1、虚拟化概述
KVM是所有云平台的底座,虚拟化是所有云的基础,虚拟化只提供基础架构,云可以提供服务。
CNA是个定制的欧拉系统EulerOS,基于centos内核只保留和虚拟化相关的代码,CNA默认已经部署好kvm虚拟化的软件。CNA=迷你版欧拉系统EulerOS+kvm
在物理服务器上安装CNA操作系统,这台物理服务器就具备了虚拟化能力,可以将底层的物理资源如存储、计算、网络资源进行虚拟化,然后再提供给上层的业务使用。
Guest OS 虚拟机操作系统
Guest Machine 虚拟机
Hypervisor 虚拟化软件层/虚拟机监控机(Virtual Machine Monitor,VMM)
(对虚拟机的所有操作都是由这个虚拟化中间层实现,控制虚拟机的创建、删除、开启关闭等等)
Host OS 运行在物理机之上的OS
Host Machine 物理机
2、虚拟化历史
1964年,IBM就在自己的大型机上去尝试虚拟化
1972年,IBM推出实现了大型机上的虚拟机
1993年,IBM推出可升级的POWER并行系统,这是第一款采用RS/6000技术,基于微处理器的超级计算机。
1998年,著名的x86仿真模拟器Bochs发布。
1998年,VMware成立,1999年推出了可以流畅运行的商业虚拟化软件VMware Workstation。从此虚拟化技术终于走下了大型机的神坛。
1999年,IBM在AS/400上第一次提出了LPAR(Logical Partition,逻辑分区)虚拟化技术。
2000年,Citrix(思杰)桌面虚拟化产品发布。
2002年,Xen正式开源,后被Citrix(思杰)收购。
2004年,IBM发布了虚拟化解决方案APV(Advanced Power Virtualization),支持资源共享。该方案在2008年改名为PowerVM。
2005年,Xen 3.0.0发布,该版本可以在32位服务器上运行,是第一个支持Intel VT-x的虚拟机监控程序。
2006年,以色列的创业公司Qumranet在完成了虚拟化Hypervisor基本功能、动态迁移以及主要的性能优化之后,正式对外宣布了KVM(Kernel-based Virtual Machine,基于内核的虚拟机)的诞生。
2006-至今,云计算与大数据时代。
2007年,德国InnoTek公司开发了VirtualBox虚拟化软件,后被美国甲骨文Oracle收购。
2008年,Linux Container(LXC)发布0.1.0版本,可以提供轻量级的虚拟化。
2010年,红帽发布RHEL 6.0,这个版本将默认安装的Xen虚拟化机制彻底去除,仅提供KVM虚拟化机制。红帽在5.0加入Xen虚拟化,5.4版本xen和kvm虚拟化并行。
2013年,Docker推出(容器技术是内容空间的隔离、进程级别隔离,虚拟化是资源的隔离)
2015年,Kubernetes v1.0发布,进入云原生时代。
xen 和 kvm 区别,xen和kvm 都是开源虚拟化
2001-2002 Xen ,2007年被思杰收购了。
2007年,红帽RHEL5.0 加入xen,红帽刚加入xen同年xen被思杰收购。
2006年的时候,出现了kvm基于内核虚拟化,后被红帽收购。
RHEL5.0-5.4 只有xen
从RHEL5.4-6.0 xen和kvm两个虚拟化产品并行。
RHEL6.0红帽剔除了 xen虚拟化。
为什么红帽选择kvm?
1.xen虚拟化没有给红帽带来更多的收益
2.xen 被思杰收购了
3.最重要的:xen不愿意把源码内置到红帽源码里面。
这就意味着红帽每发布一个产品,都要去维护两套内核。
一套base基础内核,一套带了xen的内核。
内核维护量非常大,非常不方便。
Xen虚拟化(当年还没有硬件辅助的时候),Xen虚拟化需要修改guest os(虚拟机操作系统)内核源码的,以支持它本身的虚拟化特性,意味着xen当年只支持linux(开源),不支持windows(闭源)。
Kvm虚拟化(Kernel-based Virtual Machine)基于内核的虚拟机。Kvm已经作为了红帽内核源码的一部分了,内核的维护很方便。不修改客户机源码,不仅支持linux,而且也支持windows。
VMware虚拟化闭源的,不讨论。xen和kvm 是开源虚拟化。
思杰收购了xen,赞助了一家开源社区 cloudstack
红帽收购了kvm,赞助了一家开源社区 openstack
Hypervisor(VMM)分类
Hypervisor 虚拟化软件层/虚拟机监控机(Virtual Machine Monitor,VMM)
(对虚拟机的所有操作都是由这个虚拟化中间层实现,控制虚拟机的创建、删除、开启关闭等等)
CNA,计算节点代理,安装了CNA.ISO的物理服务器,这台物理服务器就具备了虚拟化能力,它就能创建虚拟机了。
1、裸金属型,VMM跑在物理硬件上(VMM虚拟化层是作为操作系统一部分直接运行在物理硬件上)
2、宿主型,VMM跑在物理服务器操作系统上(在物理硬件上跑的物理服务器操作系统,安装的虚拟化软件充当VMM虚拟化层,VMM虚拟化层是在物理服务器操作系统之上,不直接属于物理服务器操作系统)
虚拟化技术分类
1、二进制翻译技术VMware率先实现的,本质就是通过VMM来回翻译,里面的虚拟机永远不知道自己是个虚拟机,所以二进制翻译(Binary Translation(BT))性能可能不是很好。BT就是一个软件实现的完全虚拟化。
2、早期(xen)半虚拟化只支持 linux(开源),而不支持windows(闭源)。
3、硬件辅助虚拟化:直接在cpu底层修改cpu架构,cpu会直接捕获那些出现漏洞的指令集,通过cpu硬件辅助执行,效率非常高。Vmware 安装 64位操作系统,如果未开启vt-x或amd-v cpu辅助虚拟化,则是无法创建虚拟机的。VMware支持BT实现的完全虚拟化为什么还要开启硬件辅助虚拟化,因为考虑性能问题,必须开启。
注意:半虚拟化是早期xen的解决方案,但是有了cpu硬件辅助虚拟化之后,xen虚拟化也通过cpu硬件辅助虚拟化,可以实现完全虚拟化。所以现在的XEN:靠自己支持半虚拟化,靠cpu支持全虚拟化。
二进制翻译和cpu硬件辅助:完全虚拟化(软件完全虚拟化/硬件辅助完全虚拟化)
Xen:早期半虚拟化代表
全虚拟化:特权和敏感指令集都是由VMM来传递,来回传递翻译,效率低。不知道自己是个虚拟机。
半虚拟化:guest os 明确自己是虚拟机操作系统,修改内核,要求系统必须开源,指令无需中间虚拟化的封装解码操作,速度相对比较快。性能好一些。
硬件辅助:修改cpu底层架构,cpu直接捕获敏感指令进行执行,硬件执行效率最高(现在计算机默认开启使用硬件辅助虚拟化),主板bios未开启虚拟化报错如下图