云计算与大数据技术王鹏黄焱安俊秀张逸琴第3章-虚拟化技术上课用课件.ppt

云计算与大数据技术 目 录 第1章　 云计算与大数据基础 第2章　 云计算与大数据的相关技术 第3章　 虚拟化技术 第4章　 集群系统基础 第5章　 MPI—面向计算 第6章　 Hadoop—分布式大数据系统 第7章　 HPCC—面向数据的高性能计算集群系统 第8章　 Storm—基于拓扑的流数据实时计算系统 第9章　 服务器与数据中心 第10章 云计算大数据仿真技术 第3章　虚拟化技术 《云计算与大数据技术》 第3章　虚拟化技术 3.1　虚拟化技术简介 3.1.1　虚拟化技术的发展 3.1.2　虚拟化的描述 3.1.3　虚拟化技术的优势和劣势 3.1.4　虚拟化技术的分类 3.2　常见虚拟化软件 3.2.1　VirtualBox 3.2.2　VMware Workstation 3.2.3　KVM 3.3　系统虚拟化 3.3.1　服务器虚拟化 3.3.2　桌面虚拟化 3.3.3　网络虚拟化 3.4　使用KVM构建虚拟机群 3.1　虚拟化技术简介 3.1.1　虚拟化技术的发展 虚拟化技术和并行计算、分布式计算、网格计算等的发展促进了云计算技术的产生和发展，通过云计算技术，我们将大量的计算机资源组成资源池来创建高度虚拟化的资源提供给用户，即云计算技术解决方案依靠并利用虚拟化提供服务。 虚拟化技术主要应用在基础设施即服务的服务模式（IaaS）中，大多资源都可以通过虚拟化技术对其进行统一管理。 3.1　虚拟化技术简介 虚拟化在计算机领域的发展至今已有50多年了，在这期间产生了很多种虚拟化形式，如网络虚拟化、微处理器虚拟化、桌面虚拟化等。 这些虚拟化技术的产生、成熟离不开计算机技术的发展。 虚拟化从概念上来说就是将在实际环境运行的程序、组件，放在虚拟的环境中来运行，从而达到以小的成本来实现与真实环境相同或类似的功能的目的。 3.1　虚拟化技术简介 3.1.1　虚拟化技术的发展 1．广义上的虚拟化技术 从广义来说，虚拟化技术的范围非常宽，它不但是云计算的核心技术，也是计算机科学的核心技术，甚至是整个工业领域的核心技术。 工业领域，机械的虚拟化技术。 如开汽车，汽车机械运动的复杂形态，被逻辑上简化为方向盘、油门、刹车、离合器的简单运动方式。这种简化使汽车机械系统的复杂性被全面屏蔽，转向盘、油门、制动器、离合器成为了最终的人机交互设备。 3.1.1　虚拟化技术的发展 金融领域，也有虚拟化技术的身影，如复杂的股市变化规律被几个简单的指数所描述，指数的变化反映了股票市场的运行情况，甚至整个经济的运行规律。 物理学中也广泛地应用了虚拟化技术，原子核内部的复杂运动情况通过各种宏观的物理设备，如拉曼谱、正电子谱、核磁共振等表现出来，其实我们谁也没有真正地看到过原子核的形态，但我们能通过对这些物理量的分析而得到原子核的结构，这些物理设备就实现了对原子核内部结构的虚拟化工作。 3.1.1　虚拟化技术的发展 虚拟化技术是一门应用很广泛的技术，甚至可以说是一门相当基础的学科。 广义地定义虚拟化技术可以这么来看：虚拟化技术就是一种逻辑简化技术，实现物理层向逻辑层的变化。 从这个定义来看，一个系统采用虚拟化技术后，其对外表现出的运动方式是一种逻辑化的运动方式，而不是真实的物理运动方式。所以采用虚拟化技术能实现对物理层运动复杂性的屏蔽，使系统对外运行状态呈现出简单的逻辑运行状态。 3.1.1　虚拟化技术的发展 2．计算机学科中的虚拟化技术 早期的计算机大多用于科学计算，计算机不仅价格昂贵，而且硬件资源的利用率低，用户的体验效果也差强人意，从而有了分时系统的提出。 为满足分时系统的需求，克里斯托弗（Christopher Strachey）提出了虚拟化的概念。在1959年召开的国际信息处理大会上，其发表了一篇名为《 大型高速计算机中的时间共享 》 （Time Sharing in Large Fast Computers）的学术报告，在这篇文章中他提出了虚拟化的基本概念。虚拟化作为一个概念被正式提出就是从此时开始的。 3.1.1　虚拟化技术的发展 在随后的10年中，由于当时工业、科技条件的限制，计算机的硬件资源是相当昂贵的，IBM在1956年推出的首部磁盘储存器件，总容量仅5MB，但是平均每MB需花费1万美元。这远远超出了普通大众的承受范围，严重阻碍了人们对计算机的购买力。 为了使昂贵的硬件资源得到充分利用，来提高自己的销售额，IBM最早发明了一种操作系统虚拟机技术，能够让用户在一台主机上运行多个操作系统，IBM 7044计算机就是典型的代表。 随后虚拟化技术一直只在大型机上应用，而在PC、服务器的x86平台上仍然进展缓慢。 3.1.1　虚拟化技术的发展 随着科技水平的提高，计算机硬件资源的价格逐渐降低，从20