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一、虚拟化
1.什么是虚拟化？
虚拟化是云计算的基础，虚拟化使得一台物理服务器可以跑多虚拟机，虚拟机共享物理机的内存、cpu、IO硬件资源，虚拟机之间逻辑隔离。
2、虚拟化的分类
根据Hypervisor实现方式所处的位置分为I型虚拟化和II虚拟化
2.1 I型虚拟化
Hypervisor直接安装在物理机上，虚拟机直接运行在Hypervisor上运行（XEN、VMware ESXI）；I型虚拟化对硬件虚拟化进行了特别优化，性能比II型虚拟化要高。
2.2 II型虚拟化
物理上先安装常规的操作系统，Hypervisor作为OS上的一个模块运行，对虚拟机进行管理（KVM、VirtualBox和VMWare Workstation）；II型虚拟化基于普通的操作系统，部署灵活，支持虚拟机嵌套。
3、KVM
KVM属于II型虚拟化，KVM全称：Kernel-Based Virtual Machine，KVM是基于linux的内核实现的；KVM使用KVM.ko用于管理虚拟CPU和内存，IO、存储和网络设备的虚拟化由linux内核和Qemu实现。
3.1 Libvirt
Libvirt是KVM的管理工具，Libvirt不仅可以管理KVM，还可以管理Xen、VittualBox等。
Libvirt由后台daemon程序Libvirt、API库和命令行工具virsh
Libvirt：服务程序，接收和处理API请求
API库：使其他人可以开发基于Libvirt的高级工具
virsh：KVM命令行工具
4、kvm虚拟化原理
4.1 CPU虚拟化
KVM虚拟化需要CPU硬件支持，查看cpu是否支持KVM虚拟化命令如下：
egrep -o '（vmx|svm）' /proc/cpuinfo
如果输出vmx或svm表示支持
4.2 内存虚拟化
KVM通过内存虚拟化共享物理系统内存，KVM实现VA（虚拟内存)==>PA（物理内存）==>MA（机器内存）之间的转换，虚拟机OS不能直接访问实际机器内存，KVM需要负责映射客户物理内存到实际机器内存（PA==>MA）
4.3 存储虚拟化
KVM的存储虚拟化设备通过存储池（Storage pool）和卷（Volume）来管理
4.4 存储池的类型
4.4.1目录类型的Storage Pool，文件目录是做常用的storage pool类型。KVM支持多种Volume格式，如Raw、qcow2、vmdk、vdi等
raw：默认格式，原始磁盘镜像格式，优点：移植性好，性能好；缺点：大小固定，不能节省磁盘空间
qcow2是推荐使用的格式，cow表示Copy on write，节省磁盘空间，支持AES加密，支持zlib压缩，支持快照
vmdk：vmware的磁盘虚拟格式，Vmware虚拟机可以直接在KVM上运行
优点：存储方便，可移植性好、可复制，可以远程访问
4.4.2 LVM类型的storage pool
不仅一个文件可以分配给客户机做为虚拟磁盘，宿主机上VG中的LV也可以作为虚拟磁盘使用；LV没有MBR引导记录，只能用作虚拟的数据盘，不能作为系统盘使用，该模式下宿主机的VG就是一个Storage pool，VG中的LV就是Volume。
优点：性能较好；缺点：管理和移动性不如镜像文件，不能通过网络远程使用
4.4.3 其他类型的Storage Pool
KVM还支持iSCSI、Ceph等多种类型的Storage Pool
5. 网络虚拟化
5.1 Linux Brige
基本概念：Linux Bridge是linux上用来做TCP/IP协议二层交换的设备，可以当成一个二层交换机或者HUB，多个设备可以连接到同一个Linux Bridge，当某个设备收到数据包，linux Bridge会将数据转发给其他设备
5.2 VLAN
VLAN全称Virtual LAN （虚拟局域网），将一个广播域（一个广播包泛洪的范围）逻辑的划分成多个，限制了广播的范围，对不同VLAN的计算机进行隔离。端口配置模式：ACCESS和Trunk
ACCESS口：通过VLAN ID（1-4096）进行区分，只允许一个VLAN通过，只能属于一个VLAN。
Trunk口：可以同时允许多个VLAN带标通过，通常用于交换机互联。
5.3 Linux Bridge + VLAN =虚拟交换机
[1] 物理交换机存在多个VLAN，每个VLAN拥有多个端口，同一VLAN可以互通，不同VLAN互相隔离
[2] Linux的VLAN设备实现隔离，但没有交换功能，一个VLAN母设备，不能拥有2个相同的VLAN子设备，所以无法进行数据交换
[3] Linux Bridge专门实现交换功能，将同一VLAN的子设备都挂到一个桥上，设备之间就可以交换数据了