华为FusionSphere 5.1虚拟化技术白皮书 (服务器虚拟化).docx

发布时间：2022-07-01 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.28M 资料格式：docx 举报版权申诉

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前言

1 执行摘要/Executive Summary

2 产品简介/Introduction

3 功能描述/Solution

3.1 技术原理

3.1.1 虚拟化历史

3.1.2 虚拟化原理

3.1.3 虚拟化实现

CPU虚拟化

内存虚拟化

I/O设备虚拟化

3.2 功能架构

3.2.1 FusionCompute虚拟化平台技术架构

3.2.2 FusionCompute虚拟化平台功能

3.2.3 FusionCompute虚拟化平台技术特点

3.3 计算虚拟化

3.3.1 内存复用技术

3.3.2 Host NUMA

3.3.3 GPU虚拟化

3.3.4 CPU QoS

3.3.5 Guest NUMA

3.3.6 虚拟机支持UEFI固件

3.3.7 虚拟机部署组

3.4 存储虚拟化

3.4.1 链接克隆

3.4.2 存储瘦分配

3.4.3 存储QOS

3.4.4 存储在线扩容

3.4.5 PVSCSI支持

3.5 网络虚拟化

3.5.1 VMDQ

3.5.2 SR-IOV

3.5.3 分布式交换机

3.5.4 VNI网卡

3.5.5 端口镜像

3.5.6 业务面支持IPV6

3.6 高可用性

3.6.1 虚拟机热迁移

3.6.2 虚拟机热备份

3.6.3 虚拟资源热插

3.6.4 虚拟机内存快照

3.7 高安全性

3.7.1 VLAN

3.7.2 安全组

3.7.3 安全加固

3.7.4 防火墙

3.8 可管理性

3.8.1 Kbox黑匣子

3.8.2 一键式收集工具

3.8.3 GuestOS故障检测

3.8.4 系统故障告警

3.9 可节能性

3.9.1 CPU节能管理

4 平台应用/Experience

4.1 应用概述：

4.2 应用一：服务器整合

场景技术原理：

虚拟化价值体现：

4.3 应用二：企业虚拟桌面

场景技术原理：

核心业务诉求：

虚拟化价值体现：

5 结论/Conclution

6 缩略语/Acronyms and Abbreviations

华为 FusionSphere 5.1 虚拟化技术白皮书文档版本发布日期 V1.0 2015-04-25 华为技术有限公司

版权所有 © 华为技术有限公司 2014。保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。商标声明和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。注意您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定，华为公司对本文档内容不做任何明示或暗示的声明或保证。由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。华为技术有限公司地址：网址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼邮编：518129 http://enterprise.huawei.com 文档版本 V1.0 (2015-04-25) 华为专有和保密信息版权所有 © 华为技术有限公司 i

华为 FusionSphere 5.1 虚拟化技术白皮书前言前言概述本文档介绍 FusionSphere 产品的虚拟化技术。读者对象本文档主要适用于以下工程师：  公司 MKT、行销、渠道商在项目拓展中使用符号约定在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。符号说明用于警示紧急的危险情形，若不避免，将会导致人员死亡或严重的人身伤害。用于警示潜在的危险情形，若不避免，可能会导致人员死亡或严重的人身伤害。用于警示潜在的危险情形，若不避免，可能会导致中度或轻微的人身伤害。用于传递设备或环境安全警示信息，若不避免，可能会导致设备损坏、数据丢失、设备性能降低或其它不可预知的结果。 “注意”不涉及人身伤害。用于突出重要/关键信息、最佳实践和小窍门等。 “说明”不是安全警示信息，不涉及人身、设备及环境伤害信息。文档版本 V1.0 (2015-04-25) 华为专有和保密信息版权所有 © 华为技术有限公司 ii

华为 FusionSphere 5.1 虚拟化技术白皮书目录目录前言.................................................................................................................................................ii 1 执行摘要/Executive Summary............................................................................................. 1 2 产品简介/Introduction............................................................................................................ 2 3 功能描述/Solution.....................................................................................................................3 3.1 技术原理..........................................................................................................................................................3 3.1.1 虚拟化历史.............................................................................................................................................3 3.1.2 虚拟化原理.............................................................................................................................................4 3.1.3 虚拟化实现.............................................................................................................................................6 3.2 功能架构........................................................................................................................................................ 11 3.2.1 FusionCompute 虚拟化平台技术架构................................................................................................. 11 3.2.2 FusionCompute 虚拟化平台功能......................................................................................................... 13 3.2.3 FusionCompute 虚拟化平台技术特点................................................................................................. 14 3.3 计算虚拟化....................................................................................................................................................15 3.3.1 内存复用技术.......................................................................................................................................15 3.3.2 Host NUMA...........................................................................................................................................18 3.3.3 GPU 虚拟化...........................................................................................................................................19 3.3.4 CPU QoS................................................................................................................................................20 3.3.5 Guest NUMA......................................................................................................................................... 21 3.3.6 虚拟机支持 UEFI 固件........................................................................................................................21 3.3.7 虚拟机部署组.......................................................................................................................................22 3.4 存储虚拟化....................................................................................................................................................22 3.4.1 链接克隆...............................................................................................................................................22 3.4.2 存储瘦分配...........................................................................................................................................23 3.4.3 存储 QOS..............................................................................................................................................24 3.4.4 存储在线扩容.......................................................................................................................................25 3.4.5 PVSCSI 支持......................................................................................................................................... 25 3.5 网络虚拟化....................................................................................................................................................25 3.5.1 VMDQ....................................................................................................................................................26 3.5.2 SR-IOV.................................................................................................................................................. 27 文档版本 V1.0 (2015-04-25) 华为专有和保密信息版权所有 © 华为技术有限公司 iv

华为 FusionSphere 5.1 虚拟化技术白皮书目录 3.5.3 分布式交换机.......................................................................................................................................29 3.5.4 VNI 网卡................................................................................................................................................29 3.5.5 端口镜像...............................................................................................................................................30 3.5.6 业务面支持 IPV6................................................................................................................................. 31 3.6 高可用性........................................................................................................................................................32 3.6.1 虚拟机热迁移.......................................................................................................................................32 3.6.2 虚拟机热备份.......................................................................................................................................33 3.6.3 虚拟资源热插.......................................................................................................................................33 3.6.4 虚拟机内存快照...................................................................................................................................34 3.7 高安全性........................................................................................................................................................36 3.7.1 VLAN.....................................................................................................................................................36 3.7.2 安全组...................................................................................................................................................36 3.7.3 安全加固...............................................................................................................................................37 3.7.4 防火墙...................................................................................................................................................37 3.8 可管理性........................................................................................................................................................37 3.8.1 Kbox 黑匣子..........................................................................................................................................37 3.8.2 一键式收集工具...................................................................................................................................37 3.8.3 GuestOS 故障检测................................................................................................................................ 38 3.8.4 系统故障告警.......................................................................................................................................38 3.9 可节能性........................................................................................................................................................38 3.9.1 CPU 节能管理.......................................................................................................................................38 4 平台应用/Experience.............................................................................................................40 4.1 应用概述：....................................................................................................................................................40 4.2 应用一：服务器整合....................................................................................................................................40 4.3 应用二：企业虚拟桌面................................................................................................................................43 5 结论/Conclution................................................................................................................... 45 6 缩略语/Acronyms and Abbreviations............................................................................ 46 文档版本 V1.0 (2015-04-25) 华为专有和保密信息版权所有 © 华为技术有限公司 v

华为 FusionSphere 5.1 虚拟化技术白皮书 1 执行摘要/Executive Summary 1 执行摘要/Executive Summary 华为公司过去二十几年一直在电信领域耕耘，随着电信业务的数据化和电信技术的 IT 化，由云计算等新技术掀起的 ICT 变革不可阻挡，为适应 ICT 行业正在发生的革命性变化与融合，华为做出面向客户的战略调整，华为的创新从电信运营商网络向企业业务、消费者领域延伸，协同发展“云-管-端”业务，而云计算正是其中重要的一环。作为华为 ICT 战略的核心，云计算战略的关键是打造最好的云计算平台，这个平台将支持“百万级服务器扩展、百万 T 的存储能力、百 T 级网络互连能力”，支撑海量信息的计算和存储，并通过“零参与的自动管控”，降低运维成本。华为 FusionCompute 虚拟化平台（Unified Virtualization Platform）统一虚拟化平台是云计算基础平台的核心组成部分，通过服务器虚拟化技术将存储、网络连接和计算虚拟化有机地结合到一起，使整个 IT 环境比单独的物理硬件具有更高的适用性、可用性和效率，除了满足企业对于降低成本、简化管理、提高安全和敏捷度的诉求，主要为企业关键业务向云计算迁移、构建企业云数据中心提供核心的虚拟化技术和能力。该技术白皮书从虚拟化技术的发展和原理入手，进而介绍华为虚拟化平台的技术架构、技术特点，重点内容放在对 FusionCompute 虚拟化平台技术特性的描述上，具体分计算虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化三个技术领域详细描述平台主要技术点的功能场景、技术原理和用户价值，突出 FusionCompute 虚拟化平台在性能、可靠性（业务连续性）、安全性以及可维护性等方面所具有的技术领先优势。最后从使用者的角度，描述虚拟化平台在服务器整合、互联网数据中心（IDC）和桌面云（VDI）三大解决方案中提供的核心技术能力，展现 FusionCompute 虚拟化平台及虚拟化技术给用户带来的使用价值。文档版本 V1.0 (2015-04-25) 华为专有和保密信息版权所有 © 华为技术有限公司 1

华为 FusionSphere 5.1 虚拟化技术白皮书 2 产品简介/Introduction 2 产品简介/Introduction 20 世纪 90 年代，随着 Windows 的广泛使用及 Linux 服务器操作系统的出现奠定了 x86 服务器的行业标准地位，然而 x86 服务器部署的增长带来了新的 IT 基础架构和运作难题，包括：基础架构利用率低、物理基础架构成本日益攀升、IT 管理成本不断提高以及对关键应用故障和灾难保护不足等问题。X86 服务器虚拟化技术的出现，通过将 x86 系统转变成通用的共享硬件基础架构，充分挖掘硬件的潜力，提高硬件的利用效率，降低硬件和运营成本，并且简化运维降低管理成本，最终帮助用户把更多的时间和成本转移到对业务的投入上。随着云计算和虚拟化技术向构建新一代数据中心方向发展，关键以虚拟化为基础，实现管理以及业务的集中，对数据中心资源进行动态调整和分配，重点满足企业关键应用向 X86 系统迁移对于资源高性能、高可靠、安全性和高可适应性上的要求，同时提高基础架构的自动化管理水平，确保满足基础设施快速适应业务的商业敏捷诉求，同时进一步减少企业的 IT 整体投入。 FusionCompute 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、DRS 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。 FusionCompute 虚拟化平台重点聚焦关键业务的虚拟化需求，满足 ERP、CRM、核心数据库、Web、电子商务、多应用整合等典型的关键业务应用对于性能、高可靠、高安全以及自动运维方面的业务诉求，提供相应的虚拟化技术特性，加快推动业务和应用的云化。文档版本 V1.0 (2015-04-25) 华为专有和保密信息版权所有 © 华为技术有限公司 2

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