深信服服务器虚拟化_技术白皮书

深信服服务器虚拟化产品技术白皮书深信服科技有限公司深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有版权声明深圳市深信服电子科技有限公司版权所有，并保留对本文档及本声明的最终解释权和修改权。本文档中出现的任何文字叙述、文档格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明外，其著作权或其它相关权利均属于深圳市深信服电子科技有限公司。未经深圳市深信服电子科技有限公司书面同意，任何人不得以任何方式或形式对本文档内的任何部分进行复制、摘录、备份、修改、传播、翻译成其他语言、将其全部或部分用于商业用途。免责条款本文档仅用于为最终用户提供信息，其内容如有更改，恕不另行通知。深圳市深信服电子科技有限公司在编写本文档的时候已尽最大努力保证其内容准确可靠，但深圳市深信服电子科技有限公司不对本文档中的遗漏、不准确、或错误导致的损失和损害承担责任。信息反馈如果您有任何宝贵意见，请反馈：信箱：广东省深圳市学苑大道1001号南山智园A1栋邮编：518055电话：[phone]传真：[phone]您也可以访问深信服科技网站：获得最新技术和产品信息深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有虚拟机管理器（和VMM同义）VMMVMMVirtualMachineManager虚拟机监视器HAHighAvailability高可用性vMotionvMotion实时迁移DRSDistributedResourceScheduler分布式资源调度程序FCFibreChannel光纤通道HBAHostBusAdapter主机总线适配器RAIDRedundantArraysofIndependentDisks磁盘阵列IOPSInput/OutputOperationsPerSecond每秒读写（I/O）操作的次数VMVirtualMachine虚拟机LUNLogicalUnitNumber逻辑单元号深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有特色技术............................................错误!未定义书签。3.1快虚工具...............................................................错误!未定义书签。3.2融合备份...............................................................错误!未定义书签。3.3底层防攻击...........................................................错误!未定义书签。第4章深信服科技简介..............................................................................11深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有章服务器虚拟化介绍服务器虚拟化，首先给人感觉就是深奥神秘，但从原理来讲，还是非常简单的。我们可以理解成让一台服务器变成多台相互隔离的虚拟服务器，我们不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。深信服aSV虚拟化平台作为介于硬件和操作系统之间的软件层，采用裸金属架构的X86虚拟化技术，实现对服务器物理资源的抽象，将CPU、内存、I/O等服务器物理资源转化为一组可统一管理、调度和分配的逻辑资源，并基于这些逻辑资源在单个物理服务器上构建多个同时运行、相互隔离的虚拟机执行环境，实现更高的资源利用率，同时满足应用更加灵活的资源动态分配需求，譬如提供热迁移、HA等高可用特性，实现更低的运营成本、更高的灵活性和更快速的业务响应速度。深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有技术原理服务器虚拟化是资源的逻辑表示，而不受物理限制的约束。虚拟化技术的实现形式是在系统中加入一个虚拟化层，将下层的资源抽象成另一形式的资源，提供给上层使用。服务器虚拟化就是使软件和硬件相互分离，把软件从主要安装硬件中分离出来，使得上层操作系统可以直接运行在虚拟环境上，可允许多个操作系统同时运行在单个物理服务器上。如上图所示，虚拟平台上虚拟机或VCPU间协同需求一般出于其上层应用程序需要，如服务在服务器整合中，多个虚拟机运行在一个硬件平台上，有的虚拟机运行Web服务器和有的运行SQL服务器，这样在完成外界客户查询访问时需要两个服务器间协同完成；在深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有多个虚拟机上运行并行程序。上述常见应用中，应用服务间需要及时交换数据，所以运行中需要多个虚拟机或VCPU同步运行。内存虚拟化1.内存虚拟化的要点：VMM（Hypervisor）必须对物理内存有最终的控制权，也就是说，它必须控制将客户物理地址空间映射到主机物理地址空间的操作。这样，才可以顺利的实现内存虚拟化2.内存虚拟化的方法：VMM维护一个虚拟机内存管理数据结构——影子页表(shadowpagetable)。VMM通过影子页表给不同的虚拟机分配机器的内存页，如操作系统虚拟内存一样，VMM能将虚拟机内存换页到磁盘，因此，虚拟机申请的内存可以超过机器的物理内存。VMM也可以根据每个虚拟机的要求,动态地分配相应的内存。I/O虚拟化包括管理虚拟设备和共享的物理硬件之间I/O请求的路由选择。目前，实现I/O虚拟化有如下三种方式：全设备模拟、半虚拟化和直接I/O。全设备模拟是实现I/O虚拟深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有化的第一种方式，通常来讲，该方法可以模拟一些真实设备。一个设备的所有功能或总线结构都可以在软件中复制。该软件作为虚拟设备处于VMM中，客户操作系统的I/O访问请求会嵌入到VMM中，与I/O设备交互。2.2解决方案服务器虚拟化方案中，通过搭建了虚拟化集群，并统一进行管理。原有的服务器设备仍然可以正常运行，并且与虚拟化服务器融合在一起。随着虚拟化的不断应用，可以不断动态地增加虚拟化集群的规模，搭建更健康的IT体系架构。客户端方面，延续了原先的访问模式，对于虚拟服务器的数据交互等操作，等同于原先传统物理服务器的的访问模式，不会对业务系统造成任何不利影响。本章节接下来的部分，将从计算，存储，网络，可用性，管理与监控五个方面对虚拟化数据中心进行全面阐述。深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有计算虚拟化内存复用技术虚拟化平台平台提供多种内存复用技术和灵活自动的内存复用策略。对于某些物理内存资源比较紧张的场景，如果用户希望运行超过物理内存能力的虚拟机，以达到节省成本的目的，就需要有内存复用策略来动态地对内存资源进行分配和复用。内存复用策略通过内存复用技术，提升物理内存利用率的同时，尽可能减少对虚拟机性能的影响。客户无需关心何时调用和怎么调用几种复用技术，只需简单配置和开启复用策略后就能达到提升虚拟机密度的目的。aSV虚拟化平台的内存复用技术有以下三种：内存气泡、内存零页共享和内存交换技术。CPUQoSHypervisor层根据分时复用的原理实现对虚拟CPU的调度，CPUQos的原理是定期给各虚拟CPU分配运行时间片，并对各虚拟CPU在物理CPU上运行的时间进行记账，对于消耗完时间片的虚拟CPU将被限制到物理CPU上运行，直到获得时间片。以此控制虚拟机获得物理计算资源的比例。以上分配时间片和记账的时间周期很短，对虚拟机用户来说会感觉一直在运行。CPU份额和CPU预留只在各虚拟机竞争计算资源的时候才发挥作用，如果没有竞争情况发生，有需求的虚拟机可以独占物理CPU资源。深信服应用交付产品技术白皮书文档密级：公开深信服科技版权所有客户价值：CPUQos功能为客户提供了控制虚拟机计算能力的手段：1)CPU上限可以供客户实现虚拟机资源隔离的功能，通过控制某个虚拟机的CPU上限，可以有效避免该虚拟机负载过大时影响同一服务器上的其他虚拟机的性能。2)CPU份额可以控制一个服务器上的各个虚拟机在竞争CPU资源时的资源占用率，可以针对不同等级的虚拟机提供SLA服务。3)CPU预留可以控制一个服务器上的各个虚拟机在竞争CPU资源时的占有资源的最低值，在竞争不充分时又可以将资源按需分配给虚拟机使用，既达到了资源的高效复用，又实现了在资源竞争情况下根据虚拟机优先级分配计算资源。2.4存储虚拟化派生克隆：深信服aSV虚拟化平台提供的虚拟机派生技术就是根据一个源虚拟机克隆出一个或多个克隆虚拟机，且克隆虚拟机拥有与源虚拟机完全相同的操作系统、应用系统乃至数据和文档。克隆技术可分为完整克隆和派生克隆两种。完整克隆方式下，克隆虚拟机和源虚拟机是两个完全独立的实体，源虚拟机的修改乃至删除不会影响到克隆虚拟机的运行，但缺点是2个虚拟机运行时需要占用2份磁盘空间;与之相对应的是派生克隆方式，克隆虚拟机必须在源虚拟机存在的情况下才能运行，但优点是多个克隆虚拟机之间的公共部分(共同来自源虚拟机的部分)可以共用同一份磁