怎么看服务器虚拟化数量服务器如何划分虚拟机

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bugouhen 2023-06-01 11:07:57

文章标签 怎么看服务器虚拟化数量虚拟化服务器数据 文章分类 虚拟化云计算

1、服务器虚拟化

虚拟化使得一台物理服务器上可以运行多台虚拟机，虚拟机共享物理机的CPU、内存、IO硬件资源，但是逻辑上虚拟机是相互隔离的。

2、虚拟化中物理机和虚拟机的叫法

1）宿主机（Host）

运行了虚拟机的物理服务器

2）客户机（Guest）

运行在宿主机上的虚拟机

3、虚拟机的组成

虚拟机由虚拟机的硬件设备组成，虚拟机的硬件设备是由Hypervisor（虚拟化层）从物理服务器上的硬件设备虚拟而来的。

二、虚拟化的分类

根据虚拟化层的实现方式和所处位置分为I型和II型虚拟化

1型虚拟化（原生架构）

虚拟化层直接安装在物理机上，多个虚拟机都在虚拟化层上运行，虚拟化层实现方式是一个特殊定制的linux系统，xen和ESXI都属于这个类型，就是原生架构和裸金属架构，但是在KVM里面它叫1型虚拟化。

II型虚拟化

在物理服务器上安装操作系统，在操作系统之上安装虚拟化软件，使操作系统变成虚拟化层，例如VMware workstation、KVM、virtual box

分类规则：按照Hypervisor所处位置和实现方式

1、I型虚拟化（原生架构）

在物理服务器上直接安装软件实现虚拟化层，例如ESXI、Xen

2、II型虚拟化（寄居架构）

在物理服务器上安装操作系统，在操作系统之上安装虚拟化软件，使操作系统变成虚拟化层，例如VMware workstation、KVM、virtual box

三、kvm

1、简介

KVM基于Linux内核来实现的虚拟化，全称“Kernel-Based Virtual Machine”

课下根据课堂要求了解KVM一些关键模块

2、关键模块

1）kvm.ko

用于管理虚拟CPU和内存

备注：虚拟磁盘和虚拟网卡是由QEMU提供

2）libvirt

用于管理虚拟机的生命周期（创建、启停、删除）

libvirt也是由三部分组成。

1.libvirtd

libvirt的守护进程

2.virsh

是由libvirt提供的一个命令行工具（通过这个命令行工具，可以创建、启停、创建虚机）

3.API库（应用程序接口库）

可以允许其他软件通过libvirt管理虚拟机，例如virt-manager可以通该接口连接到libvirt，然后对虚拟机进行操作

四、KVM架构

KVM 是基于虚拟化扩展（Intel VT 或者 AMD-V）的 X86 硬件的开源的 Linux 原生的全虚拟化解决方案。在kvm上安装的虚拟机它不知道自己运行在虚拟化环境的，它会认为运行在硬件之上的，安装之前要把Intel VT技术开启，如果是AMD就开启AMD的虚拟化技术，在KVM里面，装完KVM创建虚机，它就会体现为linux操作系统的进程，由标准的调度程序来调度，

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图解：底层是服务器的硬件，有硬件的CPU、硬件的内存、还包括输入输出设备，上面安装了linux操作系统，它提供了KVM模块， kvm模块给虚机提供了虚拟的CPU和虚拟内存，但不提供虚拟磁盘和网卡，虚拟磁盘和网卡是由QEMU程序来提供的，QEMU是安装在linux操作系统之上的，但是，KVM 本身不执行任何硬件模拟，需要用户空间程序通过 /dev/kvm 接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间，向它提供模拟 I/O，用户空间就是QEMU，也就是所KVM内存本身是不提供硬盘和网卡，就是有用户空间的QEMU来提供虚拟硬盘和网卡。

内核空间：

KVM模块，负责管理虚拟机的虚拟CPU和内存；负责拦截虚拟机的IO操作，交给QEMU处理

用户空间：

QEMU程序，负责处理虚拟机的IO操作，提供虚拟机的虚拟硬盘和虚拟网卡

五、CPU和内存虚拟化

1、CPU的虚拟化

1）实施虚拟化技术前，需要查看服务器是否支持虚拟化

1.进入服务器的BIOS菜单，查看虚拟化相关配置

2.进入服务器上的Linux系统，运行

egrep '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

2）KVM虚拟机运行起来是以进程的形式存在于Linux操作系统中的；虚拟机的虚拟CPU是由物理服务器的CPU线程来进行模拟的。

3）CPU资源的超分，在一台宿主机上运行的所有虚拟机分配的vcpu数可以超过物理机的CPU数。

备注：超配前一定要进行测试，不严重影响虚拟机性能的前提下可以适当超配

2、内存的虚拟化

1）概念

VA：虚拟机中应用程序使用的内存空间

PA：虚拟机的物理内存

MA：物理服务器的内存

VA--->PV---->MV （映射关系）

2）内存虚拟化的实现方式

1.软件方式：例如影子页面技术

2.硬件方式：开启CPU的辅助功能，例如Intel EPT/VT或者AMD NPT/AMD-V

3.KSM方式：可以将多个内存中的数据副本进行合并，释放内存空间，相当于ESXI中的透明页面共享技术。

3）内存的管理机制

1.气球技术（同ESXI的气球回收机制）就是将虚拟机里面非活动的内存数据占用空间回收回主机，

将VM中非活动内存数据占用的内存空间回收至宿主机

2.大页技术

默认每个页帧大小是4KB，大页技术中可以支持一个页帧2M、4M、8M，可以加快内存数据的查找和访问（相当于硬盘的簇和块的概念，把块的大小调大后，占用的块数量减少，加快内存数据的查找和访问）

六、存储的虚拟化

Kvm的存储虚拟化是通过存储池（storage pool）和卷（volume）来管理的storage pool是用来存储volume的，volume类似于一块硬盘，storage pool是宿主机的一块存储空间，volume pool就是storage pool划分出的一部分空间，volume给虚拟机使用，在虚拟机里看到的就是一块硬盘。