云计算与大数据技术第2章 虚拟化技术.pptx

虚拟化技术与云计算2025-03-31

虚拟化技术概述虚拟化模式目录CONTENTS

01虚拟化技术概述CHAPTER

虚拟化定义虚拟化本质上讲是指从逻辑角度出发的资源配置方案，是对物理资源的一种抽象。抽象的结果是，将一台物理服务器分割成多个虚拟机，每个虚拟机可以运行独立的操作系统和应用程序，实现资源的共享和利用。VMM（VirtualMachineMonitor，虚拟机监控程序）是一种软件工具，它在一台物理计算机上创建多个虚拟机（VirtualMachine-VM），并且可以同时运行多个操作系统和应用程序。VMM可以将物理计算机的硬件资源分配给不同的虚拟机，这样每个虚拟机都能够获得所需的计算资源。

虚拟化定义与概念资源抽象化虚拟化是一种将物理硬件资源（如CPU、内存、存储和网络）抽象为多个虚拟资源的技术，使得这些资源能够被多个用户或应用程序共享和独立使用。多环境隔离通过虚拟化技术，可以在单一物理硬件上创建多个虚拟环境（如虚拟机），每个环境都可以独立运行不同的操作系统和应用程序，彼此之间完全隔离，互不干扰。资源优化虚拟化技术的核心目标是通过对硬件资源的抽象和分配，最大化资源利用率，减少硬件浪费，同时提高系统的灵活性和可管理性。

虚拟化的特点硬件独立性虚拟化技术使得应用程序和操作系统与底层硬件解耦，可以在不同的物理硬件上无缝迁移和部署，提高了系统的可移植性和灵活性。动态资源分配虚拟化平台能够根据需求动态调整资源分配，例如在负载高峰期增加CPU和内存资源，在负载低谷期减少资源分配，从而实现资源的高效利用和成本优化。高可用性与容错性虚拟化技术支持快速备份、恢复和迁移，能够实现系统的高可用性和容错性，确保在硬件故障或系统崩溃时，服务能够快速恢复并继续运行。

技术基础虚拟化是云计算的核心技术之一，通过虚拟化技术，云计算平台能够将物理资源池化，并按需分配给用户，实现资源的弹性扩展和高效管理。资源优化虚拟化技术使得云计算平台能够最大化硬件资源的利用率，通过动态分配和回收资源，实现成本优化和资源的高效利用，从而为用户提供经济高效的云服务。灵活性与可扩展性虚拟化技术为云计算提供了灵活性和可扩展性，使得云计算平台能够根据用户需求快速扩展或收缩资源，满足不同应用场景的需求。服务支撑云计算提供的是按需服务，而虚拟化则是实现这些服务的技术手段。例如，云计算中的IaaS（基础设施即服务）依赖于虚拟化技术来创建和管理虚拟机。虚拟化与云计算的关系

02虚拟化模式CHAPTER

裸机模式高性能与低延迟裸机模式直接在硬件上运行虚拟化软件，减少了操作系统层的开销，从而提供更高的性能和更低的延迟。资源高效利用适用于高负载场景通过直接在硬件上部署虚拟化层，裸机模式能够更高效地利用物理资源，减少资源浪费。由于其高性能特性，裸机模式特别适用于需要处理高负载任务的应用场景，如大型数据库和高性能计算。123

裸机模式

宿主机模式通过在现有操作系统上运行虚拟化软件，提供了灵活性和易用性，适合多种应用场景。宿主机模式利用现有的操作系统作为基础，简化了虚拟化环境的部署和管理过程。易于部署与管理通过宿主机模式，可以在同一物理服务器上运行多个虚拟机，实现资源的隔离与共享，提高资源利用率。资源隔离与共享宿主机模式支持多种操作系统和应用程序，适合需要多样化计算环境的场景。适用于多样化需求宿主机模式

宿主机模式

混合模式灵活性与高效性混合模式结合了裸机模式和宿主机模式的优点，提供了更高的灵活性和资源利用效率。通过在操作系统内核中插入虚拟化驱动，混合模式能够实现更高效的硬件资源管理和调度。030201适用于复杂环境混合模式适用于需要同时运行多种操作系统和应用程序的复杂计算环境。它能够有效协调虚拟机和主机操作系统之间的硬件访问，确保系统稳定性和性能。增强的管理能力混合模式利用内存管理器和现有的内核CPU调度工具，增强了虚拟机的管理和调度能力。它能够识别、捕获和响应虚拟机发出的CPU特权指令和保护指令，提高系统的安全性和可靠性。

混合模式

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服务器虚拟化与I/O设备虚拟化2025-03-31

服务器虚拟化CPU虚拟化内存虚拟化I/O设备虚拟化目录CONTENTS

0服务器虚拟化CHAPTER

服务器虚拟化服务器虚拟化服务器虚拟化就是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台物理服务器虚拟出几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，我们不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、I/O设备、磁盘等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让IT对业务的变化更具适应力。CPU虚拟化X86架构的虚拟化CPU的虚拟化技术是一种硬件方案，支持虚拟技术的CPU带有优化过的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集，虚拟机监控器（VMM）会很容