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目录
- 【热门主题】000069 服务器虚拟化:开启高效资源管理新时代
- 📚一、服务器虚拟化概述
- 📘(一)服务器虚拟化的定义
- 📘(二)服务器虚拟化的发展历程
- 📘(三)服务器虚拟化的原理
- 📘(四)服务器虚拟化的程度
- 全虚拟化方式
- 半虚拟化方式
- 📘(五)服务器虚拟化的实现技术
- 📚二、服务器虚拟化的技术原理
- 📘(一)定义与原理
- 📘(二)关键组件
- 📘(三)技术演变
- 📚三、服务器虚拟化的实施步骤
- 📘(一)问题背景
- 📘(二)解决方案
- 📚四、服务器虚拟化的优势
- 📘(一)资源利用率提升
- 📘(二)降低成本
- 📘(三)提高灵活性和可扩展性
- 📘(四)增强高可用性
- 📘(五)简化管理和维护
- 📚五、服务器虚拟化的缺点
- 📘(一)性能损失
- 📘(二)资源限制
- 📘(三)安全性风险
- 📘(四)管理复杂度
- 📘(五)可扩展性限制
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【热门主题】000069 服务器虚拟化:开启高效资源管理新时代
📚一、服务器虚拟化概述
服务器虚拟化是一种将服务器物理资源抽象成逻辑资源的技术,通过该技术可以让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器。
📘(一)服务器虚拟化的定义
服务器虚拟化是指将服务器物理资源,如 CPU、内存、磁盘、I/O 等,抽象成逻辑资源,形成可以动态管理的 “资源池”,从而提高资源利用率,简化系统管理,实现服务器整合,使 IT 对业务的变化更具适应力。例如,当前只有一台计算机,通过虚拟技术,在用户看来,可以多台,每台都有其各自的 CPU、内存、硬盘等物理资源。对于用户而言,虚拟化技术实现了软件跟硬件分离,用户不需要考虑后台的具体硬件实现,而只需在虚拟层环境上运行自己的系统和软件,并且这些系统和软件在运行时,也似乎跟后台的物理平台无关。
📘(二)服务器虚拟化的发展历程
虚拟化的概念在 20 世纪 60 年代首次出现,当时主要是利用它对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移,微型计算机和 PC 可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力,因此到 20 世纪 80 年代,虚拟技术已不再广泛使用。但是到了 20 世纪 90 年代,研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题,如利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。如今,虚拟化技术处于时代前沿,可以帮助企业升级和管理他们在世界各地的 IT 基础架构并确保其安全,还可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。
📘(三)服务器虚拟化的原理
所有的 IT 设备,不管是 PC、服务器还是存储,都有一个共同点:它们被设计用来完成一组特定的指令,这些指令组成一个指令集。对于虚拟技术而言,“虚拟” 实际上就是指的虚拟这些指令集。虚拟机有许多不同的类型,但是它们有一个共同的主题就是模拟一个指令集的概念。每个虚拟机都有一个用户可以访问的指令集,虚拟机把这些虚拟指令 “映射” 到计算机的实际指令集。硬分区、软分区、逻辑分区、Solaris Container、VMware、Ken、微软 Hyper—V 这些虚拟技术都是运用的这个原理,只是虚拟指令集所处的层次位置不同。无论哪一种虚拟技术,都要求需要实施虚拟化的物理服务器能够良好地支持这些的虚拟化指令集。
📘(四)服务器虚拟化的程度
全虚拟化方式
全虚拟化方式是指虚拟管理层对底层硬件进行完全模拟,把底层硬件平台的 API 完整拷贝并提供给上层虚拟机,虚拟机中的客户操作系统和应用无法感知真实机器的存在。全虚拟化方式的优点是兼容性好,可以在虚拟机上使用任何类型的操作系统,客户操作系统无需修改,所有软件都能在虚拟机中运行;但其缺点是性能开销较大,以软件来完全模拟底层硬件必然影响硬件调用的性能。
半虚拟化方式
半虚拟化方式是指虚拟管理层对底层硬件进行部分模拟,把底层硬件平台的低级 API 用一套高级 API 来代替并提供给上层虚拟机,客户操作系统需要支持底层硬件。这样,虚拟机在运行时可减少用户模式和特权模式之间的切换,从而降低运行时的开销。例如,虚拟化软件 XEN 就是使用了半虚拟化方式。
📘(五)服务器虚拟化的实现技术
实现虚拟化的技术主要有纯软件的虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术两种。前者是当前主流的虚拟化技术,具有成熟的应用,硬件辅助虚拟化技术是今后的发展方向。
软件虚拟化技术
传统的计算机层次结构分为三层,即硬件层、主机操作系统层和应用层。在这种结构中,主机操作系统统一控制、管理和分配整个计算机的硬件和软件资源,这种结构的缺点主要在于未能充分发挥 CPU 的性能,利用率较低;还有就是一台计算机无法满足同时运行多平台的应用需求,如果对于一种不同的应用程序采用一台独立的物理服务器,解决方案是增加服务器的数量,这无疑将增加投资成本。
服务器虚拟化技术采用纯软件的方法,就是在硬件层之上仍然安装被称为主机操作系统的系统,在其上部署虚拟机软件,根据实际应用需求,虚拟机软件可以将物理计算机虚拟出多个分区,每一个分区称为一个虚拟机。虚拟机具有完整的计算机应用环境,包括硬件层(由虚拟机软件提供)、驱动接口层(由虚拟机软件提供)、操作系统及应用层,都是建立在计算机的应用环境上,属于用户级软件。这样用户可以 “随心所欲” 地安装应用程序。实现这种虚拟化技术关键在于虚拟机软件的可靠性。对于一台独立的物理服务器,在这台服务器上安装操作系统,在操作系统安装相应的应用程序,这种传统架构是一台独立的物理服务器作为一种应用程序服务器使用。
📚二、服务器虚拟化的技术原理
📘(一)定义与原理
服务器虚拟化是通过 Hypervisor 软件层将物理服务器资源抽象化,创建多个独立的虚拟机,每个虚拟机都能获得虚拟资源以模拟独立硬件环境。其核心在于将物理服务器的 CPU、内存、存储和网络资源抽象化,使得每个虚拟机都能获得必要的虚拟资源,实现独立操作且具有隔离性和动态分配资源的能力。
📘(二)关键组件
Hypervisor:
Hypervisor 分为 Type 1(裸机)和 Type 2(托管)两种类型。Type 1 直接运行在硬件上,如 VMware vSphere、Microsoft Hyper-V,可提供更高的性能和较低的资源消耗,能够直接管理和分配物理计算机的资源给虚拟机。Type 2 运行在宿主操作系统之上,如 Oracle VirtualBox,通常安装在一台普通操作系统上,就可以作为一个应用程序运行,但其性能相对较低,因为它运行在操作系统的上层。
Hypervisor 作为虚拟化的核心,负责创建和管理虚拟机,以及分配和管理硬件资源。它通过虚拟化物理机的资源,支持多个虚拟机的运行,为 guest operating system 营造了一个虚拟的操作系统,并对其运行进行管理。
虚拟机:
每个虚拟机都是一个独立的实例,拥有自己的操作系统和应用程序。虚拟机具有完整的计算机应用环境,包括硬件层(由 VMS 提供)、驱动接口层(由 VMS 提供)、操作系统及应用层,都是建立在计算机的应用环境上,属于用户级软件。
虚拟机与物理服务器的本质区别在于,虚拟机不是由真实的电子元件组成,而是由一组虚拟组件(文件)构成,这些虚拟组件与物理服务器的硬件配置无关。它具有抽象解耦、分区隔离、封装移动和弹性扩展等优势。
存储虚拟化:
存储虚拟化是将多个物理存储设备抽象成统一资源池的技术。通过存储虚拟化,可以将多个独立的存储设备整合在一起,形成一个统一的存储池,为上层应用程序提供统一的存储资源。
存储虚拟化可以提高存储资源的利用率和管理效率,降低存储成本。它可以实现数据迁移和负载均衡、数据快照和备份、存储容量管理、数据保护和冗余等功能。
网络虚拟化:
网络虚拟化是创建和管理虚拟网络资源的技术。它通过软件将物理网络资源抽象化,形成独立的、隔离的虚拟网络环境,使得不同的虚拟网络可以在同一物理网络基础设施上共存。
网络虚拟化可以提高网络的灵活性和可扩展性,实现网络资源的动态分配和管理,提高网络的性能和可用性。
📘(三)技术演变
服务器虚拟化技术的演变经历了早期虚拟化、x86 架构挑战、硬件辅助虚拟化、全虚拟化和半虚拟化、容器化、云原生与微服务等阶段。
早期虚拟化:最初的虚拟化技术可以追溯到 20 世纪 60 年代,当时的目的是在大型机上实现时间共享,对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。
x86 架构的挑战:随着 x86 架构的普及,虚拟化技术面临了新的挑战,因为这一架构最初并不支持虚拟化。
硬件辅助虚拟化:现代 CPU 提供了虚拟化扩展(如 Intel VT-x 和 AMD-V),这些硬件支持极大地提高了虚拟机的性能。
全虚拟化和半虚拟化:
全虚拟化技术允许未经修改的操作系统在虚拟机上运行,虚拟管理层对底层硬件进行完全模拟,把底层硬件平台的 API 完整拷贝并提供给上层虚拟机,虚拟机中的客户操作系统和应用无法感知真实机器的存在。其优点是兼容性好,但性能开销较大。
半虚拟化方式是指虚拟管理层对底层硬件进行部分模拟,把底层硬件平台的低级 API 用一套高级 API 来代替并提供给上层虚拟机,客户操作系统需要支持底层硬件。这样,虚拟机在运行时可减少用户模式和特权模式之间的切换,从而降低运行时的开销。
容器化:作为虚拟化的一个变体,容器技术提供了更轻量级的隔离,共享同一个操作系统内核,但提供了应用程序级别的封装和隔离。
云原生与微服务:容器化技术与微服务架构的结合,推动了云原生应用的发展,使得应用部署更加灵活和快速。
📚三、服务器虚拟化的实施步骤
📘(一)问题背景
中型制造企业通常面临着日益增长的业务需求和不断扩大的 IT 基础设施规模。然而,在传统的 IT 架构下,企业往往会遇到 IT 资源利用效率低下的问题。这不仅导致了资源的浪费,还增加了企业的运营成本。为了解决这个问题,该中型制造企业决定实施服务器虚拟化。
📘(二)解决方案
环境准备:准备硬件资源,安装 VMware vSphere。
硬件资源的准备是服务器虚拟化实施的基础。企业需要确保拥有足够的服务器硬件,包括 CPU、内存、存储和网络设备等,以满足虚拟化环境的需求。
安装 VMware vSphere 是服务器虚拟化的关键步骤之一。VMware vSphere 是一款功能强大的虚拟化平台,它可以将物理服务器资源抽象化,创建多个独立的虚拟机,从而提高资源利用率和管理效率。
安装与配置:安装 VMware ESXi,创建虚拟交换机,部署虚拟机。
安装 VMware ESXi:VMware ESXi 是 VMware vSphere 的核心组件之一,它直接运行在物理服务器硬件上,负责管理和分配物理服务器的资源给虚拟机。安装 VMware ESXi 的过程相对简单,可以通过以下步骤进行:
下载 VMware ESXi 的安装镜像文件,可以从 VMware 官方网站获取。
将安装镜像文件刻录到光盘或制作成启动 U 盘。
将物理服务器设置为从光盘或 U 盘启动,然后按照安装向导进行操作。在安装过程中,需要选择安装的磁盘、设置管理员密码等。
创建虚拟交换机:虚拟交换机是 VMware ESXi 中的一个重要组件,它负责连接虚拟机和物理网络。创建虚拟交换机的步骤如下:
在 VMware ESXi 的管理界面中,选择 “网络” 选项卡,然后点击 “添加网络” 按钮。
在弹出的对话框中,选择 “VMkernel 网络适配器”,然后点击 “下一步”。
选择要连接的物理网络适配器,然后设置 IP 地址、子网掩码和网关等网络参数。
点击 “完成” 按钮,完成虚拟交换机的创建。
部署虚拟机:部署虚拟机是服务器虚拟化的核心任务之一。在 VMware ESXi 中,可以通过以下步骤部署虚拟机:
上传虚拟机镜像文件:可以将虚拟机镜像文件上传到 VMware ESXi 的存储中,以便在部署虚拟机时使用。上传虚拟机镜像文件的方法有多种,可以通过 VMware ESXi 的管理界面、FTP 等方式进行。
创建虚拟机:在 VMware ESXi 的管理界面中,选择 “虚拟机” 选项卡,然后点击 “创建 / 注册虚拟机” 按钮。在弹出的对话框中,选择 “创建新虚拟机”,然后按照向导进行操作。在创建虚拟机时,需要设置虚拟机的名称、操作系统类型、CPU 和内存配置等参数。
安装虚拟机操作系统:在创建虚拟机后,需要安装虚拟机操作系统。可以通过 VMware ESXi 的管理界面,将虚拟机的 CD/DVD 驱动器连接到虚拟机镜像文件,然后启动虚拟机,按照操作系统的安装向导进行操作。
迁移应用:使用 vMotion 进行在线迁移。
vMotion 是 VMware vSphere 中的一项重要功能,它可以在不中断虚拟机运行的情况下,将虚拟机从一个物理服务器迁移到另一个物理服务器。使用 vMotion 进行在线迁移的步骤如下:
配置 ESXi 主机网络端口:在 “主页”→“主机和集群”→“ESXi 主机”→“配置”→“网络” 中,先选择 “虚拟交换机”,再选择 “添加网络” 命令,添加支持 vMotion 的 VMkernel 端口。在 “选择连接类型” 页面选择 “VMkernel 网络适配器” 单选按钮,在 “选择目标设备” 页面选择 “选择现有交换机”,浏览并选择 “iSCSi” 标准交换机。输入网络标签 “vMotion”,在 “已启用的服务” 中选中 “vMotion” 复选框。输入 VMkernel 端口的 IP 地址及子网掩码,完成创建 VMkernel 端口。同样的办法完成另一台 ESXi 主机的配置。
配置待迁移虚拟机:打开待迁移虚拟机,查看其 IP 地址,并关闭防火墙。使用另外一台设备持续 ping 待迁移虚拟机,确保能够 ping 通。
使用 vMotion 迁移虚拟机:在 vCenter 中选择迁移,进入迁移界面。选择仅更改计算资源,选择目标主机和目标网络,vMotion 优先级选择默认的 “安排优先级高的 vMotion (建议)”。选择完成后,回到测试机,查看 ping 的结果。观察效果,虚拟机迁移完成,发现仅有一个数据包延迟较高,后续立刻恢复正常,业务并未中断。
监控与管理:利用 vSphere 监控工具进行性能监控和优化。
监控 vSphere 性能可以及时了解虚拟机是否处于正常运行状态,有助于进行后续的日常维护工作。可以使用以下工具进行性能监控:
vRealize Operations Manager:此工具可全面查看 vSphere 环境的性能和运行状况,并帮助您优化其效率。
vRealize Log Insight:此工具从 vSphere 环境中的所有组件收集日志,并对其进行分析以确定性能问题。
esxtop:此命令行工具为 vSphere 环境中的各个虚拟机、主机和集群提供实时性能数据。
vCenter Server 性能图表:此工具为 vSphere 环境提供性能数据的图形表示,可帮助您确定趋势并解决问题。
PowerCLI:此命令行界面允许您在 vSphere 环境中跨多个主机和虚拟机自动执行任务并收集性能数据。
VMware vSphere 运行状况检查报告:此工具分析 vSphere 环境,以确定潜在的错误配置和性能瓶颈。
PRTG 网络监视器:此网络监视工具可用于监视 vSphere 环境的性能,包括虚拟机、主机和数据存储。
性能优化:可以通过以下方法进行性能优化:
使用 esxtop 命令可以显示针对虚拟化的各类信息,包括 cpu、内存、网卡、存储等各类数据的统计。可以根据统计信息进行性能优化,例如,如果 CPU 使用率过高,可以考虑增加 CPU 资源或优化虚拟机的配置。
调整虚拟机的资源分配:可以根据虚拟机的实际需求,调整 CPU、内存、存储等资源的分配,以提高资源利用率和性能。
优化存储性能:可以通过存储虚拟化技术,将多个物理存储设备抽象成统一资源池,提高存储资源的利用率和管理效率。还可以使用存储分层、缓存等技术,提高存储性能。
📚四、服务器虚拟化的优势
📘(一)资源利用率提升
服务器虚拟化能够显著提高资源利用率,减少物理服务器需求。在传统的服务器架构中,每台服务器通常只运行一种应用程序,这导致了大量的硬件资源闲置。而通过服务器虚拟化,一台物理服务器可以被分割成多个虚拟服务器,每个虚拟服务器都可以运行独立的操作系统和应用程序。这样,硬件资源可以得到更充分的利用,减少了资源的浪费。
例如,在河北省廊坊市财政局的案例中,通过服务器虚拟化,业务所需要的服务器数量由 18 台下降为 3 台,整合比达到 6:1。服务器资源利用率从平均 6% 提升到了 40%,极大地提高了资源利用率。
📘(二)降低成本
服务器虚拟化可以减少硬件采购、数据中心空间、能耗和维护费用。首先,通过虚拟化技术,企业可以在一台物理服务器上运行多个虚拟服务器,减少了对物理服务器的需求,从而降低了硬件采购成本。其次,虚拟服务器占用的空间比物理服务器小得多,减少了数据中心的空间需求。此外,虚拟化还可以降低能耗,因为一台物理服务器的能耗通常比多台物理服务器的能耗总和要低。最后,虚拟化简化了管理和维护,降低了维护费用。
VMware 服务器虚拟化解决方案中提到,通过虚拟化技术,企业可以整合现有 Intel 架构服务器,显著减少硬件和维护费用。同时,利用 VMware 虚拟化优化存储成本和效率,通过精简配置、重复数据删除和压缩等功能,降低存储成本。
📘(三)提高灵活性和可扩展性
服务器虚拟化易于创建、克隆和迁移虚拟机,能够快速响应业务需求变化。当企业需要增加新的应用程序或服务时,可以快速创建新的虚拟机,而无需购买新的物理服务器。同时,虚拟机可以很容易地进行克隆,以便进行测试和开发。此外,虚拟机的迁移也非常方便,可以在不同的物理服务器之间进行迁移,实现负载均衡和高可用性。
云计算和虚拟化在公用事业和能源领域的应用中,强调了灵活性和可扩展性的重要性。Enel 公司将传统 IT 系统迁移到混合云模型中,采用虚拟化技术,在单个物理服务器上运行多个虚拟机,减少硬件需求,同时保持或提高系统性能。根据需求扩展运营,提高了系统的灵活性和可扩展性。
📘(四)增强高可用性
服务器虚拟化支持虚拟机快照、备份和实时迁移,保证业务连续性。虚拟机快照可以在不影响虚拟机运行的情况下,对虚拟机的状态进行备份,以便在出现问题时快速恢复。备份功能可以定期对虚拟机进行备份,防止数据丢失。实时迁移功能可以在不中断虚拟机运行的情况下,将虚拟机从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器,提高了系统的可用性。
VMware 虚拟化平台高可用设计方案中,介绍了如何优化现有的 VMware 虚拟化环境,利用架构改造将环境调整为高可用架构。通过 vMotion 和 Storage vMotion 功能,可以在两台正在运行的服务器之间进行实时迁移,提高服务器的可用性,保证交易数据的完整性。
📘(五)简化管理和维护
服务器虚拟化集中管理工具简化数据中心管理。通过虚拟化管理平台,管理员可以对所有的虚拟机进行统一管理,监控虚拟机的状态、资源使用情况以及性能。同时,虚拟化管理平台还支持自动化部署和弹性伸缩,降低了人工管理的复杂性。
腾讯云开发者社区中提到,服务器虚拟化的优势包括可管理性,虚拟化技术可以帮助您更轻松地管理服务器和应用程序。您可以使用集中式管理工具来监控和管理虚拟机,从而提高管理效率。
📚五、服务器虚拟化的缺点
📘(一)性能损失
多个虚拟机共享物理资源可能导致性能下降。在虚拟化环境下,虚拟机需要共享物理服务器的资源,如 CPU、内存、硬盘等。虚拟化软件需要进行大量的管理和调度工作,给虚拟机的性能带来了一定的损失。特别是在高负载条件下,虚拟机之间的资源竞争会更加激烈,导致虚拟机性能下降。
例如,使用 Python 编写的性能测试脚本可以测量 CPU 和内存的使用情况,通过调整虚拟机的负载来观察性能的变化,从而分析虚拟化引起的性能耗损。代码示例如下:
import os
import time
def measure_performance(duration):
cpu_usage = []
memory_usage = []
for i in range(duration):
# 获取 CPU 使用率
cpu = os.popen("grep 'cpu ' /proc/stat").readline().split()
total_cpu = sum(map(int, cpu[1:]))
idle_cpu = int(cpu[4])
used_cpu = total_cpu - idle_cpu
cpu_usage.append((used_cpu / total_cpu) * 100)
# 获取内存使用情况
memory_info = os.popen("free -m").readlines()[1].split()
total_memory = int(memory_info[1])
used_memory = int(memory_info[2])
memory_usage.append((used_memory / total_memory) * 100)
time.sleep(1)
return cpu_usage, memory_usage
if __name__ == "__main__":
duration = 10
cpu, memory = measure_performance(duration)
print(f"CPU 使用率: {cpu}")
print(f"内存使用率: {memory}")
虚拟化性能损耗主要由以下几个因素引起:
CPU 虚拟化开销:虚拟化技术要通过虚拟机监控器(Hypervisor)来管理物理硬件,这会引入一定程度的 CPU 开销。
内存管理:虚拟机的内存管理(如页面共享、动态内存分配等)可能导致额外的内存访问延迟。
I/O 性能瓶颈:多个虚拟机共享同一物理存储设备时,I/O 操作的竞争会导致性能下降。
网络虚拟化开销:网络虚拟化增加了网络包的处理时间,特别是在虚拟网络之间进行通信时。
📘(二)资源限制
每个虚拟机资源有限,可能引发资源争夺。虚拟化技术通常将物理服务器资源划分为多个虚拟机,但每个虚拟机的资源是有限的。当一个虚拟机需要更多资源时,其他虚拟机可能会受到限制。这可能导致资源争夺和性能问题。此外,如果主机服务器崩溃,所有虚拟机都将受到影响。
可以通过了解 cgroup 工作机制来对资源进行限制,如对 CPU 资源的限制。一般对 CPU 资源进行限制主要是通过命令行进行操作或者通过修改配置文件这样两种方式。例如,在 vms002 主机上安装 Apache 服务后,可以使用命令 “systemctl set-property httpd.service CPUShares=2048” 来设置服务的 CPU 份额,此时在 /etc/systemd/system/ 目录下便会产生一个关于 httpd.service 的目录文件,并在 90-CPUShares.conf 文件中会产生设置的信息。对 CPU 等资源进行限制的时候,只有这个资源紧张的时候,这种分配才生效,当这种资源不紧张的时候,设置无效。
同时,还可以对内存进行管理限制,如安装一个内存测试的工具 memload,在 /usr/lib/systemd/system 目录下创建一个定制服务的配置文件 memtest.service 消耗 1024M 的内存。然后使用修改配置文件的方式来对内存资源做限制操作,在 /etc/systemd/system/ 目录中创建一个目录 memtest.service.d,接着在 memtest.service.d 目录中创建一个配置文件 90-MemoryLimit.conf 用来限制内存最大使用 512M。
📘(三)安全性风险
虚拟机共享硬件和网络连接,存在安全漏洞风险。由于虚拟机共享硬件和网络连接,一台虚拟机的安全漏洞可能影响其他虚拟机。此外,虚拟机之间可能会发生数据泄露或恶意攻击。因此,有效的网络安全措施十分重要。此外,虚拟化管理软件也可能成为攻击目标。
虚拟化对服务器的保护增加了更高的挑战,没有采用虚拟化技术的时候,我们可以将服务器物理隔离,然而当在虚拟化世界中,我们的硬件配置、补丁管理、网络安全以及监控将涉及到更多的虚拟机,攻击一台物理服务去,可能让攻击者访问许多不同的虚拟机中机密数据。这样虚拟化的安全任务成为了重中之重。例如,信息安全团队并没有在初期参与虚拟化项目,很多企业在进行虚拟化方面的规划和建设的初期并没有让信息安全团队参与进来。一个虚拟化层的妥协可能导致所有托管的工作负载的妥协,在内部创建的虚拟网络为 VM-VM 通信百叶窗现有安全策略的执行机制缺乏可视性和监控,不同信任级别的工作负载整合到一台物理服务器中而没有足够的分离,缺乏适当的控制管理访问权限。
📘(四)管理复杂度
虚拟化环境管理复杂,需注意资源隔离和冲突问题。虚拟化环境的管理较为复杂。需要进行虚拟机的分配、监控和维护,同时还需要注意虚拟机之间的资源隔离和冲突问题。此外,虚拟机迁移和备份管理也需要额外的操作和维护。
VMkernelESXi 虚拟化管理程序称为 VMkernel,只支持 64 位 CPU 的主机,但同时支持 32 位和 64 位的客户操作系统。VMkernel 从虚拟机监视器(VMM)接收虚拟机的资源请求,然后将这些请求传送给物理硬件。为了能充分利用 ESXi 5.0 主机资源并避免资源过量使用,防止虚拟机独占主机资源,需要对 vSphere 5.0 中的相关资源包括 CPU、内存、网络、存储进行设置管理,如份额(Share)、预留(reservation)、限制(limit)、存储 I/O 控制(Storage I/O Control)、网络 I/O 控制(Network I/O Control)等。
📘(五)可扩展性限制
虚拟机数量增加可能受物理服务器和网络存储带宽限制。虚拟化环境的可扩展性有一定限制。当虚拟机数量增加时,可能需要更多的物理服务器来支持。同时,网络和存储带宽也可能成为扩展的限制因素。因此,在规划和设计虚拟化环境时,需要考虑到可扩展性的要求。
在虚拟化环境下,管理工作比较复杂。由于多个虚拟机运行在同一台物理服务器上,管理人员需要定期检查虚拟机的状态,确保它们正常运行。当出现故障时,管理人员还需要识别故障虚拟机所在的物理服务器,并快速对其进行修复。此外,虚拟化环境中涉及到的软件和硬件组件比较多,管理人员需要具备更高的技能水平来管理整个环境。
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