別下，微軟將其稱為ring1；而虛擬機(jī)的主機(jī)內(nèi)核和驅(qū)動運(yùn)行在ring0，應(yīng)用程序運(yùn)行在ring3下。Hyper-V設(shè)計(jì)的目的是為眾多的用戶提供更為熟悉以及效益更高的虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施軟件，這樣可以降低運(yùn)作成本、提高硬件利用率、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施并提高服務(wù)器的可用性。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案3．LinuxKVM作為Linux領(lǐng)域的代表廠商，RedHat于2008年收購了Qumranet公司并獲得了KVM。KVM是與Xen類似的一個開源項(xiàng)目。KVM的虛擬化需要硬件支持（如IntelVT或者AMD-V技術(shù))，是基于硬件的全虛擬化。Xen早期是基于軟件模擬的半虛擬化，其新版本是基于硬件支持的全虛擬化。KVM是一種基于Linuxx86硬件平臺的開源全虛擬化解決方案，也是主流的Linux虛擬化解決方案。Linux內(nèi)核的KVM模塊主要負(fù)責(zé)虛擬機(jī)的創(chuàng)建、虛擬內(nèi)存的分配、vCPU（虛擬CPU）寄存器的讀寫以及vCPU的運(yùn)行。其提供硬件仿真的QEMU，用于模擬虛擬機(jī)的用戶空間組件，提供I/O設(shè)備模型和訪問外部設(shè)備的途徑。KVM充分利用了CPU的硬件輔助虛擬化，并重用了Linux內(nèi)核的諸多功能，使得KVM本身非常小。1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案4．Citrix虛擬化產(chǎn)品Citrix即美國思杰公司，是一家云計(jì)算虛擬化、虛擬桌面和遠(yuǎn)程接入技術(shù)領(lǐng)域的高科技企業(yè)，具有完整的產(chǎn)品生產(chǎn)線。Citrix公司主要有四大產(chǎn)品：XenAppXenServerCloudPlatformXenDesktop針對高效地管理Windows和Linux虛擬服務(wù)器設(shè)計(jì)它是一套按需交付的解決方案，允許在數(shù)據(jù)中心對任何Windows應(yīng)用進(jìn)行虛擬化、集中保存和管理它是一套桌面虛擬化解決方案，可將Windows桌面和應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N按需服務(wù)面向企業(yè)和服務(wù)提供商的基礎(chǔ)云計(jì)算架構(gòu)。1.2.7典型的虛擬化廠商及產(chǎn)品1．華為FusionCompute華為FusionCompute是云操作系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件，主要由虛擬化基礎(chǔ)平臺和云基礎(chǔ)服務(wù)平臺組成，主要負(fù)責(zé)硬件資源的虛擬化，以及對虛擬資源、業(yè)務(wù)資源、用戶資源進(jìn)行集中管理。華為FusionCompute的特點(diǎn)如下?？缬蜃詣踊{(diào)度，保障客戶服務(wù)水平支持跨域資源管理，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)資源的集中化統(tǒng)一管理，同時支持自定義的資源管理SLA策略、故障判斷標(biāo)準(zhǔn)及恢復(fù)策略。B豐富的運(yùn)維管理，精細(xì)化計(jì)費(fèi)提供多種運(yùn)營工具，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的可控、可管，提高整個系統(tǒng)運(yùn)營的效率；并對不同的業(yè)務(wù)類型進(jìn)行精細(xì)化計(jì)費(fèi)，幫助客戶實(shí)現(xiàn)精細(xì)運(yùn)營。C大容量、大集群，支持多種硬件設(shè)備具有業(yè)界最大集群容量，單個邏輯計(jì)算集群可以支持128臺物理主機(jī)，最多可支持3200臺物理主機(jī)。A1.2.7典型的虛擬化廠商及產(chǎn)品2．新華三H3CCAS新華三H3CCAS為H3C基于KVM開發(fā)的云管理平臺，主要用于計(jì)算虛擬化。KVM只實(shí)現(xiàn)基本的虛擬化功能，H3C在KVM原生的虛擬化功能基礎(chǔ)上加上了虛擬機(jī)集群資源管理、資源監(jiān)控、高可靠性等特性。新華三H3CCAS的特點(diǎn)如下。高可靠性指的是當(dāng)服務(wù)器發(fā)生故障的時候，受影響的虛擬機(jī)將在集群中留有備用容量的其他主機(jī)上自動重啟。B集群高可用性高可用（HighAvailability，HA）集群是雙機(jī)集群系統(tǒng)的簡稱。HA集群是保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的有效解決方案，一般有兩個或兩個以上的節(jié)點(diǎn)，且分為活動節(jié)點(diǎn)及備用節(jié)點(diǎn)。C系統(tǒng)資源管理可以將物理機(jī)和虛擬機(jī)都組織到集群中進(jìn)行統(tǒng)一的管理，同時可以監(jiān)控集群下的物理機(jī)，一旦發(fā)生故障，就將物理機(jī)上的虛擬機(jī)遷移到其他的機(jī)器上，保證了高可用性。A1.2.7典型的虛擬化廠商及產(chǎn)品3．中興ZXCLOUDiECS中興虛擬化軟件平臺ZXCLOUDiECS以Xen虛擬化技術(shù)作為虛擬化引擎，集成中興電信級服務(wù)器操作系統(tǒng)、虛擬化管理套件、工具套件，為云計(jì)算解決方案提供全面的虛擬化能力支持。4．深信服服務(wù)器虛擬化aSV深信服服務(wù)器虛擬化技術(shù)基于KVM技術(shù)，將服務(wù)器的物理硬件資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務(wù)器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務(wù)器。5．云軸科技ZStackZStack是一款開源的IaaS產(chǎn)品，提供社區(qū)版與商業(yè)版，這也是很多開源產(chǎn)品提供服務(wù)的主要形式。除了基本的虛擬化功能外，ZStack也提供私有云的相關(guān)功能，包括多租戶、虛擬私有云、負(fù)載均衡等。1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展1．虛擬化的優(yōu)勢虛擬化具有物理系統(tǒng)所沒有的獨(dú)特優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。提高利用效率節(jié)約總體成本靈活性和適應(yīng)性提高管理效率0507高可靠性08高可用性01030402便于隔離應(yīng)用06災(zāi)難恢復(fù)能力1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展2．虛擬化的發(fā)展虛擬化技術(shù)正逐漸在企業(yè)管理與業(yè)務(wù)運(yùn)營中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器與數(shù)據(jù)中心的快速部署與遷移，還能夠體現(xiàn)出其透明管理的特點(diǎn)。虛擬化技術(shù)的重要地位使其發(fā)展成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。在技術(shù)發(fā)展層面，虛擬化技術(shù)的發(fā)展有四大趨勢，分別是平臺開放化、連接協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、客戶終端硬件化及公有云私有化。在硬件層面，主要從以下幾個方面看虛擬化的發(fā)展趨勢。首先，IT市場有競爭力的虛擬化解決方案正趨于成熟，使得仍沒有采用虛擬化技術(shù)的企業(yè)有了可靠的選擇；其次，可供選擇的解決方案提供商逐漸增多，因此更多的企業(yè)在考慮成本和潛在鎖定問題時開始采取“第二供貨源”的策略，異構(gòu)虛擬化管理正逐漸成為企業(yè)虛擬化管理的趨勢所在；最后，市場需求使得定價模式不斷變化，從原先的完全基于處理器物理性能來定價，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻o予虛擬資源更多關(guān)注，定價模式從另一個角度體現(xiàn)出了虛擬化的發(fā)展趨勢。1.3

項(xiàng)目實(shí)施1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在瀏覽器（建議使用谷歌瀏覽器）的地址欄中輸入“00”，進(jìn)入服務(wù)器控制臺登錄界面。1．物理服務(wù)器控制臺管理以華為服務(wù)器

2288HV5

為例進(jìn)行講解，假設(shè)其管理

IP

地址為00。物理服務(wù)器的配置與普通計(jì)算機(jī)的配置是有所不同的，通常情況下物理服務(wù)器都有會一個控制管理平臺。以華為服務(wù)器2288HV5為例，其默認(rèn)的管理IP地址是00/24，默認(rèn)的用戶名是root，密碼是Huawei12#$。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置輸入用戶名和密碼，單擊“登錄”按鈕，進(jìn)入服務(wù)器控制臺管理界面。在服務(wù)器控制臺管理界面中，選擇“系統(tǒng)管理”菜單，可以進(jìn)行系統(tǒng)管理、性能監(jiān)控、存儲管理、電源&功率、風(fēng)扇&散熱、BIOS配置等相關(guān)操作。選擇“維護(hù)診斷”菜單，可以進(jìn)行告警&事件、告警上報、FDMPFAE、錄像截屏、系統(tǒng)日志、iBMC日志、工作記錄等相關(guān)操作。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在服務(wù)器控制臺管理界面中，選擇“用戶&安全”菜單，可以進(jìn)行本地用戶、LDAP、Kerberos、雙因素認(rèn)證、在線用戶、安全配置等相關(guān)操作。選擇“服務(wù)管理”菜單，可以進(jìn)行端口服務(wù)、Web服務(wù)、虛擬控制臺、虛擬媒體、VNC、SNMP等相關(guān)操作。在服務(wù)器控制臺管理界面中，選擇“iBMC管理”菜單，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置、時區(qū)&NTP、固件升級、配置更新、語言管理、許可證管理、iBMA管理等相關(guān)操作。在服務(wù)器控制臺管理界面右上角單擊

圖標(biāo)，打開“強(qiáng)制重啟”菜單，可以進(jìn)行下電、強(qiáng)制下電、強(qiáng)制重啟、強(qiáng)制下電再上電等相關(guān)操作。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在服務(wù)器控制臺管理界面中，選擇“首頁”菜單，拖動界面右側(cè)的滾動條，在“虛擬控制臺”區(qū)域，單擊“啟動虛擬控制臺”按鈕，選擇“HTML5

集成遠(yuǎn)程控制臺（獨(dú)占）”選項(xiàng)，可以進(jìn)入相應(yīng)的服務(wù)器操作系統(tǒng)界面。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在服務(wù)器控制臺管理界面或在服務(wù)器操作系統(tǒng)界面工具欄中，選擇“強(qiáng)制重啟”選項(xiàng)，會重新啟動服務(wù)器，彈出強(qiáng)制重啟“確認(rèn)”對話框，如下圖所示。單擊“確定”按鈕，服務(wù)器重新啟動，其界面如右圖所示。2．服務(wù)器虛擬化驅(qū)動器管理初次安裝物理服務(wù)器時，需要對服務(wù)器基本輸入輸出系統(tǒng)（BasicInput/OutputSystem，BIOS）進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在服務(wù)器重新啟動的過程中，會出現(xiàn)相應(yīng)的提示信息，按Delete鍵，在進(jìn)入BIOS設(shè)置界面之前，會彈出輸入密碼對話框，輸入相應(yīng)的密碼，彈出密碼確認(rèn)對話框。在密碼確認(rèn)對話框中，單擊“OK”按鈕，進(jìn)入BIOS設(shè)置界面。選擇“DeviceManager”選項(xiàng)，進(jìn)入“DeviceManager”界面。只能使用鍵盤進(jìn)行操作，F(xiàn)1鍵表示查看幫助，Esc鍵表示退出1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在“DeviceManager”界面中，選擇“AVAGO<

SAS3508>ConfigurationUtility-07.14.06.02”選項(xiàng)，進(jìn)入“AVAGO<SAS3508>ConfigurationUtility-07.14.06.02”界面，選擇“MainMenu”選項(xiàng)，進(jìn)入“MainMenu”界面。在“MainMenu”界面中，選擇“Configuration

Management”選項(xiàng)，進(jìn)入“ConfigurationManagement”界面，選擇“ViewDriveGroupProperties”選項(xiàng)，進(jìn)入“ViewDriveGroupProperties”界面，查看當(dāng)前磁盤分區(qū)情況。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在“ViewDriveGroupProperties”界面中，按Esc鍵返回“ConfigurationManagement”界面，選擇“ClearConfiguration”選項(xiàng)，進(jìn)入“Warning”界面。選擇“Confirm”選項(xiàng)，按Enter鍵，將其狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”，查看磁盤分區(qū)。在“Warning”界面中，選擇“Yes”選項(xiàng)，進(jìn)入“Success”界面。選擇“OK”選項(xiàng)，按Enter鍵，返回“ConfigurationManagement”界面。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在“ConfigurationManagement”界面中，選擇“CreateVirtualDrive”選項(xiàng)，進(jìn)入“CreateVirtualDrive”界面。選擇“SelectRAIDLevel”選項(xiàng)，進(jìn)入“SelectRAIDLevel”界面。在“SelectRAIDLevel”界面中，選擇“RAID1”選項(xiàng)，返回“CreateVirtualDrive”界面，選擇“SelectDrives”選項(xiàng)，進(jìn)入“SelectDrives”界面。選擇上面兩塊固態(tài)硬盤（SolidStateDisk，SSD）作為磁盤RAID1，將磁盤的“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”狀態(tài)。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置在“SelectDrives”界面中，選擇“ApplyChanges”選項(xiàng)，進(jìn)入“Success”界面。單擊“OK”按鈕，返回“CreateVirtualDrive”界面，如右圖所示。在“CreateVirtualDrive”界面中，選擇“SaveConfiguration”選項(xiàng)，進(jìn)入“Warning”界面，選擇“Confirm”選項(xiàng)，按Enter鍵，使其狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”。選擇“Yes”選項(xiàng)，進(jìn)入“Success”界面，單擊“OK”按鈕，返回“CreateVirtualDrive”界面，完成磁盤RAID1的保存操作。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置將剩余的磁盤作為數(shù)據(jù)存儲盤，磁盤RAID5的操作與磁盤RAID1的操作類似，在“CreateVirtualDrive”界面中，選擇“SelectRAIDLevel”選項(xiàng)，進(jìn)入“SelectRAIDLevel”界面，選擇“RAID5”選項(xiàng)。返回“CreateVirtualDrive”界面，選擇“SelectDrives”選項(xiàng)，進(jìn)入“SelectDrives”界面，選擇“CheckAll”選項(xiàng)，將剩余磁盤的狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”。在“SelectDrives”界面中，選擇“ApplyChanges”選項(xiàng)，進(jìn)入“Success”界面；單擊“OK”按鈕，返回“CreateVirtualDrive”界面；選擇“SaveConfiguration”選項(xiàng)，進(jìn)入“Warning”界面；選擇“Confirm”選項(xiàng)，將其狀態(tài)由“Disabled”變?yōu)椤癊nabled”，選擇“Yes”選項(xiàng)，進(jìn)入“Success”界面；單擊“OK”按鈕，進(jìn)入“CreateVirtualDrive”界面，提示虛擬磁盤已經(jīng)全部創(chuàng)建成功。至此，物理服務(wù)器虛擬化分區(qū)管理設(shè)置已全部完成，按Esc鍵，返回“ConfigurationManagement”界面，持續(xù)按Esc鍵，最后退出BIOS設(shè)置界面。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置進(jìn)入服務(wù)器BIOS設(shè)置界面，選擇“BIOSConfiguration”選項(xiàng)，進(jìn)入“BIOSConfiguration”界面。選擇“Security”→“ManageSupervisorPassword”選項(xiàng)，可以設(shè)置進(jìn)入BIOS的管理密碼。3．服務(wù)器BIOS配置管理服務(wù)器BIOS管理設(shè)置操作如下。1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置根據(jù)提示信息輸入“ManageSupervisorPassword”的舊密碼和新密碼，單擊“OK”按鈕。選擇“Boot”→“BootSequence”選項(xiàng)，設(shè)置系統(tǒng)啟動引導(dǎo)順序。在“BootSequence”窗口中，按F5鍵或F6鍵改變系統(tǒng)啟動引導(dǎo)順序。選擇“Exit”→“SaveChanges&Exit”選項(xiàng)，或按F10鍵，保存設(shè)置后退出BIOS設(shè)置界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝完成物理服務(wù)器虛擬化驅(qū)動器管理，下載需要安裝操作系統(tǒng)的鏡像文件，將鏡像文件保存在本地磁盤中，單擊控制臺工具欄中的

圖標(biāo)，查找本地鏡像文件。例如，選擇操作系統(tǒng)的鏡像文件datacenter_windows_server_2019_x64_dvd_c1ffb46c.iso，單擊“連接”按鈕。單擊控制臺工具欄中的

圖標(biāo)，選擇“強(qiáng)制重啟”選項(xiàng)，強(qiáng)制重啟服務(wù)器，如圖1.59所示。在物理服務(wù)器上安裝WindowsServer2019操作系統(tǒng)，其安裝操作過程如下。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝物理服務(wù)器重啟后，會有相應(yīng)的提示信息，按F11鍵，進(jìn)入提示信息界面，可以選擇系統(tǒng)的啟動順序。輸入密碼并確認(rèn)后，進(jìn)入“BootManager”界面。在“BootManager”界面中，選擇虛擬光驅(qū)“EFIUSBDevice（VirtualDVD-ROMVM1.1.0）”選項(xiàng)，按Enter鍵，提示按任意鍵從CD或DVD進(jìn)行安裝。注：可以先進(jìn)行BIOS設(shè)置，將光驅(qū)啟動作為系統(tǒng)的第一引導(dǎo)項(xiàng)。按任意鍵進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝，進(jìn)入“WindowsBootManager”界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝在“WindowsBootManager”界面中，選擇“WindowsSetup[EMSEnabled]”選項(xiàng)，按Enter鍵，彈出“Windows安裝程序”窗口。單擊“下一步”按鈕，進(jìn)入“WindowsServer2019”界面。在“WindowsServer2019”界面中，單擊“現(xiàn)在安裝”按鈕，進(jìn)入“激活Windows”界面。輸入產(chǎn)品密鑰后，單擊“下一步”按鈕，進(jìn)入“選擇要安裝的操作系統(tǒng)”界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝在“選擇要安裝的操作系統(tǒng)”界面中，選擇要安裝的版本，選擇完成單擊“下一步”按鈕，進(jìn)入“適用的聲明和許可條款”界面。勾選“我接受許可條款”復(fù)選框，單擊“下一步”按鈕，彈出“你想執(zhí)行哪種類型的安裝？”界面。在“你想執(zhí)行哪種類型的安裝？”界面中，選擇“自定義：僅安裝Windows（高級）”選項(xiàng)，進(jìn)入“你想將Windows安裝在哪里？”界面。選擇相應(yīng)的分區(qū)，單擊“下一步”按鈕，進(jìn)入“正在安裝Windows”界面。1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝操作系統(tǒng)安裝完成后，系統(tǒng)自動重新啟動，進(jìn)入“自定義設(shè)置”界面。設(shè)置用戶名和密碼，單擊“完成”按鈕，進(jìn)入Windows登錄界面。在Windows登錄界面中，將鼠標(biāo)指針移動到界面的最上方，會自動出現(xiàn)控制臺工具欄，單擊圖標(biāo)，選擇“Ctrl+Alt+Del”選項(xiàng)，進(jìn)入Administrator登錄界面。輸入密碼，按Enter鍵，進(jìn)入WindowsServer2019操作系統(tǒng)桌面。

項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目主要由8項(xiàng)【必備知識】和2項(xiàng)【項(xiàng)目實(shí)施】組成。必備知識1.2.1虛擬化基本概念和應(yīng)用，主要講解虛擬化的基本概念、基于Linux內(nèi)核的虛擬化解決方案、Libvirt套件、虛擬化的應(yīng)用。必備知識1.2.2虛擬化與虛擬機(jī)，主要講解虛擬化體系結(jié)構(gòu)、Hypervisor的分類、虛擬機(jī)文件、虛擬機(jī)的主要特點(diǎn)、虛擬機(jī)的應(yīng)用。必備知識1.2.3虛擬化與數(shù)據(jù)中心，主要講解傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心、新一代數(shù)據(jù)中心、軟件定義數(shù)據(jù)中心、虛擬數(shù)據(jù)中心。必備知識1.2.4虛擬化與云計(jì)算，主要講解云計(jì)算的起源、無處不在的云計(jì)算、云計(jì)算的基本概念、云計(jì)算的主要特點(diǎn)、云計(jì)算與虛擬化的關(guān)系、云計(jì)算中的虛擬化、云計(jì)算的優(yōu)勢、云計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)。

項(xiàng)目小結(jié)必備知識1.2.5虛擬化集群，主要講解負(fù)載均衡、高可用性、易擴(kuò)容性。必備知識1.2.6企業(yè)級虛擬化解決方案，主要講解VMware虛擬化產(chǎn)品、微軟Hyper-V、LinuxKVM、Citrix虛擬化產(chǎn)品。必備知識1.2.7典型的虛擬化廠商及產(chǎn)品，主要講解華為FusionCompute、新華三H3CCAS、中興ZXCLOUDiECS、深信服服務(wù)器虛擬化、云軸科技ZStack。必備知識1.2.8虛擬化的優(yōu)勢與發(fā)展，主要講解虛擬化的優(yōu)勢、虛擬化的發(fā)展。項(xiàng)目實(shí)施1.3.1物理服務(wù)器虛擬化安裝與配置，主要訓(xùn)練讀者管理和設(shè)置物理服務(wù)器控制臺、服務(wù)器虛擬化驅(qū)動器，以及服務(wù)器BIOS的能力。項(xiàng)目實(shí)施1.3.2WindowsServer2019操作系統(tǒng)安裝，主要講解在物理服務(wù)器上安裝WindowsServer2019操作系統(tǒng)的過程。THANKS虛擬化技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目教程（微課版）項(xiàng)目2

VMware虛擬機(jī)配置與管理2.1

項(xiàng)目描述VMwareWorkstation是VMware公司開發(fā)的一款功能強(qiáng)大的桌面虛擬化軟件產(chǎn)品，為用戶提供可在單一的桌面上同時運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和進(jìn)行開發(fā)、測試、部署新的應(yīng)用程序的極佳解決方案，旨在提供行業(yè)內(nèi)最穩(wěn)定及最安全的桌面虛擬化平臺。VMwareWorkstation可在一臺實(shí)體機(jī)器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及可便于攜帶的虛擬機(jī)器，其更好的靈活性與先進(jìn)的技術(shù)勝過了市面上其他的虛擬機(jī)軟件。對企業(yè)的IT開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員而言，VMwareWorkstation在虛擬網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時快照、拖曳共享文件夾等方面的突出特點(diǎn)使它成為必不可少的工具。作為開發(fā)測試平臺，它提供了特別廣泛的操作系統(tǒng)支持，甚至可以構(gòu)建跨平臺的云級應(yīng)用，測試不同的操作系統(tǒng)和瀏覽器的兼容性。本項(xiàng)目講解VMwareWorkstation概述、VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)組件、VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)模式等相關(guān)理論知識，項(xiàng)目實(shí)施部分講解VMwareWorkstation安裝、CentOS

7安裝、系統(tǒng)克隆與快照管理、SecureCRT與SecureFX配置管理、配置和維護(hù)虛擬磁盤、虛擬機(jī)與主機(jī)系統(tǒng)之間傳輸文件以及VMwareTools安裝配置等相關(guān)知識與技能。2.2

必備知識2.2.2VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)組件2.2.1VMwareWorkstation概述2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.2.4VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)模式2.2.1VMwareWorkstation概述VMwareWorkstation允許操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在一個虛擬機(jī)內(nèi)部運(yùn)行。虛擬機(jī)是獨(dú)立運(yùn)行主機(jī)操作系統(tǒng)的離散環(huán)境。在VMwareWorkstation中，用戶可以在一個窗口中運(yùn)行一個虛擬機(jī)，它可以運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。用戶可以在運(yùn)行于桌面上的多個虛擬機(jī)之間切換，通過一個網(wǎng)絡(luò)（如某公司局域網(wǎng)）共享。掛起、恢復(fù)及退出虛擬機(jī)都不會影響用戶的主機(jī)操作、主機(jī)正在運(yùn)行的應(yīng)用程序或者其他虛擬機(jī)。VMwareWorkstation的開發(fā)商為VMware，中文名為“威睿”。VMwareWorkstation就是以開發(fā)商VMware作為開頭名稱的，Workstation的含義為“工作站”，因此VMwareWorkstation中文名稱為“威睿工作站”。2.2.1VMwareWorkstation概述1．VMwareWorkstation的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)計(jì)算機(jī)虛擬能力、性能與物理機(jī)隔離效果非常優(yōu)秀。功能非常全面，適合計(jì)算機(jī)專業(yè)人員使用。操作界面簡單明了，適合各種計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的用戶使用。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)體積龐大，安裝耗時較久。使用時占用的物理機(jī)資源較多。2.2.1VMwareWorkstation概述2．VMwareWorkstation虛擬化提高了IT效率和可靠性業(yè)務(wù)增長總是要求IT基礎(chǔ)設(shè)施不斷擴(kuò)展，經(jīng)常需要增加服務(wù)器以支持新應(yīng)用，這會導(dǎo)致許多服務(wù)器無法得到充分利用，進(jìn)而致使網(wǎng)絡(luò)管理成本增加，靈活性和可靠性降低。虛擬化可以減緩服務(wù)器數(shù)量的增加，簡化服務(wù)器管理，同時明顯提高服務(wù)器利用率、網(wǎng)絡(luò)靈活性和可靠性。將多種應(yīng)用整合到少量企業(yè)級服務(wù)器上即可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。通過整合及虛擬化，數(shù)百臺服務(wù)器可以減少至數(shù)十臺。10%甚至更低的服務(wù)器利用率將提高到60%或更高。2.2.1VMwareWorkstation概述3．VMwareWorkstation安裝的系統(tǒng)要求VMwareWorkstation安裝在主機(jī)操作系統(tǒng)上，并通過繼承主機(jī)的設(shè)備支持來提供廣泛的硬件支持。VMwareWorkstation產(chǎn)品涵蓋Windows、Linux和macOS等操作系統(tǒng)，其中macOS版本稱為VMwareFusion。下面將以VMwareWorkstation16Pro為例進(jìn)行講解。硬件要求①內(nèi)存至少為2GB，建議4GB。②1.3GHz或更高的CPU頻率。③64位x86IntelCore2雙核處理器或同等級別的處理器，AMDAthlon64FX雙核處理器或同等級別處理器。主機(jī)操作系統(tǒng)Windows版本的VMwareWorkstation16Pro要求主機(jī)運(yùn)行在64位操作系統(tǒng)上，支持Windows8、Windows10、Windows11WindowsServer2012～WindowsServer2019。客戶操作系統(tǒng)支持200多種客戶操作系統(tǒng)，包括32位的Windows和Linux操作系統(tǒng)。2.2.2VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)組件VMwareWorkstation可在一臺物理機(jī)上組建若干虛擬網(wǎng)絡(luò)，模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，非常便于測試網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。建議在需要搭建多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時，使用VMwareWorkstation組建虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試。與物理網(wǎng)絡(luò)一樣，要想組建虛擬網(wǎng)絡(luò)，必須有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)組件。在VMwareWorkstation安裝過程中，已在主機(jī)系統(tǒng)中安裝了用于網(wǎng)絡(luò)連接配置的軟件。在VMware虛擬網(wǎng)絡(luò)中，各種虛擬網(wǎng)絡(luò)組件由此軟件來充當(dāng)。2.2.2VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)組件虛擬交換機(jī)用于連接各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或計(jì)算機(jī)。在Windows主機(jī)系統(tǒng)中，VMwareWorkstation最多可創(chuàng)建20個虛擬交換機(jī)，一個虛擬交換機(jī)對應(yīng)一個虛擬網(wǎng)絡(luò)。（1）虛擬交換機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)組件創(chuàng)建虛擬機(jī)時自動為虛擬機(jī)創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡（虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器），一個虛擬機(jī)最多可以安裝20個虛擬網(wǎng)卡（2）虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡最多安裝20個虛擬網(wǎng)卡。主機(jī)虛擬網(wǎng)卡連接到虛擬交換機(jī)以加入虛擬網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與虛擬機(jī)之間的通信。（3）主機(jī)虛擬網(wǎng)卡對于非橋接模式的虛擬機(jī)，可通過虛擬動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）服務(wù)器自動為它們分配IP地址。（6）虛擬DHCP服務(wù)器虛擬網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NetworkAddressTranslation，NAT）設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)共享主機(jī)的一個IP地址（主機(jī)虛擬網(wǎng)卡的IP地址），以連接到主機(jī)外部網(wǎng)絡(luò)（Internet）。（5）虛擬NAT設(shè)備通過虛擬網(wǎng)橋，可以將VMware虛擬機(jī)連接到VMwareWorkstation主機(jī)所在的局域網(wǎng)中。（4）虛擬網(wǎng)橋2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1．虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一臺Windows計(jì)算機(jī)最多可創(chuàng)建20個虛擬網(wǎng)絡(luò)，每個虛擬網(wǎng)絡(luò)以虛擬交換機(jī)為核心。主機(jī)通過物理網(wǎng)卡（橋接模式）或虛擬網(wǎng)卡連接到虛擬交換機(jī)，虛擬機(jī)通過虛擬網(wǎng)卡連接到虛擬交換機(jī)。這樣就組成了虛擬網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與虛擬機(jī)、虛擬機(jī)與虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通信。VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中反映了各個虛擬網(wǎng)絡(luò)組件之間的關(guān)系。VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2．虛擬網(wǎng)絡(luò)基本配置采用VMwareWorkstation虛擬組網(wǎng)技術(shù)，可以靈活地創(chuàng)建各種類型的網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)基本流程如下。12345規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確定選擇哪種組網(wǎng)模式。在VMwareWorkstation主機(jī)上設(shè)置虛擬網(wǎng)絡(luò)，配置相應(yīng)的虛擬網(wǎng)卡。根據(jù)需要在VMwareWorkstation主機(jī)上配置虛擬DHCP服務(wù)器、虛擬NAT設(shè)備及子網(wǎng)IP地址范圍。在VMwareWorkstation虛擬機(jī)上配置虛擬網(wǎng)卡，使其連接到相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)需要為VMwareWorkstation主機(jī)配置傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）。2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3．在VMwareWorkstation主機(jī)上設(shè)置虛擬網(wǎng)絡(luò)在為虛擬機(jī)配置網(wǎng)絡(luò)連接之前，應(yīng)根據(jù)需要在主機(jī)上對虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，這需要使用虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器。在VMwareWorkstation主界面中，選擇“編輯”→“虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器”選項(xiàng)，彈出“虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器”對話框，如圖所示，其上部區(qū)域顯示了當(dāng)前已經(jīng)創(chuàng)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)列表，默認(rèn)已經(jīng)創(chuàng)建了3個虛擬網(wǎng)絡(luò)：VMnet0、VMnet1和VMnet8?！疤摂M網(wǎng)絡(luò)編輯器”對話框2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)際上，每個虛擬網(wǎng)絡(luò)都與主機(jī)上的物理網(wǎng)卡（橋接模式）或虛擬網(wǎng)卡存在映射關(guān)系，添加虛擬網(wǎng)絡(luò)的同時會在主機(jī)上創(chuàng)建對應(yīng)名稱的虛擬網(wǎng)卡。用戶可以查看主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接，如下圖所示。在“虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器”對話框中可以添加或刪除虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者修改現(xiàn)有虛擬網(wǎng)絡(luò)配置，如為虛擬網(wǎng)絡(luò)配置子網(wǎng)（包括子網(wǎng)IP地址和子網(wǎng)掩碼）、DHCP或NAT。這里以添加一個虛擬網(wǎng)絡(luò)為例。操作方法見右側(cè)配圖。選擇要添加的網(wǎng)絡(luò)名稱（如選擇“VMnet2”選項(xiàng)），單擊“確定”按鈕，將該虛擬網(wǎng)絡(luò)添加到“虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器”對話框的虛擬網(wǎng)絡(luò)列表中單擊“確定”或“應(yīng)用”按鈕，完成虛擬網(wǎng)絡(luò)的添加，并自動在主機(jī)中添加相應(yīng)的虛擬網(wǎng)卡。2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)勾選“將主機(jī)虛擬適配器連接到此網(wǎng)絡(luò)”復(fù)選框，表示將該虛擬網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)卡關(guān)聯(lián)起來。在“子網(wǎng)IP”和“子網(wǎng)掩碼”文本框中顯示該虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)置IP地址的范圍，一般根據(jù)需要修改其默認(rèn)設(shè)置。勾選“使用本地DHCP服務(wù)將IP地址分配給虛擬機(jī)”復(fù)選框以啟用DHCP，單擊“DHCP設(shè)置”按鈕，彈出“DHCP設(shè)置”對話框。對于NAT模式的虛擬網(wǎng)絡(luò)，可以設(shè)置NAT，以VMnet8為例，單擊“NAT設(shè)置”按鈕，彈出“NAT設(shè)置”對話框，配置和管理該虛擬網(wǎng)絡(luò)的NAT。在“虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器”對話框的虛擬網(wǎng)絡(luò)列表中選擇一個虛擬網(wǎng)絡(luò)，可以在下部區(qū)域中對其進(jìn)行配置。最重要的是“網(wǎng)關(guān)IP”，它用于設(shè)置所選網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)IP地址，虛擬機(jī)通過該IP地址訪問外部網(wǎng)絡(luò)從中可配置和管理該虛擬網(wǎng)絡(luò)的DHCP2.2.3VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4．在VMwareWorkstation虛擬機(jī)上設(shè)置虛擬網(wǎng)卡在VMwareWorkstation主界面中選中某個虛擬機(jī)，選擇“虛擬機(jī)”→“設(shè)置”選項(xiàng)，彈出“虛擬機(jī)設(shè)置”對話框，在“硬件”選項(xiàng)卡中設(shè)置。設(shè)置內(nèi)存、處理器、硬盤（NVMe）、CD/DVD（SATA）、網(wǎng)絡(luò)適配器、USB控制器、聲卡、打印機(jī)、顯示器等如果要增加更多的虛擬網(wǎng)卡，則可在“虛擬機(jī)設(shè)置”對話框中單擊“添加”按鈕，根據(jù)提示選擇“網(wǎng)絡(luò)適配器”硬件類型，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接類型。選擇“選項(xiàng)”選項(xiàng)卡，可以進(jìn)行更多設(shè)置。設(shè)置常規(guī)、電源、共享文件夾、快照、自動保護(hù)、客戶機(jī)隔離、訪問控制、VMwareTools2.2.4VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)模式1．橋接模式基于橋接模式的VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示。主機(jī)將虛擬網(wǎng)絡(luò)（默認(rèn)為VMnet0）自動橋接到物理網(wǎng)卡，通過虛擬網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而將虛擬網(wǎng)絡(luò)并入主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)。VMware虛擬機(jī)通過虛擬網(wǎng)卡（默認(rèn)為VMnet0）連接到該虛擬網(wǎng)絡(luò)（VMnet0），經(jīng)虛擬網(wǎng)橋連接到主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)。虛擬機(jī)與主機(jī)在該網(wǎng)絡(luò)中的地位相同，被當(dāng)作一臺獨(dú)立的物理機(jī)。虛擬機(jī)可與主機(jī)相互通信，透明地使用主機(jī)所在局域網(wǎng)中的任何可用服務(wù)，包括共享上網(wǎng)?；跇蚪幽Ｊ降腣MwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.2.4VMwareWorkstation虛擬網(wǎng)絡(luò)模式1．橋接模式如果主機(jī)位于以太網(wǎng)中，則這是一種很容易讓虛擬機(jī)訪問主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式。采用這種組網(wǎng)模式時，一般要進(jìn)行如下設(shè)置。在虛擬機(jī)上設(shè)置虛擬網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)連接模式在主機(jī)