如何理解虛擬化及云計(jì)算的相關(guān)知識(shí)

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)如何理解虛擬化及云計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

OpenStack是云操作系統(tǒng)，要學(xué)習(xí)OpenStack，首先需要掌握一些虛擬化和云計(jì)算的相關(guān)知識(shí)。

虛擬化

   
虛擬化是云計(jì)算的基礎(chǔ)。簡單的說，虛擬化使得在一臺(tái)物理的服務(wù)器上可以跑多臺(tái)虛擬機(jī)，虛擬機(jī)共享物理機(jī)的 CPU、內(nèi)存、IO 硬件資源，但邏輯上虛擬機(jī)之間是相互隔離的。

物理機(jī)我們一般稱為宿主機(jī)（Host），宿主機(jī)上面的虛擬機(jī)稱為客戶機(jī)（Guest）。

那么 Host 是如何將自己的硬件資源虛擬化，并提供給 Guest 使用的呢？
這個(gè)主要是通過一個(gè)叫做 Hypervisor 的程序?qū)崿F(xiàn)的。

根據(jù) Hypervisor 的實(shí)現(xiàn)方式和所處的位置，虛擬化又分為兩種：
1型虛擬化和2型虛擬化

1型虛擬化

Hypervisor 直接安裝在物理機(jī)上，多個(gè)虛擬機(jī)在 Hypervisor 上運(yùn)行。Hypervisor 實(shí)現(xiàn)方式一般是一個(gè)特殊定制的 Linux 系統(tǒng)。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都屬于這個(gè)類型。

2型虛擬化

物理機(jī)上首先安裝常規(guī)的操作系統(tǒng)，比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。Hypervisor 作為 OS 上的一個(gè)程序模塊運(yùn)行，并對管理虛擬機(jī)進(jìn)行管理。KVM、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都屬于這個(gè)類型。

理論上講：

1型虛擬化一般對硬件虛擬化功能進(jìn)行了特別優(yōu)化，性能上比2型要高；

2型虛擬化因?yàn)榛谄胀ǖ牟僮飨到y(tǒng)，會(huì)比較靈活，比如支持虛擬機(jī)嵌套。嵌套意味著可以在KVM虛擬機(jī)中再運(yùn)行KVM。

KVM

   
下面重點(diǎn)介紹KVM這種2型虛擬化技術(shù)。

基本概念

在 x86 平臺(tái)上最熱門運(yùn)用最廣泛的虛擬化方案莫過于 KVM 了。OpenStack 對 KVM 支持得也最好，我們的教程也理所當(dāng)然選擇 KVM 作為 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的 Hypervisor。

KVM 全稱是 Kernel-Based Virtual Machine。也就是說 KVM 是基于 Linux 內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的。
KVM有一個(gè)內(nèi)核模塊叫 kvm.ko，只用于管理虛擬 CPU 和內(nèi)存。

那 IO 的虛擬化，比如存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由誰實(shí)現(xiàn)呢？
這個(gè)就交給 Linux 內(nèi)核和Qemu來實(shí)現(xiàn)。

說白了，作為一個(gè) Hypervisor，KVM 本身只關(guān)注虛擬機(jī)調(diào)度和內(nèi)存管理這兩個(gè)方面。IO 外設(shè)的任務(wù)交給 Linux 內(nèi)核和 Qemu。

Libvirt

大家在網(wǎng)上看 KVM 相關(guān)文章的時(shí)候肯定經(jīng)常會(huì)看到 Libvirt 這個(gè)東西。

Libvirt 是啥
簡單說就是 KVM 的管理工具。

其實(shí)，Libvirt 除了能管理 KVM 這種 Hypervisor，還能管理 Xen，VirtualBox 等。
OpenStack 底層也使用 Libvirt，所以很有必要學(xué)習(xí)一下。

Libvirt 包含 3 個(gè)東西：后臺(tái) daemon 程序 libvirtd、API 庫和命令行工具 virsh

1. libvirtd是服務(wù)程序，接收和處理 API 請求；    

2. API 庫使得其他人可以開發(fā)基于 Libvirt 的高級工具，比如 virt-manager，這是個(gè)圖形化的 KVM 管理工具，后面我們也會(huì)介紹；
   

3. virsh 是我們經(jīng)常要用的 KVM 命令行工具，后面會(huì)有使用的示例。        

作為 KVM 和 OpenStack 的實(shí)施人員，virsh 和 virt-manager 是一定要會(huì)用的。

關(guān)于如何理解虛擬化及云計(jì)算的相關(guān)知識(shí)就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。