云计算——假造化层架构

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 前言

本章将会讲解云计算的假造化层架构,了解云计算假造化层都有哪些架构模式。

一.假造化层架构



  • 假造化层架构:全假造化,半假造化,硬件辅助假造化



  • KVM--------》全假造化
  • Xen----------》半假造化
  • CPU(AMD,Intel)-------------》硬件辅助假造化

架构一:全假造化

全假造化:即所抽象的vm具有完全的物理特性,假造化层负责捕获CPU指令,为指令访问硬件充当媒介。
   它使用假造机和谐客户操纵体系和原始硬件。全假造化是通过客户机和宿主机之间一个假造化逻辑层Hypervisor来完全模仿底层硬件细节。全假造化表示的是整个假造化都是用软件实现的。
  

 范例的有:VMware,Virtyalbox,virtual PC, KVM-x86


 VirtualBox是一款开源的假造机软件,使用者可以在VirtualBox上安装并且执行SolarisWindows、DOS、Linux、OS/2Warp、BSD等体系作为客户端操纵体系。

 KVM-x86是基于内核的假造机(Kernel-based Virtual Machine),它是Linux的一个内核模块,该内核模块使得Linux酿成了一个Hypervisor。它支持x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc等CPU。
特点:


  • OS无需修改。
  • 速率和功能都非常不错,使用非常简单。
  • 移植性好。

全假造化:KVM

   KVM(Kernel-Based Virtual Machines)是一个基于Linux内核的假造化技术,可以直接将Linux内核转化为Hypervisor。从而使得Linux内核可以或许直接受理假造机,直接调用Linux内核中的内存管理,进程管理子体系来管理假造机。
  

组成:由处于内核态的KVM模块(CPU假造化,内存假造化,接口)和用户态的QEMU两部分组成。
QWMU由KVM.ko所提供的接口完成其他的假造化(IO假造化,网络假造化)都是由QWMU组成。


  • 第一部分:内存,CPU,接口,假造化
  • 第二部分:其他假造化(IO等)

架构二:半假造化

半假造化:期初是为了办理全假造化效率不高的困难,它需要修改OS,工作效率相对于全假造化要高很多。Hypervisor直接安装在物理机上,多个假造机在Hypervisor上运行。Hypervisor实现方式一般是一个特殊定制的Linux体系。

范例的有xen,VMware ESXi,微软Hyper-V


   Hyper-V 是 Microsoft 对假造机监控程序的实现。 Hyper-V 应用单个主计算机的资源,在同一物理硬件上运行的多个假造机 (VM ) 中分发该资源。 Hyper-V 为每个 VM 提供独立的空间来运行它自己的操纵体系 (OS),它独立于主机 OS 和其他 VM。
  特点:


  • 架构更精简
  • 在整体速率上有一点的优势
  • 需要对OS进行修改,在用户体验方面比力麻烦。

半假造化:Xen

Xen :直接把操纵体系内核改了,把OS改成一个轻量级Hypervisor在内里运行了一个管理全部资源作资源调度的Domain0.
组成:由Xen Hypervisor(假造化层),Domin0(管理主机),Domin U(用户假造机)。
 


 架构三:硬件辅助假造化



  • 硬件辅助假造化:硬件辅助假造化是随着假造化技术的应用越来越广泛intel,AMD等硬件厂商通过对硬件的改造来支持假造化技术。

   常用于优化全假造化和半假造化产物,像VMware Workstation,它虽然属于全假造化,但它在6.0版本中引入了硬件辅助假造化技术,好比Intel的VT-x和AMD的AMD-V。主流全假造化和半假造化产物都支持硬件辅助假造化。(VirtualBox,KVM,Xen等)
  
二.KVM架构与Xen架构对比


KVM(常用)



  • 支持全假造化
  • 内置在内核中
  • 便于版本安装,升级,维护
  • 性能高
  • 总结:KVM平台架构偏重性能

Xen



  • 支持全假造化,半假造化
  • 需要对内核修改
  • 跟新版本,Xen需要重新编译整个内核
  • 隔离性好
  • 总结:Xen平台架构偏重安全性


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