虚拟化技术(三) 云计算 （第三版） 第 7 章 CLOUD COMPUTING Third Edition 主编：刘鹏 教授

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1 虚拟化技术(三) 云计算 （第三版） 第 7 章 CLOUD COMPUTING Third Edition 主编：刘鹏 教授
电子工业出版社《云计算(第三版)》配套课件 云计算 （第三版） CLOUD COMPUTING Third Edition 第 7 章 虚拟化技术(三) 主编：刘鹏 教授

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3 刘 鹏 教授、博导、学科带头人，清华大学博士。现任中国云计算专家咨询委员会秘书长、中国信息协会大数据分会副会长、工业与信息化部云计算研究中心专家。 主持完成科研项目25项，发表论文80余篇，出版专业书籍15本。获部级科技进步二等奖4项、三等奖4项。主编了国内第一本云计算教材《云计算》和第一本云计算编程书籍《实战Hadoop》。创办了知名的中国云计算（chinacloud.cn）和中国大数据（thebigdata.cn）网站。 曾率队夺得2002 PennySort国际计算机排序比赛冠军，两次夺得全国高校科技比赛最高奖，并三次夺得清华大学科技比赛最高奖。 荣获“全军十大学习成才标兵”（排名第一）、南京“十大杰出青年”、江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人、清华大学“学术新秀”等称号。

4 7.1 虚拟化技术简介 7.2 服务器虚拟化 7.3 存储虚拟化 7.4 网络虚拟化 7.5 桌面虚拟化

5 传统的数据中心 使用云计算后 引入虚拟化技术之后 服务器之间操作系统和上层软件异构、接口与数据格式不统一 数据中心内网络传输效率低
数据同步传送的大流量、备份大流量、虚拟机迁移大流量 采用统一的交换网络减少布线、维护工作量和扩容成本 引入虚拟化技术之后 数据中心网络虚拟化分为核心层、接入层和虚拟机网络虚拟化三个方面

6 7.4 网络虚拟化 7.4.1 核心层网络虚拟化 7.4.2 接入层网络虚拟化 7.4.3 虚拟机网络虚拟化
7.4 网络虚拟化 核心层网络虚拟化 接入层网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术

7 7.4 网络虚拟化 核心层网络虚拟化 要求 核心层网络虚拟化，主要指的是数据中心核心网络设备的虚拟化。 核心层网络具备超大规模的数据交换能力
7.4 网络虚拟化 核心层网络虚拟化 核心层网络虚拟化，主要指的是数据中心核心网络设备的虚拟化。 核心层网络具备超大规模的数据交换能力 要求 足够的万兆接入能力 提供虚拟机箱技术 简化设备管理 提高资源利用率 提高交换系统的灵活性和扩展性 为资源的灵活调度和动态伸缩提供支撑

8 7.4 网络虚拟化 7.4.1 核心层网络虚拟化 7.4.2 接入层网络虚拟化 7.4.3 虚拟机网络虚拟化
7.4 网络虚拟化 核心层网络虚拟化 接入层网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术

9 拥塞通知 增强传输选择ETS 优先级流量控制PFC 链路发现协议LLDP
7.4 网络虚拟化 接入层网络虚拟化 接入层虚拟化，可以实现数据中心接入层的分级设计。根据数据中心的走线要求，接入层交换机要求能够支持各种灵活的部署方式和新的以太网技术。 拥塞通知 （IEEE 802.1Qau） 增强传输选择ETS （IEEE 802.1Qaz） 优先级流量控制PFC （IEEE 802.1Qbb） 链路发现协议LLDP （IEEE 802.1AB）

10 7.4 网络虚拟化 7.4.1 核心层网络虚拟化 7.4.2 接入层网络虚拟化 7.4.3 虚拟机网络虚拟化
7.4 网络虚拟化 核心层网络虚拟化 接入层网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术

11 1 2 3 4 7.4 网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 虚拟机网络交互需要实现以下功能：
7.4 网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 虚拟机网络交互需要实现以下功能： 虚拟机的双向访问控制和流量监控，包括深度包检测、端口镜像、端口远程镜像、流量统计。 1 2 虚拟机的网络属性应包括VLAN、QoS、ACL、带宽等。 虚拟机的网络属性可以跟随虚拟机的迁移而动态迁移，不需要人工干预或静态配置，从而在虚拟机扩展和迁移过程中，保障业务的持续性。 3 虚拟机迁移时，与虚拟机相关的资源配置，如存储、网络配置也随之迁移。同时保证迁移过程中业务不中断。 4

12 7.4 网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 802.1Qbg EVB （Edge Virtual Bridging）
7.4 网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 扩展虚拟数据中心中交换机和虚拟网卡的功能 802.1Qbg EVB （Edge Virtual Bridging） 802.1Qbh BPE（Bridge Port Extension） 外部网络能够支持虚拟交换功能，对于虚拟交换网络范围内VM动态迁移、调度信息，均通过LLDP扩展协议得到同步以简化运维 802.1Qbg 将远程交换机部署为虚拟环境中的策略控制交换机，而不是部署成邻近服务器机架的交换机，通过多个虚拟通道，让边缘虚拟桥复制帧到一组远程端口 802.1Qbh

13 7.4 网络虚拟化 7.4.1 核心层网络虚拟化 7.4.2 接入层网络虚拟化 7.4.3 虚拟机网络虚拟化
7.4 网络虚拟化 核心层网络虚拟化 接入层网络虚拟化 虚拟机网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术

14 7.4 网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术
7.4 网络虚拟化 案例分析: VMware的网络虚拟化技术 VMware的网络虚拟化技术主要是通过VMware vSphere中的vNetwork网络元素实现的，其虚拟网络架构如图所示。

15 7.4 网络虚拟化 虚拟网络接口卡 每个虚拟机都可以配置一个或者多个虚拟网络接口卡vNIC。
7.4 网络虚拟化 虚拟网络接口卡 每个虚拟机都可以配置一个或者多个虚拟网络接口卡vNIC。 安装在虚拟机上的客户操作系统和应用程序利用通用的设备驱动程序与vNIC进行通信。 在虚拟机的外部，vNIC拥有独立的MAC地址以及一个或多个IP地址，且遵守标准的以太网协议。

16 7.4 网络虚拟化 虚拟交换机vSwitch 虚拟交换机用来满足不同的虚拟机和管理界面进行互连。 每台服务器都有自己的虚拟交换机。
7.4 网络虚拟化 虚拟交换机vSwitch 虚拟交换机用来满足不同的虚拟机和管理界面进行互连。 每台服务器都有自己的虚拟交换机。 虚拟交换机的一端是与虚拟机相连的端口组，另一端是与虚拟机所在服务器上的物理以太网适配器相连的上行链路。 虚拟机通过与虚拟交换机上行链路相连的物理以太网适配器与外部环境连接。 虚拟交换机可将其上行链路连接到多个物理以太网适配器以启用网卡绑定。 通过网卡绑定，两个或多个物理适配器可用于分摊流量负载，或在出现物理适配器硬件故障或网络故障时提供被动故障切换。

17 7.4 网络虚拟化 分布式交换机 vNetwork分布式交换机（dvSwitch）是vSphere的新功能。每个dvSwitch都是一种可供虚拟机使用的网络集线器。 在虚拟机之间进行内部流量路由 连接物理以太网适配器链接外部网络 为每个vSwitch分配一个或多个dvPort组

18 端口组 是虚拟环境特有的概念 端口组是一种策略设置机制，这些策略用于管理与端口组相连的网络。
将端口组配置为执行策略，以提供增强的网络安全、网络分段、更佳的性能、高可用性及流量管理。

19 7.4 网络虚拟化 VLAN VLAN支持将虚拟网络与物理网络VLAN集成。
7.4 网络虚拟化 VLAN VLAN支持将虚拟网络与物理网络VLAN集成。 专用VLAN可以在专用网络中使用VLAN ID，而不必担心VLAN ID在较大型的网络中会出现重复。 流量调整定义平均带宽、峰值带宽和流量突发大小的QOS策略，设置策略以改进流量管理。 网卡绑定为个别端口组或网络设置网卡绑定策略，以分摊流量负载或在出现硬件故障时提供故障切换。

20 7.1 虚拟化技术简介 7.2 服务器虚拟化 7.3 存储虚拟化 7.4 网络虚拟化 7.5 桌面虚拟化

21 桌面虚拟化 每个桌面镜像就是一个带有应用程序的操作系统，终端用户通过一个虚拟显示协议来访问他们的桌面系统。这样做的目的就是使用户的使用体验同他们使用桌面上的PC一样。

22 7.5 桌面虚拟化 桌面虚拟化简介 技术现状 案例分析

23 桌面虚拟化是一种基于中心服务器的计算机运作模型
第一代桌面虚拟技术实现了在同一个独立的计算机硬件平台上，同时安装多个操作系统，并同时运行这些操作系统 第二代桌面虚拟化技术进一步将桌面系统的运行环境与安装环境、应用与桌面配置文件进行了拆分，从而大大降低了管理复杂度与成本，提高了管理效率。

24 7.5 桌面虚拟化 桌面虚拟化简介 技术现状 案例分析

25 7.5 桌面虚拟化 技术现状 一 集中管理问题 二 集中存储问题 三 虚拟化产品缺乏统一标准 四 网络负载压力
7.5 桌面虚拟化 技术现状 桌面虚拟化技术还面临着很多问题： 一 集中管理问题 二 集中存储问题 虚拟化的服务器合并程度越高，此风险也越大。 若是服务器出现了致命的故障，用户的数据可能丢失，整个平台将面临灾难。 三 虚拟化产品缺乏统一标准 四 网络负载压力 各虚拟化产品厂商的产品间无法互通，一旦这个产品系列停止研发或其厂商倒闭，用户系统的持续运行、迁移和升级将会极其困难。 如果用户使用的网络出现问题，桌面虚拟化发布的应用程序不能运行。

26 7.5 桌面虚拟化 桌面虚拟化简介 技术现状 案例分析

27 7.5 桌面虚拟化 案例分析 VMware View的主要部件如下： View Connection Server（ View连接服务器）
7.5 桌面虚拟化 案例分析 VMware View的主要部件如下： View Connection Server（ View连接服务器） 接收到的远程桌面用户请求重定向到相应的虚拟桌面、物理桌面或终端服务器。 View Manager Security Server（View安全连接服务器） 可选组件 View Administrator Interface（ View管理接口程序） 用于配置View Connection Server、部署和管理虚拟桌面、控制用户身份验证。 View代理 安装在虚拟桌面依托的虚拟机、物理机或终端服务器上，安装后提供服务，可由View Manager Server管理。

28 7.5 桌面虚拟化 案例分析 View Client（View客户端程序）
7.5 桌面虚拟化 案例分析 View Client（View客户端程序） 安装在需要使用“虚拟桌面”的计算机上，通过它可以与View Connection Server通信，从而允许用户连接到虚拟桌面。 View Client with Offline Desktop（View 客户端程序） 支持View脱机桌面，可以让用户“下载”vSphere Server中的虚拟机到“本地”运行。 View Composer 安装在vCenter Server上的软件服务，可以通过View Manager使用“克隆链接”的虚拟机

29 习题： 1．虚拟化技术在云计算中的哪些地方发挥了关键作用？ 2．比较VMware、Xen等虚拟化产品的关键技术，以及对云计算技术提供的支持。
3．服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化都有哪些实现方式？ 4．讨论桌面虚拟化的实现和作用。

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微信号：lpoutlook 微信号： chinacloudnj 眼光决定成败，与刘鹏教授看未来。 刘鹏，清华博士，《云计算》作者。 资源丰富、分析深入、更新及时的云计算知识共享平台。 中国大数据 云创大数据 微信号： cStor_cn 微信号： cstorbigdata 国内大数据龙头企业。提供领先的云存储、云数据库、云视频、云传输产品和解决方案。 分享大数据技术，剖析大数据案例，讨论大数据话题。

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37 谢谢观看 云计算 （第三版） 第 7 章 CLOUD COMPUTING Third Edition 主编：刘鹏 教授
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