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云管理程序如何工作?为什么云管理程序很重要?

发布时间:2022-03-12 11:41:05

Cloud Hypervisor是一种 软件,可以在多个虚拟机 (VM) 之间共享云提供商的物理计算和内存资源。最初是在 1960 年代为大型机创建的,随着 1990 年代为行业标准服务器引入 VMware,虚拟机管理程序获得了广泛的普及,使单个物理服务器能够独立运行多个客户虚拟机,每个虚拟机都有自己的操作系统 (OS),这些虚拟机在逻辑上是独立的从彼此。以这种方式,一个客户虚拟机中的问题或崩溃不会影响其他客户虚拟机、操作系统或在它们上运行的应用程序。

尽管有多种类型的虚拟机,但它们都执行相同的任务,支持一组物理服务器硬件(包括 CPU、内存、存储和外围设备),并支持多个操作系统实例同时使用,无论是 Windows、Linux、或两者。

为什么云管理程序很重要?

正如虚拟机管理程序可以将计算机利用率提高到一个新水平一样,云虚拟机管理程序是所有云计算产品的基础,使虚拟机和容器能够在单个服务器上并行运行,无论这些虚拟机属于单个服务器客户端或云提供商的多个客户端。正是这种多租户为大多数云计算产品提供了经济支持。

管理程序及其支持的 VM 提供了可移植性,使工作负载能够在云提供商和本地服务器之间轻松迁移。这使组织能够从本地服务器快速扩展到云提供商,或者在出现需求高峰时添加更多已经在云中运行的应用程序实例。

云管理程序帮助云提供商减少空间服务器使用量,同时减少为其管理的大量服务器供电和冷却所需的能源量。

云管理程序如何工作?

云管理程序从“来宾”虚拟机和操作系统中抽象出底层服务器。操作系统对服务器资源(CPU、内存、磁盘、打印等)的调用被云管理程序拦截,该管理程序分配资源并防止冲突。通常,来宾 VM 和操作系统以低于管理程序的特权模式运行,因此它们不会影响管理程序或其他来宾 VM的操作

Hypervisor 有两大类:裸机或本机(类型 1)和托管(类型 2)。Type 1 Hypervisors 直接在主机硬件上运行,下面没有操作系统。这些管理程序直接与主机资源通信。VMware ESXi 和 Microsoft Hyper-V 是第 1 类。

Type 2 Hypervisor 通常运行在主机操作系统之上,并依赖主机操作系统来访问机器资源。由于操作系统已经到位,因此它们更易于设置和管理,因此类型 2 管理程序通常用于家庭使用和测试 VM 功能。VMware Player 和 VMware Workstation 是第 2 类管理程序。

KVM(基于内核的虚拟机)是一种流行的混合管理程序,具有一些类型 1 和类型 2 的特性。这个开源管理程序内置在 Linux 中,让 Linux 同时充当 Type 1 管理程序和操作系统。

云管理程序有什么好处?

使用托管多个虚拟机的管理程序有几个好处:

  • 使用时间:云虚拟机管理程序使虚拟机能够立即启动或关闭,而不是部署裸机服务器需要数天或数周。这样可以创建项目并让团队在同一天工作。项目完成后,可以终止虚拟机,以使组织免于支付不必要的基础设施费用。
  • 利用率:云管理程序使多个虚拟机能够在单个物理服务器上运行,并让所有虚拟机共享其资源。这提高了服务器利用率并节省了每个单独的 VM 不再需要的电力、冷却和空间。
  • 灵活性:大多数云虚拟机管理程序是类型 1(裸机),使客户虚拟机和操作系统能够在各种硬件上执行,因为虚拟机管理程序从底层机器的驱动程序和设备中抽象出虚拟机。
  • 可移植性:由于云管理程序支持在 VM 之间或 VM 与组织的本地硬件之间实现工作负载的可移植性。看到需求高峰的应用程序可以简单地访问其他机器以根据需要进行扩展。
  • 可靠性:硬件故障可以通过将虚拟机移动到其他机器上来修复,无论是在云提供商、私有云或本地硬件中。修复故障后,工作负载可以故障回复以确保 VM 上的应用程序资源的可用性。

云计算中的管理程序有哪些类型?

有两种主要的管理程序类型,称为“类型 1”“裸机”)和“类型 2”(或“托管”)。类型 1 管理程序的作用类似于轻量级操作系统,直接在主机的硬件上运行,而类型 2 管理程序作为操作系统上的软件层运行,就像其他计算机程序一样。

云提供商最常部署类型 1 或裸机管理程序,其中虚拟化软件直接安装在通常安装操作系统的硬件上。由于裸机虚拟机管理程序与易受攻击的操作系统隔离,因此它们非常安全。此外,它们通常比托管的虚拟机管理程序执行得更好、更高效。由于这些原因,大多数企业公司选择裸机管理程序来满足数据中心计算需求。

虽然裸机管理程序直接在计算硬件上运行,但托管或类型 2 管理程序运行在主机的操作系统 (OS) 之上。尽管托管的管理程序在操作系统中运行,但可以在管理程序之上安装其他(和不同的)操作系统。托管管理程序的缺点是延迟高于裸机管理程序。这是因为硬件和管理程序之间的通信必须通过操作系统的额外层。托管的虚拟机管理程序有时被称为客户端虚拟机管理程序,因为它们最常用于最终用户和软件测试,其中较高的延迟不是问题。

两种类型的管理程序都可以在一台物理机器上为多个租户运行多个虚拟服务器。公共云服务提供商将不同虚拟服务器上的服务器空间出租给不同的公司。一台服务器可能托管多个虚拟服务器,这些服务器都在为不同的公司运行工作负载。这种类型的资源共享可能会导致“嘈杂的邻居”效应,当其中一个租户运行大量工作负载时,会干扰其他租户的服务器性能。与使用专用的裸机服务器相比,它还带来更多的安全风险。



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