文章目录

  • 说明
  • 虚拟机和模板
    • 虚拟化的基本架构
    • 虚拟化架构中的概念
    • 什么是虚拟机？
    • 虚拟机的优势
    • 创建虚拟机的方式
    • 什么是模板？
    • 制作模板的方式
    • 虚拟机与虚拟机模板的区别
    • 虚拟机与模板的导出
    • 虚拟机与模板的导入
    • 虚拟机镜像与操作系统镜像的区别
  • 虚拟机的Tools
    • Tools的本质
    • 兼容行业特殊操作系统
    • Tools的用途
    • 在Windows系统中安装Tools - 前提
    • 在Linux系统中安装Tools - 前提
    • 安装Tools
  • 虚拟机的创建
    • 创建虚拟机流程
    • 配置虚拟机属性 - CPU数量
    • 配置虚拟机属性 - CPU QoS
      • 份额
      • 预留
      • 限制
    • 内存 QoS
    • 配置虚拟机属性 - 图形处理器
    • 配置虚拟机属性 - 时钟/可靠性/安全性
    • 配置虚拟机属性 - 性能
  • 虚拟机的关键操作
    • 迁移 - 更改主机
    • 迁移 - 更改数据存储
    • 迁移的条件
    • 虚拟机快照
    • 删除虚拟机、在线调整vCPU和内存、虚拟卷在线扩容、虚拟机克隆、配置对象权限
    • 思考总结

说明

  • 本章内容由下：

    • 掌握虚拟机和模板的概念
    • 掌握Tools的本质和用途
    • 掌握与虚拟机相关的操作

虚拟机和模板

虚拟化的基本架构

  • FusionCompute将主机的物理CPU、内存资源整合为计算资源池，然后划分出虚拟的CPU和内存资源为虚拟机提供计算能力。
  • 架构图如下【下图为集群架构，以后工作中遇到的虚拟化就是下面这种逻辑】

虚拟化架构中的概念

什么是虚拟机？

  • 虚拟机与物理计算机一样，是运行操作系统和应用程序的虚拟计算机。
  • 虚拟机运行在某个主机上，并从主机上获取所需的CPU、内存等计算资源，以及图形处理器、USB设备、网络连接和存储访问等能力。多台虚拟机可以同时运行在一台主机中。
    创建虚拟机时，可以选择创建位置为主机或集群。虚拟机创建完成后，可以对虚拟机进行迁移，对虚拟机的规格或外设进行调整，例如添加网卡、绑定磁盘、挂载光驱、绑定图形处理器、绑定USB设备等。

虚拟机的优势

  • 对比图如下

  • 整个虚拟机（硬件配置、BIOS 配置、内存状态、磁盘状态、CPU 状态）都储存在独立于物理硬件的一小组文件中。这样只需复制几个文件就可以随时随地根据需要复制、保存和移动虚拟机。

创建虚拟机的方式

  • VMware软件各位有接触过吗？就是下图这个软件，如果没用过也没关系哈，后面会说的，这主要以了解为主，下面这个软件就是可以再我们电脑上创建虚拟机用的。
  • 创建方式有下面几种【上面说的VMware软件同理】

什么是模板？

  • 模板是虚拟机的一个副本，包含操作系统、应用软件和虚拟机规格配置，使用模板创建虚拟机能够大幅节省配置新虚拟机和安装操作系统的时间。
  • 使用系统内已有的虚拟机制作模板，可以创建与模板设置一致的虚拟机，实现快速部署的功能。

制作模板的方式

见下图

虚拟机与虚拟机模板的区别

见下图

虚拟机与模板的导出

  • 将系统内的模板或虚拟机导出到本地作为虚拟机的模板，便可以在其他系统中使用该模板创建与模板设置一致的虚拟机，达到快速部署的目的。
  • 虚拟机和模板的导出可以通过FusionCompute中的“导出模板/导出虚拟机”操作实现。
  • 导出模板的格式可以选择为ova模板或ovf模板。

虚拟机与模板的导入

  • 通过FusionCompute中的“导入模板”操作，可以实现将虚拟机模板文件导入FusionCompute中，达到快速部署虚拟机的目的。
  • 根据模板来源不同，导入可以分为三种方式
  • 从共享目录导入：使用此种方式，需先将保存在本地PC或其他网络设备的虚拟机模板所在文件夹共享给某个用户，使主机可通过网络地址访问虚拟机模板文件，并通过用户名和密码进行鉴权。
  • 从本地导入：使用此种方式，仅需要将模板文件保存在本地PC即可。
  • 从网络服务器导入：使用此种方式，需将模板文件存放在HTTP协议的网络服务器中，使主机可通过HTTP地址访问，且无需鉴权。

虚拟机镜像与操作系统镜像的区别

  • 虚拟机镜像就是前文所说的虚拟机模板，是虚拟机的一个副本，包含操作系统、应用软件和虚拟机规格配置等数据，用于创建与模板设置一致的虚拟机，实现快速部署的功能。
  • 操作系统镜像指的是把操作系统安装光盘中的所有数据打包并压缩所生成的特殊格式的文件，通常以.iso作为文件扩展名，包含了安装操作系统所需要的所有文件，既可以用于安装物理机的操作系统，页可以用于安装虚拟机的操作系统。

虚拟机的Tools

Tools的本质

Tools是一个性能优化程序，为虚拟机安装Tools可以让其获取到更好的性能，这样也意味着在用户操作窗口会有更好的体验。

兼容行业特殊操作系统

  • 兼容一个新的操作系统，需要厂商提供配套的PV驱动程序，华为具备PV驱动开发能力。FusionCompute除了兼容主流的Windows、Linux操作系统之外，还兼容国产中标操作系统（特定的版本可能需要定制驱动)。

Tools的用途

  • 为虚拟机提供高性能的磁盘I/O和网络I/O功能
  • 为虚拟机提供虚拟硬件监控功能
    • 获取虚拟机指定网卡IP信息
    • 获取虚拟机内部各CPU利用率、内存利用率
    • 获取虚拟机内各个磁盘/分区的空间使用信息
  • 为虚拟机提供高级功能
    • 迁移虚拟机
    • 安全关闭虚拟机、安全重启虚拟机、休眠虚拟机
    • 在线调整虚拟机的CPU规格
    • 创建虚拟机快照
    • 虚拟机蓝屏检测
    • 虚拟机与主机时钟同步
    • 虚拟机网卡的高级功能，如QoS、流量整形、ARP广播抑制、DHCP隔离、IP与MAC绑定。
      自动升级虚拟机的驱动程序，如Tools和智能网卡驱动。

在Windows系统中安装Tools - 前提

  • 虚拟机已安装操作系统。
  • 虚拟机未安装其他版本的Tools，如果已安装请参考在Windows系统中卸载Tools卸载。
  • 虚拟机系统磁盘的剩余空间必须大于32MB。
  • 如果虚拟机的操作系统为Windows 2008和Windows 7，需使用Administrator用户安装Tools。

在Linux系统中安装Tools - 前提

  • 虚拟机已安装操作系统。
  • 虚拟机未安装其他版本的Tools。
  • 虚拟机系统磁盘的剩余空间必须大于20MB。
  • 虚拟机操作系统已经安装gzip工具，可以使用“tar”命令对压缩包进行解压。gzip工具的安装请参考相应操作系统的产品文档。
  • 如果虚拟机的操作系统类型为Red Hat Enterprise Linux 4.7/6.0（32/64位）或CentOS 4.7/6.0（32/64位），安装Tools前需先替换内核文件。

安装Tools

流程图如下

虚拟机的创建

创建虚拟机流程

  • 步骤：【注：因为hcia主要是了解逻辑为主，其实下面这些内容我之前文章中都有过说明的，当然，继续往后看，hcip/e就会有实操的，所以你这不需要知道具体操作是啥样，主要是了解为主哈】

    • 1 选择创建方式：新创建、模板部署、虚拟机克隆、导入、模板转为
    • 2 确定虚拟机的名称。
    • 3 选择所使用的计算资源：确定虚拟机所运行的集群及主机
    • 4 选择虚拟机的操作系统信息，在安装Tools时，系统会根据此信息对应正确的Tools版本
    • 5 配置虚拟机属性：CPU、内存、网卡、磁盘等。这个是重点步骤，后面胶片全部讲解此步骤。
    • 6 确定虚拟机的信息无误
    • 7 关注任务中创建虚拟机的进度

  • 流程图如下

配置虚拟机属性 - CPU数量

  • 基本参数

    • 总内核数
    • 单内核数【Number of cores per socket】
    • 插槽数【Sockets】
  • 插槽数=总内核数/单内核数

配置虚拟机属性 - CPU QoS

份额

  • 份额：表示虚拟机可占用主机系统资源的比例关系。
    我在这口水话说一下，假如你电脑总内核有24核，你单台虚拟机总内核不能超过24核，也就是说可以有10台虚拟机都可以创建24核vcpu。你分多少vcpu其实并不是代表就是运行能力的巅峰，决定vcpu运行能立的是GHz，这个GHz是固定的，如下图，总有2.8GHz，下面每台占用的vcpuHz为M单位，所以虚拟机c比b处理能力大b比a处理能力大，和分配的vcpu数量关系并不大，需要注意的是，vcpu可以超分，但GHz是固定的，所有虚拟机占用Hz总数不得超过硬件本身。【下面有”官方“话解释】

    • 以一个主频为2.8GHz的单核物理主机为例，如果上面运行有三台单CPU的虚拟机。三个虚拟机A，B，C，份额分别为1000，2000，4000。当三个虚拟机CPU满负载运行时，会根据三个虚拟机的份额按比例分配计算资源。份额为1000的虚拟机A的计算能力约为400MHz的，份额为2000的虚拟机B获得的计算能力约为800MHz，份额为4000的虚拟机C获得的计算能力约为1600MHz。（以上举例 仅为说明CPU份额的概念，实际应用过程中情况会更复杂）。
    • CPU份额只在各虚拟机竞争计算资源时发挥作用，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，例如，如果虚拟机B和C均处于空闲状态，虚拟机A可以获得整个物理核即2.8GHz的计算能力。

预留

  • 预留：表示主机保留给虚拟机的最低资源量，这部分资源量不能被其他虚拟机占用。

    • 如果虚拟机根据份额值计算出来的计算能力小于虚拟机预留值，调度算法会优先按照虚拟机预留值的能力把计算资源分配给虚拟机，对于预留值超出按份额分配的计算资源的部分，调度算法会从主机上其他虚拟机的CPU上按各自的份额比例扣除，因此虚拟机的计算能力会以预留值为准。
    • 如果虚拟机根据份额值计算出来的计算能力大于虚拟机预留值，那么虚拟机的计算能力会以份额值计算为准。
    • 以一个主频为2.8GHz的单核物理机为例，如果运行有三台单CPU的虚拟机A、B、C，份额分别为1000、2000、4000，预留值分别为700MHz、0MHz、0MHz。当三个虚拟机满CPU负载运行时：
      • 虚拟机A如果按照份额分配，本应得400MHz，但由于其预留值大于400MHz，因此最终计算能力按照预留值700MHz算。
      • 多出的(700-400)MHz按照B和C各自的份额比例从B和C处扣除。
      • 虚拟机B获得的计算能力约为(800-100)MHz，虚拟机C获得的计算能力约为(1600-200)MHz。
      • 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。例如，如果虚拟机B和C均处于空闲状态，虚拟机A可以获得整个物理核即2.8GHz的计算能力。

限制

  • 限制：表示虚拟机可以使用的最大的资源量，虚拟机一旦达到限制的资源量，将无法继续占用更多的主机资源。

    • 以一个主频为2.8GHz的单核物理主机为例，如果上面运行有三台单CPU的虚拟机。三个虚拟机A，B，C，限制分别为400MHz、未设置、未设置（默认值为不限制）。当虚拟机B和C未运行时，虚拟机A能获得的最大计算能力就是400MHz，即便CPU还有空闲资源，虚拟机A也不能占用更多的CPU资源。

内存 QoS

  • 虚拟机的内存QoS提供虚拟机内存智能复用功能，依赖内存预留比。通过内存气泡等内存复用技术将物理内存虚拟出更多的虚拟内存供虚拟机使用，每个虚拟机都能完全使用分配的虚拟内存。该功能可最大程度的复用内存资源，提高资源利用率，且保证虚拟机运行时至少可以获取到预留大小的内存，保证业务的可靠运行。系统管理员可根据用户实际需求设置虚拟机内存预留。内存复用的主要原则是：优先使用物理内存。

  • 内存QoS包含如下两个参数：

    • 内存资源份额：定义多个虚拟机竞争内存资源的时候按比例分配内存资源。
    • 内存资源预留：定义多个虚拟机竞争内存资源的时候分配的内存下限，能够确保虚拟机在实际使用过程中一定可使用的内存资源。

  • 内存资源份额：在虚拟机申请内存资源，或主机释放空闲内存（虚拟机迁移或关闭）时，会根据虚拟机的内存份额情况按比例分配。不同于CPU资源可实时调度，内存资源的调度是平缓的过程，内存份额策略在虚拟机运行过程中会不断进行微调，使虚拟机的内存获取量逐渐趋于比例。以6G内存规格的主机为例，假设其上运行有三台4G内存规格的虚拟机，内存份额分别为20480、20480、40960，那么其内存分配比例为1:1:2。当三个虚拟机内部均逐步加压，策略会根据三个虚拟机的份额按比例分配调整内存资源，最终三个虚拟机获得的内存量稳定为1.5G、1.5G、3G。内存份额只在各虚拟机竞争内存资源时发挥作用，如果没有竞争情况发生，有需求的虚拟机可以最大限度地获得内存资源。例如，如果虚拟机B和C没有内存压力且未达到预留值，虚拟机A内存需求压力增大后，可以从空闲内存、虚拟机B和C中获取内存资源，直到虚拟机A达到上限或空闲内存用尽且虚拟机B和C达到预留值。以上面的例子，当份额为40960的虚拟机没有内存压力（内存资源预留为1G），那么份额为20480的两个虚拟机理论上可以各获得最大2.5G的内存。

  • 内存资源预留：预留的内存被会虚拟机独占。即，一旦内存被某个虚拟机预留，即使虚拟机实际内存使用量不超过预留量，其他虚拟机也无法抢占该虚拟机的空闲内存资源。

配置虚拟机属性 - 图形处理器

  • 图像处理器其实可以理解为我们说的显卡功能了。。。

    • 当虚拟机需要具备高性能的图形应用能力时，需要管理员将主机上的图形处理器绑定给该虚拟机。
    • 给虚拟机添加图形处理器支持自动分配和指定绑定两种方式。

  • 第一种：默认绑定方式为自动分配，可设置“直通”和“虚拟化”两种使用方式，如下图中所示：

    • 若选择自动分配方式，虚拟机开机时，自动分配主机上的GPU资源，关机后即释放GPU资源。重新开机，再次重新自动分配GPU资源。
    • 设置主机图形处理器为直通模式时，该图形处理器只能被一个虚拟机使用。
    • 设置为虚拟化模式时，可被多个虚拟机使用，但需要图形处理器支持虚拟化。

  • 第二种：指定方式选择绑定GPU设备，如下图中所示：

    • 若选择指定绑定，与图形处理器绑定后，虚拟机和图形处理器所在的主机会自动绑定，在虚拟机和图形处理器解除绑定之前，虚拟机只能运行在该主机上，无法迁移至其他主机。

配置虚拟机属性 - 时钟/可靠性/安全性

  • 时钟
    管理员下发了一个定时任务，共分四个步骤，前后有依赖关系，如果时钟不统一，会发生什么？

    • 为了保证避免由于时钟不统一而出现系统报错的情况，需要设置虚拟机的时钟。
    • 时钟策略包含如下两种：
      • 勾选“与主机时间同步”：以虚拟机所在主机为时钟源，虚拟机定期自动与主机进行同步。
      • 取消勾选“与主机时间同步”：用户可自行设置虚拟机的时间。

  • 可靠性

    • 虚拟机蓝屏处理策略包括：

      • 不处理：系统不进行干预处理。
      • HA：系统自动在正常的主机上重新创建虚拟机。
      • 重启：系统自动重启故障虚拟机。

  • 安全性

    • 扫描范围包括实时监控和全盘扫描；扫描时机包括即时扫描（手动）、实时扫描和定时扫描；后处理包括删除文件、清除病毒、隔离文件、不处理、拒绝访问。
    • 未打勾的黄色虚拟机表示未启用“虚拟化防病毒”功能的虚拟机，不受安全VM防病毒管理；
    • FusionSphere对防病毒厂家提供的虚拟化防病毒API未能在图中直观体现，实际是在安全VM中华为提供的安全API模块和防病毒厂家部署的防病毒应用软件之间对接来体现；
    • 防病毒的策略配置、病毒扫描等功能主要通过蓝色接口发起，这里的灰色接口主要是防病毒管理服务器通过VRM查询主机和虚拟机等信息；黄色接口是安全VM和用户VM的防病毒指令下发、执行的共享内存通道，安全VM通过此通道将防病毒指令下发到用户VM的文件驱动（非防病毒代理），反之，可以获取防病毒任务状态、执行结果等。
    • 约束：
      • 截止2015年5月中，趋势科技与瑞星实现对接，其他厂商杀毒软件，需要找领导评估应对策略；
      • 该方案中，支持的用户虚拟机OS类型仅包括：Windows 2003 32bit、Windows 2008R2 64bit，Windows 7 32bit，不支持其他OS类型（如linux等）；
      • 安全VM上只能部署一款防病毒软件；

配置虚拟机属性 - 性能

  • 内存交换磁盘即虚拟机内存交换空间，指在数据存储中创建的，用于存放内存数据的磁盘。该磁盘作用如下：

    • 虚拟机休眠时，所有内存数据被写入该磁盘，以便虚拟机唤醒时快速恢复内存数据。
    • 开启内存复用策略时，主机内存压力过大会触发内存交换特性，此时，虚拟机内存会临时交换至该磁盘，达到内存资源复用的目的。
  • 虚拟机创建时，如果选择开启内存交换磁盘，则系统会自动在系统磁盘所在数据存储中创建内存交换磁盘，磁盘大小(GB)为：(内存大小x1024+128)x11/10240的值向上取整数。其中，内存大小的单位为GB。
  • 例如，当虚拟机的内存大小为4GB时，内存交换磁盘的大小为：(4x1024+128)x11/10240的值向上取整数，即4.5向上取整数，为5GB。
  • 当存储空间不足时，管理员可关闭内存交换磁盘开关，释放该磁盘占用的空间；当系统中某个数据存储有空闲存储空间时，管理员可开启内存交换磁盘开关，并选择数据存储创建该磁盘。
  • 当虚拟机的内存交换磁盘开关被关闭后，该虚拟机不能休眠或使用内存超分配功能。
  • 虚拟机默认开启内存交换磁盘，推荐使用默认配置。
  • 多磁盘IO性能加速功能开启后，可提升单个节点上多虚拟磁盘场景下的IO性能，建议在多虚拟磁盘（1个虚拟机挂载4个及以上的虚拟磁盘）或多虚拟机（4个及以上虚拟机，每个虚拟机挂载1个或多个虚拟磁盘）场景中开启。
  • 使用该功能需要满足以下条件：
    • 该功能目前仅支持部分Windows操作系统的虚拟机，包括：Windows 7系列、Windows 8系列、Windows Server 2012系列及Windows Server 2012 R2系列。
    • 虚拟机已安装了Tools，且处于正常运行状态。
  • 基本块存储设置功能可设置虚拟机中基本块存储类型的磁盘是否支持基本块存储向虚拟化存储的热迁移，以及FusionStorage存储的主机复制容灾功能。
    • 不支持：此时，存储设备性能较好。
    • 支持：此时，存储设备性能较差。
  • HW_X_NET：一般虚拟机网卡类型，虚拟机默认使用该类型网卡。
  • HW_V_NET：通过CPU多核并发能力为虚拟机提供高带宽的虚拟机网卡类型。使用该网卡类型需要虚拟机操作系统支持，否则可能导致虚拟机网卡不可用。

虚拟机的关键操作

迁移 - 更改主机

  • 迁移虚拟机是指将正在运行的虚拟机从一台主机移到另一台主机上的过程，迁移过程中无需中断虚拟机上的业务。

  • 虚拟机运行在主机上，当主机出现故障、资源分配不均（如负载过重、负载过轻）等情况时，可通过迁移虚拟机来保证虚拟机业务的正常运行。

    • 当主机故障或主机负载过重时，可以将运行的虚拟机迁移到另一台主机上，避免业务中断，保证业务的正常运行。
    • 当多数主机负载过轻时，可以将虚拟机迁移整合，以减少主机数量，提高资源的利用率，实现节能减排。

  • 前提条件：

    • 虚拟机未绑定图形处理器、USB设备。
    • 已获取迁移的目标主机名称。
    • 如果源主机和目标主机的CPU类型不一致，需要开启集群的IMC模式。具体操作请参见设置集群IMC策略。
    • 当跨集群迁移时，源主机所属集群和目标主机所属集群的内存复用开关设置需相同。可以在“计算池”页面中，单击集群名称，在“概要”页签中查看集群的内存复用设置。

  • 如果虚拟机迁移失败，可能原因如下：

    • 源主机和目标主机网络中断或网络不通。
    • 目标主机无法访问虚拟机的磁盘。
    • 目标主机故障、被重启或已进入维护模式。
    • 源主机和目标主机的CPU类型不兼容。
    • 源主机和目标主机的BIOS配置项配置不一致，例如“Advanced > Advanced Processor”中的CPU特性列表的配置不一致。

迁移 - 更改数据存储

  • 更改数据存储根据迁移的对象可以分为“存储整体迁移”或“按磁盘迁移”。

    • 存储整体迁移：以虚拟机所有磁盘为对象进行迁移。
    • 按磁盘迁移：以用户选择的虚拟机磁盘为对象进行迁移。

迁移的条件

虚拟机快照

  • 创建快照时会生成一个新的差分卷，虚拟机会挂载这个差分卷作为磁盘文件，虚拟机的读请求会重定向到源卷中。
  • 创建快照采用了ROW（Redirect on write）技术，快照后的写操作会进行重定向，所有的写IO都被重定向到新卷中。所有旧数据均保留在只读的源卷中。
  • 磁盘做多个快照后，会产生一个快照链
  • 虚拟机卷始终挂载在快照链的最末端
  • 适用场景：
    • 虚拟机用户在执行一些重大、高危操作前，例如系统补丁，升级，破坏性测试前执行快照，可以用于故障时的快速还原
    • 用户触发的创建快照和恢复快照操作

删除虚拟机、在线调整vCPU和内存、虚拟卷在线扩容、虚拟机克隆、配置对象权限

  • 删除虚拟机说明

  • 在线调整vCPU和内存说明

  • 虚拟卷在线扩容说明

  • 虚拟机克隆说明

  • 配置对象权限说明
    管理员可以通过配置对象权限，禁用部分对虚拟机的操作。【VRM虚拟机和GPU虚拟机不支持配置对象权限】

思考总结

  • FusionSphere环境中用到的虚拟机模板涉及到哪些文件类型？

    • .ova、.ovf、.vhd、.xml
  • Tools的作用是什么？
    • 在FusionCompute中，Tools是虚拟机的驱动程序，空虚拟机创建并安装操作系统后，需在虚拟机上安装华为提供的Tools，以便提高虚拟机的I/O处理性能、实现对虚拟机的硬件监控和其他高级功能。
  • FusionCompute中CPU可以设置的QoS参数有哪些？内存可以设置的QoS参数有哪些？
    • CPU有份额、预留、限制，内存有份额、预留
  • 在FusionCompute中，虚拟机热迁移能够带给客户什么价值？
    • 降低服务器操作维护过程中业务中断的风险；降低服务器升级过程中业务中断的风险；将虚拟机集中到几台服务器上，关闭没有负载的服务器，降低业务运行成本；防止服务器故障导致的虚拟机业务中断。
  • 在FusionCompute中给虚拟机做快照，需要满足什么前提？
    • 待创建快照的虚拟机处于运行中、已停止或已休眠状态；虚拟机已安装Tools，且Tools运行正常。

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