课前思考：为什么要使用虚拟化？虚拟化给用户带来什么收益？虚拟化跟云计算有什么关系？

01.云计算与虚拟化的关系

虚拟化是基础，云计算是必然，大数据是体现

02.为什么要虚拟化

为什么要虚拟化？

1. 硬件利用率低下,存在大量资源浪费
2. 硬件环境繁杂,常常受制于特定硬件
3. 面临升级压力
4. 众多单点故障,可靠性低
5. 维护就意味着停机
6. 缺乏弹性机制，IT基础架构制约业务量的发展

为什么选择虚拟机？

虚拟机特性

03.计算虚拟化

发展史

虚拟化技术

计算虚拟化的分类

虚拟化的特点

主流计算虚拟化技术

cpu虚拟化

基于硬件辅助的CPU虚拟化，将原来软件模拟的各项功能由硬件芯片直接执行

内存虚拟化

内存虚拟化架构-页表虚拟化技术：

1. 客户操作系统虚拟内存，由操作系统提供给应用程序
2. 客户操作系统物理内存，由 Hypervisor提供给虚拟机
3. 由 Hypervisor 管理的主机物理内存，可向虚拟机提供可寻址的连续内存空间

MMU虚拟化

I/O虚拟化

• 模拟(完全虚拟)：完全使用软件来模拟真实硬件，模拟通常硬件，例如键盘鼠标，通过焦点捕获，焦点被哪个主机捕获就被哪个主机使用，性能很差
• 半虚拟化：对硬件驱动由前端(IO frontend)直接转到后端(IO backend)调用，通常仅适用于硬盘和网卡，性能高
• IO-through：IO透传，直接分配给虚拟机物理设备，例如直接分配一个硬盘或网卡给虚拟机，需要硬件具备IO透传技术，在Xen下由Dom0分配，但是访问使用直接使用，不经过Dom0，需要硬件支持

内存气球技术

内存气球技术通过VMM诱导Guest OS来回收或分配客户机所拥有的HOST OS物理内存的技术

通过Balloon Driver模块，从源虚拟机申请的可用内存页面，借助Grant Table授权给目标虚拟机，同时更新GA与HA映射关系

半虚拟化驱动

虚拟机为什么要装vmtools?

• e1000 realtek8139
• VirtIO
• VNNET3

高级特性前提 - Tools

高级特性前提 - Tools

计算虚拟化技术-KVM

KVM体系架构

虚拟机

• Demo：通过virt-manager创建虚拟机

• Demo：使用virsh 管理虚拟机

virsh list

virsh reboot

virsh start

virsh destory

virsh autostart

• Demo: 添加虚拟网卡和虚拟磁盘

• Demo: 创建快照

思考题

1. 在计算虚拟化中，为虚拟机分配CPU和内存的是（ ）。

A. Guest OS

B. VMM

C. Hypervisor

D. Host OS

2. 开源的虚拟化技术都为I型虚拟化，闭源的虚拟化技术都为II型虚拟化。

A. TRUE

B. FALSE

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