【VM】虚拟化和 hypervisor

【VM】虚拟化和 hypervisor,第1张

虚拟化就是通过某种方式隐藏底层物理硬件的过程,从而让多个 *** 作系统可以透明地使用和共享它。
Hypervisor(虚拟机管理系统)是一种运行在物理服务器和 *** 作系统之间的中间软件层,可允许多个 *** 作系统和应用共享一套基础物理硬件,因此也可以看作是虚拟环境中的“元” *** 作系统,它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机,也叫虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor)。

Hypervisor是所有虚拟化技术的核心,非中断地支持多工作负载迁移的能力是Hypervisor的基本功能。

当服务器启动并执行Hypervisor时,它会给每一台虚拟机分配适量的内存、CPU、网络和磁盘,并加载所有虚拟机的客户 *** 作系统。

Hypervisor 之于 *** 作系统类似于 *** 作系统之于进程,它们为执行提供独立的虚拟硬件平台,而虚拟硬件平台反过来又提供对底层机器的虚拟的完整访问。

在典型的分层架构中,提供平台虚拟化的层称为 hypervisor (有时称为 虚拟机管理程序 或 VMM)。

Guest *** 作系统称为 虚拟机 (VM),因为对这些 VM 而言,硬件是专门针对它们虚拟化的。

平台虚拟化的好处很多。美国环境保护署(EPA)报告的一组有趣的统计数据就证明了其好处:EPA 研究服务器和数据中心的能源效率时发现,实际上服务器只有 5% 的时间是在工作的,在其他时间,服务器都处于 “休眠” 状态。

在单个服务器上的虚拟化平台能够改善服务器的利用率,但是减少服务器的数量才是它的最大功用。减少服务器数量意味着减少不动资产、能耗、冷却和管理成本。使用更少的硬件还能提高可靠性。总之,平台虚拟化不仅带来技术优势,还能创造成本和能源优势。

在图 1 中可以看到,hypervisor 是提供底层机器虚拟化的软件层(在某些情况下需要处理器支持), *** 作系统将对机器的底层资源的访问虚拟化为进程。hypervisor 也做一样的事情,但其对象不是进程,而是整个Guest *** 作系统。

hypervisor 分类

hypervisor 可以划分为两大类:

首先是类型 1,这种 hypervisor 是直接运行在物理硬件之上的。

其次是类型 2,这种 hypervisor 运行在另一个 *** 作系统(运行在物理硬件之上)中。

类型 1 hypervisor 的一个例子是基于内核的虚拟机(KVM —— 它本身是一个基于 *** 作系统的 hypervisor)。

类型 2 hypervisor 包括 QEMU 和 WINE。

hypervisor 的构成

hypervisor(不管是什么类型)仅是一个从其来宾 *** 作系统抽象机器硬件的分层应用程序。通过这种方式,每个来宾 *** 作系统看到的仅是一个 VM 而不是真实的硬件机器。

我们大致看一下 hypervisor 的内部组成,以及它在 VM(来宾 *** 作系统)上的表示。

在较高级别上,hypervisor 需要少量设施启动来宾 *** 作系统:一个需要驱动的内核映像、一个配置(比如 IP 地址和所需的内存量)、一个磁盘盒一个网络设备。

磁盘和网络设备通常映射到机器的物理磁盘和网络设备(如图 2 所示)。

最后,需要使用一组来宾 *** 作系统工具启动和管理来宾 *** 作系统。

参考:

>一、关于DHCP
DHCP(Dynamic host configuration protocol,动态主机配置协议)能自动为网络中上网的客户机分配IP地址、子网掩码以及缺省网关、DNS服务器、WINS服务器的IP地址。它使网络管理员不用前往现场对每台计算机上的TCP/IP参数进行配置,一切设置的修改只需直接在服务器上即可完成,也可以最高效地利用有限的IP地址。
由于包含IP地址的相关TCP/IP配置参数是DHCP服务器“临时发放”给客户端的,所以当客户端重新启动或关机后,这些参数就自动释放,DHCP服务器又可将它们分配给其它的计算机。基于此原理,比如某市电信局只有一万个可分配给拨号用户的上网IP地址,而全城的拨号用户有五万个,则此电信局只需将它的主机配置成DHCP服务器,只要全城同时在网上的拨号客户端不超过一万台,就不会产生IP地址资源不足的情况。
二、DHCP工作原理
DHCP服务器和DHCP客户机的工作过程分为四个阶段:
1、IP地址租约的发现:客户机会以广播的形式向网络里的DHCP服务器发送申请IP地址的请求,发送的信息包括(客户机的MAC地址和计算机名称)。
2、IP地址租约的提供:当DHCP服务器收到客户机的请求后,将会返回一个租约信息。信息中包括(客户机的MAC地址,分配给客户机的IP地址,与IP地址配套的子网掩码,IP地址的租约时间,DHCP服务器的IP地址)
3、IP租约的请求:当客户机接受到第一台DHCP服务器的回应以后,会告诉其它DHCP服务器他已经接受了某个DHCP服务器的回应。并且通知第一台DHCP服务器,告诉它接受了它的响应。
4、确认:第一台DHCP服务器会向客户机发送最后的确认。其他DHCP服务器会撤消与此台客户机的租约和保留地址。
三、DHCP的安装
1、如尚未安装DHCP服务器,选“控制面板→添加/删除程序→添加/删除WINDOWS组件→网络服务→选中“动态主机配置协议DHCP”即可。
2、打开“开始”-“程序”-“管理工具”-“管理服务器”-选择“添加删除角色”-选择“DHCP服务器”。
四、配置DHCP服务器
实验一:配置DHCP服务器
步骤:
1、调用DHCP。选“开始→程序→管理工具→DHCP”。
2、添加DHCP服务器。选“DHCP→右键→添加服务器→浏览→要增加的服务器名”。
3、设置DHCP服务器。选“服务器名→右键→新建作用域”,其中:
①设定名称。选“作用域名→名称:mydhcp(任意)。
②设定欲分配的IP地址范围。选“IP地址范围→起始IP地址(19216810010)→结束IP地址(192168100244)→子网掩码(2552552550)。(注意IP地址范围一定是一块连续的区间)
③设定欲保留的IP地址范围。在“添加排除”中,可填写不欲服务器分配的IP地址或IP地址范围(如“19216810015-19216810020”)。
④“租约期限”可设1天。
⑤设定默认网关、DNS、WINS。各步均“添加”服务器的IP地址(如“1921681001”)即可。
五、客户机使用DHCP
实验二:客户机使用DHCP
在客户机IP设置中,设置成自动获取IP地址即可。
步骤:
右击“网上邻居”-“属性”-“本地连接”-“属性”-“TCP/IP协议”-“属性”-“自动获得IP地址”(静态)。
六、管理DHCP服务器
实验三:管理DHCP服务器
1、服务器授权,只有经过授权才能保证DHCP正常工作,当然也可以撤销授权。
步骤:在DHCP服务器上右击,选择“授权”或“撤销授权”即可。
2、激活作用域,当然也可以停用。
步骤:在作用域上右击,选择“激活”或“停用”即可。
3、添加地址池的排除范围, 19216810088、 192168100168-192168100188
步骤:右击“地址池”,选择“新建排除范围”,然后输入需要排除的地址或者地址段。
4、查看地址租约,可以看到5列(客户端的借到的IP地址,客户端的计算机名称,客户端租借IP地址租约的过期时间,DHCP的工作类型和惟一ID)
5、为客户机保留IP地址:保留名称为sale,IP地址为19216810066,MAC地址为00-00-e8-13-50-25。
步骤:右击“保留”,选择“新建保留”,在对话框内输入相关信息。
问:如何获得客户机的MAC地址?
答:在DOS下用Ipconfig/all命令。也可以在网上邻居的属性对话框的本地连接中查看详细信息(windows xp/windows 2003)。
七、管理DHCP选项
在手动配置静态IP地址时需要输入默认网关和DNS服务器地址等参数,那么在DHCP服务器中也应该有这类信息,在DHCP服务器中是通过DHCP服务器选项来进行这些参数的配置的。
实验四:为mydhcp作用域分配默认网关和DNS服务器地址,默认网关为1921681001,主DNS服务器为19216810070,辅助DNS服务器地址是2111614685。
步骤:
1、右击“作用域选项”,选择“配置选项”。
2、在对话框内单击“003 路由器”并打上勾,对应就是客户端默认网关参数,在下面的“IP地址”中输入默认网关的IP地址1921681001。
3、单击“006 DNS服务器”打上勾,对应就是客户端首选的DNS服务器和备用的DNS服务器参数,在下面的“IP地址”上依次填入相应IP地址即可(注意主辅顺序)。
4、设置好参数后在作用域选项里能看见两个带有齿轮的选项。
八、服务器选项
如果整个DHCP服务器有若干个作用域,而这些作用域的某些参数是相同的,则可以把这些相同的参数设置在服务器选项里,而不必在每一个作用域的选项内进行设置。因为服务器选项里的参数可以继承到每个作用域选项的参数。
实验五:配置相同的DNS服务器参数2111614685,把些参数配置到服务器选项中。
步骤:
1、右击“服务器选项”,选择“配置”
2、其它过程与配置作用域选项相同。
九、DHCP数据库的备份与恢复
由于某种原因导致DHCP服务器不能正常工作或者损坏,DHCP服务器中存入的地址池信息、客户机的租约信息等都有可能丢失,这就需要把正确的数据进行备份,以供恢复用。
实验六:备份DHCP数据库信息
步骤:
在DHCP窗口中右击“DHCP服务器”,选择“备份”,然后选择数据库备份的地点,单击“确定”。
实验七:恢复DHCP数据库信息
步骤:
在DHCP窗口中右击“DHCP服务器”,选择“恢复”,然后选择数据库备份文件,单击“确定”。然后windows server 2003会重启DHCP。
达标题:
(1)配置DHCP服务器,IP地址池为1921687100-1921687130,1921687140-1921687150,网关为1921687254。
(2)配置DHCP服务器,IP地址池为1921687200-1921687225,1921687238-1921687250,DNS为1721805。
(3)配置DHCP服务器,IP地址池为1921687100-1921687130,1921687140-1921687150,1921687180-1921687200,为本地客户机添加一个保留IP地址为:1921687148。

从开始-->管理工具菜单中找到hyper_v管理器,从这里启动hyper-v

hyper-v虚拟机客户端界面已被打开,从图中可以看出现在界面上没有连接到任何虚拟机服务器(界面上没有虚拟机)

鼠标单击选择Hyper-v管理器,然后单击鼠标右键d出菜单,选择连接到服务器

选择连接服务器后会新开一个小窗口,小窗口中用于选择hyper-v服务器所在的计算机,如果在本地就选择本地计算机,这里我选择另一台计算机(因为服务器不在本地计算机上),然后单击浏览按钮

接着又d出一个小窗口,让你选择虚拟机服务器所在计算机的ip地址,然后单击检查名称按钮

紧接着又会d出一个窗口,这里会让你输入要连接的计算机名称和密码,用这个验证你的权限信息,输入完毕后单击确定按钮

然后返回到上一个界面(检查名称的界面),注意观察这里,刚刚输入的计算机IP地址变为了一个链接,这表明检查后的名称是正确的。单击确定按钮

然后返回到第一个小窗口界面,将刚刚在里面的小窗口中已验证通过的IP地址加入到框中,单击确定按钮。

返回到hyper-v管理的主页面,这时可以从图中看出hyper-v正在连接到虚拟机服务器

完工,hyper-v客户端已经连接到虚拟机服务器,界面上已将虚拟机服务器中的所有虚拟机加载到界面上。


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