云计算和大数据技术-概念应用与实战PPT第3章.pptx

《云计算和大数据技术：概念应用与实战》 第3章 虚拟化技术 人民邮电出版社 21世纪高等院校云计算和大数据人才培养规划教材 常见虚拟化软件 大数据技术概述 系统虚拟化 任务 使用KVM构建虚拟机群 3.1 3.2 内容导航 CONTENTS 3.3 3.4 3.1.1　虚拟化技术的发展 ①克里斯托弗在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》的学术报告，提出了虚拟化的基本概念。 ②IBM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。 ③以VMware为代表的虚拟化软件产商率先实施了以虚拟机监视器为中心的软件解决方案，为虚拟化技术在x86计算机环境的发展开辟了道路。 ④最近的十几年间，诸多厂商（如微软、Intel公司、AMD公司等）都开始进行虚拟化技术的研究。 ⑤2008年以后，云计算技术的发展推动了虚拟化技术成为研究热点。 3.1.2　虚拟化技术的优势和劣势 虚拟化技术的优势： 虚拟化技术可以提高资源利用率。 提供相互隔离、高效的应用执行环境。 虚拟化可以简化资源和资源的管理。 虚拟化技术实现软件和硬件的分离。 可能会使物理计算机负载过重。 升级和维护引起的安全问题。 物理计算机的影响。 虚拟化技术的劣势 3.1.3　虚拟化技术的分类 虚拟化技术从计算体系结构的层次上可分为表所示的几种。 虚拟化类型 虚拟化出的目标对象 所处位置 实例 指令集架构级虚拟化 指令集 指令集架构级 Bochs、VLIW 硬件抽象层虚拟化 计算机的各种硬件 应用层 VMWare、Virtual PC、Xen、KVM 操作系统层虚拟化 操作系统 本地操作系统内核 Virtual Server、Zone、Virtuozzo 编程语言层上的虚拟化 应用层的部分功能 应用层 JVM、CLR 库函数层的虚拟化 应用级库函数的接口 应用层 Wine 3.1.3　虚拟化技术的分类 1、指令集架构级虚拟化 指令集架构级虚拟化是通过纯软件方法，模拟出与实际运行的应用程序（或操作系统）所不同的指令集去执行，采用这种方法构造的虚拟机一般称为模拟器（Emulator）。 模拟器是将虚拟平台上的指令翻译成本地指令集，然后在实际的硬件上执行。其是、具有、当前比较典型的模拟器系统有Bochs、VLIW等。 简单 稳定性 可跨平台 模拟器特点 3.1.3　虚拟化技术的分类 2、硬件抽象层虚拟化 硬件抽象层虚拟化是指将虚拟资源映射到物理资源，并在虚拟机的运算中使用实实在在的硬件。即使用软件来虚拟一台标准计算机的硬件配置，如CPU、内存、硬盘、声卡、显卡、光驱等，成为一台虚拟的裸机。 硬件抽象层的虚拟机具有以下优点： 高度的隔离性； 可以支持与宿主机不同的操作系统及应用程序； 易于维护及风险低。 3.1.3　虚拟化技术的分类 3．操作系统层虚拟化 操作系统层虚拟化是指通过划分一个宿主操作系统的特定部分，产生一个个隔离的操作执行环境。 操作系统层的虚拟化是操作系统内核直接提供的虚拟化，虚拟出的操作系统之间共享底层宿主操作系统内核和底层的硬件资源。 关键点：将操作系统与上层应用隔离开，将对操作系统资源的访问进行虚拟化。 好处：实现了虚拟操作系统与物理操作系统的隔离并且有效避免物理操作系统的重复安装。 3.1.3　虚拟化技术的分类 1）操作系统虚拟化是以原系统为模板，虚拟出的是原系统的副本，而硬件虚拟化虚拟的是硬件环境，然后真实地安装系统。 2）操作系统虚拟化虚拟出的系统只能是物理操作系统的副本，而硬件虚拟化虚拟出的系统可以为不同的系统。 3）虚拟出的系统间关系不同，操作系统虚拟化虚拟的多个系统有较强的联系。 4）性能损耗不同，操作系统虚拟化虚拟出的系统都是虚拟的，性能损耗低，而硬件虚拟化是在硬件虚拟层上实实在在安装的操作系统，性能损耗高。 操作系统虚拟化与硬件虚拟化之间的不同之处在于： 3.1.3　虚拟化技术的分类 4．编程语言层上的虚拟化 计算机若不安装操作系统和其他软件的话，就是一台裸机。操作系统和其他软件相对于裸机而言都是应用程序。编程语言层上的虚拟机是在应用层上创建的，并支持一种新定义的指令集。 5、库函数层的虚拟化 库函数层的虚拟化就是对操作系统中的应用级库函数的接口进行虚拟化，创造出了不同的虚拟化环境。使得应用程序不需要修改，就可以在不同的操作系统中迁移。 常见虚拟化软件 大数据技术概述 系统虚拟化 任务 使用KVM构建虚拟机群 3.1 3.2 内容导航 CONTENTS 3.3 3.4 3.2.1　VirtualBox Virtua