HCIA-Cloud
云计算的优势：
1、按需自助服务（按照自身需求，自助获取服务）
2、广泛的网络接入
3、资源池化（将资源整合，当获取资源时，不知道资源是哪家厂商）
4、快速弹性伸缩（迅速的获取资源，弹性的获取退回资源）
5、可计量服务（资源的）
云计算的定义：云计算是一种模型（模式），简单的说：云计算是网络的升级版。
随时随地、便携地、随需应变地从可配置计算资源共享池获取资源，
且可快速供应并释放。
云计算的模式：
公有云 由云服务提供商搭建给所有人使用的云（例：阿里云，腾讯云，华为云等）
私有云 由云服务提供商搭建给企业用户使用的云
社区云 由云服务提供商搭建给特定用户（教师、学生）使用的云（例：教育行业云）
混合云 由两种及以上上述云组合而成的云
云计算的服务模式：
IaaS（Infrastructure as a Sever） 基础设施即服务，将资源以基础设施的方式提供给用户（例：弹性云服 务器）
PaaS（Platform as a Server） 平台即服务，将资源以平台的方式提供给用户（例：新浪云SAE）
SaaS（Software as a Server） 软件即服务，将开发好的应用提供给用户使用（例：云速建站）
虚拟化的定义：虚拟化是一种技术，将底层物理硬件资源抽象化，实现在同一个物理机上同时运行多个操作系统和应用系统
虚拟化前：
1、IT资源独立
2、操作系统和硬件紧耦合
3、APP : OS : Phy：1 : 1 : 1
虚拟化后：
1、形成抽象化资源池
2、操作系统和硬件解耦
3、APP : OS : Phy：1 : 1 : 1
虚拟化中的基本概念：
Host Machine（主机硬件）
Host OS（主机操作系统）
AP（应用程序）
Hypervisor/VMM（虚拟机监视器，指虚拟化层）
Guest Machine（虚拟机）
Guest OS（虚拟机的操作系统）
计算虚拟化的分类：
一型虚拟化（裸金属虚拟化）：Hypervisor直接安装在物理硬件上（例：Xen、VMware的ESXI、6.3版本之前的FusionCompute）
二型虚拟化（宿主型虚拟化）：安装完操作系统后，在操作系统上安装Hypervisor（例：KVM、VirtualBox和VMware Workstation 都属于这个类型）
对比：
1、一型比二型性能更优
2、二型支持虚拟机嵌套
虚拟化的特点：
1、分区：指可在一台物理机上运行多分虚拟机
2、隔离：虚拟机之间相互隔离，互不影响（例：故障、病毒）
3、封装：虚拟机本质上是文件形式保存，可通过移动文件的方式进行迁移
4、独立：相对于硬件独立，虚拟机的更改与物理机无关，更改虚拟机时不需要经过物理机
1、云计算是一种模式；虚拟化是一种技术
2、云计算并不一定要使用虚拟化
3、虚拟化在IaaS层起到关键作用
CPU虚拟化
Ring等级：Ring 3：优先级最低，主要应用在应用程序
Ring 1&2：优先级次中，主要应用在操作系统服务
Ring 0：优先级最高，主要应用在操作系统内核，驱动程序
CPU指令：
特权指令： 指具有特殊权限的指令，比如清内存、置时钟等，该指令只在Ring 0级别才能执行
用户指令： 指在各种级别都能执行的指令
（当应用程序要执行特权指令时，由于其处于Ring 3等级，无权限执行该操作，则进行用户态与内核态的切换，由内核态执行该指令，这种叫做系统调用。）
特权-解除： 将Guest OS的Ring 0级别降为Ring 1/2。
陷入-模拟： 将Guest OS下发的特权指令由Hypervisor捕获并进行模拟相关操作。
（以上两条是为了防止Guest OS下发特权指令被Host machine执行，例：关机下电）
CPU虚拟化漏洞：存在17/19条敏感指令（对系统有危害但属于非特权指令）
解决方式如下
全虚拟化：由Hypervisor接收Guest OS的所有指令，会加重Hypervisor的负担。
半虚拟化：通过修改Guest OS的代码，使得Guest OS能够下发Hypervisor能够识别的敏感指令，减轻Hypervisor的负担；但只能够 针对开源的Guest OS进行修改
硬件辅助虚拟化：使虚拟机Guest OS处于Ring 0级别但属于非Root模式，并利用Root模式下的CPU来减轻Hypervisor的负担。
内存虚拟化（具体看IP笔记）
操作系统对内存的识别：
1、从0开始识别
2、内存地址空间需要连续的
（通过内存映射解决虚拟机内存问题）
I/O虚拟化（了解即可）
I/O虚拟化：
1、模拟(完全虚拟)：完全使用软件来模拟真实硬件，模拟通常硬件，例如键盘鼠标，通过焦点捕获，焦点被哪个主机捕获就被哪个主机使用，性能很差。
2、半虚拟化：对硬件驱动由前端(IO frontend)直接转到后端(IO backend)调用，通常仅适用于硬盘和网卡，性能高。
3、IO-through ：IO透传，直接分配给虚拟机物理设备，例如直接分配一个硬盘或网卡给虚拟机，需要硬件具备IO透传技 术，在Xen下由Dom0分配，但是访问使用直接使用，不经过Dom0，需要硬件支持。
主流计算虚拟化技术
KVM和Xen的区别(这是个链接！！！)
服务器虚拟化：把服务器资源整合抽象成逻辑资源，可让一台服务器虚拟化成几百台虚拟服务器
FusionCompute：一款HUAWEI的云操作系统软件，实现对虚拟资源、业务资源、用户资源的管理和调度，降低企业成本和达到绿色节能
FusionCompute架构：
1、CNA（Computing Node Agent）
计算节点代理，HUAWEI的虚拟化层，可以等同于HUAWEI的VMM
UVP：统一虚拟化平台，HUAWEI的虚拟化层，可以等同于HUAWEI的VMM
VNA：虚拟节点代理，实现CNA和VRM的通信
２、VRM（Virtual Resource Manager）
虚拟资源管理，提供图形化界面，实现对资源的管理（可实现主备部署）
FusionCompute安装部署（详见另一篇笔记“FusionCompute安装部署”）
网络基础
南北向流量&东西向流量
南北向流量：数据中心外部用户和内部服务器之间交互的流量，用户和服务器之间的流量
东西向流量：数据中心内部服务器之间交互的流量，服务器之间的流量
交换机接收数据的行为
泛洪：一个数据帧从交换机其中一个接口出来，从其他的所有接口发送出去。
转发：一个数据帧从交换机其中一个接口出来，通过查找MAC地址表之后，得到相对应的接口并发送出去。
丢弃：一个数据帧从交换机其中一个接口出来，通过查找MAC地址表之后，得到相对应的接口，但出接口与入接口一致，则直接丢弃该数据帧。
VLAN：虚拟局域网，将一个局域网划分为多个逻辑网络
优点：
1、隔离广播域
2、隔离不同用户，提高网络安全性
3、形成多个虚拟的工作组，提高方便性，超越传统网络工作方式
虚拟网络
开源虚拟交换机（OVS）：Open Virtual Switch，通过软件的方式实现虚拟机之间的网络通信，以及虚拟机与外部网络的访问，既然称为交换机，那当然也只能实现二层功能
华为(弹性)虚拟机交换机（EVS）：Elastic Virtual Switch，华为基于OVS特性开发的虚拟交换机
分布式虚拟交换机（DVS）：Distrubuts Vitural Switch，统一管理虚拟交换机
Fusioncomput网络架构
端口组：可以把多个虚拟端口放在一个端口组，方便管理
上行链路：虚拟交换机的一部分，通过与CNA主机的物理网卡相互关联，从而访问物理网络
存储的网络架构
DAS：直连式存储
特点：点到点连接、性能较高、传输距离受限、不支持共享
SAN：存储区域网络
特点：支持共享、扩展性强、需要专门的连接设备、对技术要求较高
根据传输网络可分IP SAN和FC SAN
NAS：网络附加存储
特点：支持共享、只承载在IP网络中、不适用某些数据库应用
根据应用服务器操作系统类型，提供的文件系统不同
Windows——CIFS
Linux——NFS
RAID
条带：由磁盘的单个或连续扇区组成，是分条的组成部分
分条：同个磁盘阵列中各个磁盘相同“位置”的条带
RAID数据保护的方式
方法一：镜像(Mirroring)，在另一块冗余的硬盘上保存数据的副本
方法二：奇偶校验算法 (XOR)
XOR校验的算法——相同为假，相异为真
RAID 0：无冗余，性能高，不安全
RAID 1：安全，但利用率低
RAID 3：比RAID 0多一个奇偶校验
RAID 5：RAID 3的校验转变为斜向校验
RAID 10：先做RAID 1，再做RAID 0
RAID 6：采取两种奇偶校验方法，至少需要四个盘以上
物理卷：逻辑硬盘，按照RAID组合分成
逻辑卷：也称为LUN，逻辑单元号（也就是单位），物理卷的基础上划分的空间
Volume：卷，存储内部被管理的对象，LUN是其对外的体现
LUN：直接映射主机读写的存储单元
Pool：存储池，存放存储空间资源的容器
虚拟化中的存储架构
虚拟化数据存储：
1、将存储的LUN挂载给CNA主机并且进行格式化操作，虚拟机磁盘以文件形式进行保存
2、性能较差
3、支持虚拟化高级特性（快照、链接克隆、磁盘扩容、存储热迁移等）
非虚拟化数据存储：
1、将存储的LUN直接挂载给CNA主机，虚拟机磁盘以卷形式进行保存
2、性能比虚拟化高
3、除FusionStorage其他的不支持部分高级特性
裸设备映射：
1、将SAN存储的LUN直接作为虚拟机的磁盘分配给虚拟机使用
2、性能最高
3、不支持虚拟化高级特性
注：
6.3版本之后，
支持虚拟化数据存储的有：SAN存储、NAS存储、本地磁盘
支持非虚拟化数据存储：只有FusionStorage
支持裸设备映射：只有SAN存储
华为虚拟化产品存储架构
存储资源：外部存储产品，包括IP SAN、FC SAN、FusionStorage和NAS
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存储设备：存储资源所创建的的逻辑管理单元，包括LUN、FusionStorage存储池、本地硬盘
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数据存储：由存储设备转换而来，能够操作和管理的存储单元，可存放虚拟机磁盘、快照、镜像
注:
1.数据存储的大小依赖于存储设备
2.一个主机可以使用多个数据存储
3.一个数据存储也可以给多个主机使用
虚拟机磁盘格式
华为虚拟机磁盘特性
类型
普通：一个磁盘只能给一台虚拟机使用
共享：一个磁盘可以给多个虚拟机使用
参数
普通：分配空间时，立刻占有所分配的所有空间，创建时会删除物理设备上的数据
（适用于系统盘）
精简：分配空间时，只分配一部分，后续根据使用情况逐步进行分配
（数据存储类型为“FusionStorage”或“本地内存盘”时，只支持该模式；数据存储类型为“本地硬盘”或“SAN存储”时，不支持该模式）
普通延迟置零：分配空间时，立刻占有所分配的所有空间，创建时不会删除数据，但虚拟机首次写入时，将其置零
（只有数据存储类型为“虚拟化本地硬盘”或“虚拟化SAN存储”时，支持该模式）
系统接口
BMC/Mgnt/IPMI接口：能够实现对服务器的远程管理控制
管理接口：实现VRM与CNA之间的通信
存储接口：实现CNA主机与外部存储设备的通信
业务接口：指承载具体业务的接口，比如虚拟机热迁移流量、虚拟化SAN存储心跳流量
绑定网口：将多个物理网卡进行逻辑绑定形成绑定接口，比如主备、负荷分担等等
集群特性
HA
高可用性集群，大幅提升故障恢复速度，降低业务中断时间、保障业务连续性、实现一定的系统自维护的一种解决方案
HA资源预留：为了防止集群中主机无足够资源恢复虚拟机，在集群中配置专门为HA特性所预留的 资源
DRS
动态资源调度，当集群中主机资源利用率不均衡情况下，可将负载较高主机上的虚拟机迁移到负载较低主机上运行，实现集群资源的负载均衡
DRS规则：
1、聚集虚拟机：列出的虚拟机必须在同一主机上运行，一个虚拟机只能被加入一条聚集虚拟机规则中
2、互斥虚拟机：列出的虚拟机必须在不同主机上运行，一个虚拟机只能被加入一条互斥虚拟机规则中
3、虚拟机到主机：关联一个虚拟机组和主机组并设置关联规则，指定所选的虚拟机组的成员是否能够在特定主机组的成员上运行
注意事项：
1、迁移阈值为“保守”时，不干预集群的负载均衡
2、共享存储、同一集群
DPM
分布式电源管理，当集群中主机资源利用率较低时，可将部分虚拟机迁移整合到其中某些服务器上运行，并将空闲的主机下电，实现绿色节能；当集群中主机资源利用率较高时，可将空闲主机上电，将虚拟机迁移到新上电的主机，实现负载均衡
注意事项：
1、DPM与DRS是前提与依赖关系
2、上电：由服务器的BMC模块实现
3、下电：由VRM下发关机指令交由CNA执行关机操作
内存复用
在物理服务器内存一定的情况下，通过内存复用技术（内存共享、内存气泡、内存交换）实现对物理内存的分时复用，从而实现物理内存的超分配。
内存共享：多台虚拟机共享数据内容为零的内存页
内存气泡：系统将虚拟机空闲的内存，分配给需要复用内存的虚拟机
内存交换：将外部存储虚拟成内存分配给虚拟机，虚拟机将暂时不用的数据存储进去，需要使用时再与预留再内存的数据进行交换
对用户层面好处：提升内存资源的利用率，帮助用户节省内存采购成本，延长物理服务器升级内存的周期
NUMA
非一致性内存访问，物理服务器提高性能的一种技术，将CPU和内存组织形成Node，访问Node内的内存效率最高
注：
1、host NUMA在BIOS开
2、gest NUMA在集群资源控制（FusionCompute）开
IMC
异构迁移模式，可以让虚拟机在不同CPU的主机间迁移
注：目前仅支持intel不同型号CPU热迁移
虚拟机特性
虚拟机特性
模板部署：可批量化创建多个虚拟机
虚拟机复制：克隆出相似的虚拟机
资源热添加：可在虚拟机不关机的情况下实现对虚拟机资源的增加调整。
Console控制：可通过该登录方式，实现对虚拟机操作系统的安装、维护等操作
CPU&内存 Qos
份额：在发生资源抢占时，按照比例方式分配物理资源
预留：控制虚拟机最少能够使用的物理资源
限制：控制虚拟机最多能够使用的物理资源
注：内存的限制需要开启内存复用才可生效
Tools
虚拟机驱动程序，安装Tools可使虚拟机获得更高的性能，也可让客户在操作窗口时会有更好的体验
功能：
1、为虚拟机提供高性能的磁盘I/O和网络I/O功能
2、为虚拟机提供虚拟硬件监控功能
3、提供高级功能：创建快照、重启、在线添加资源等等
虚拟机迁移
更改主机（虚拟机热迁移）：将运行中的虚拟机从一个主机迁移到另一个主机的过程，迁移过程中业务不中断（实际上会中断只是用户无感知而已）
更改数据存储（存储迁移）：将虚拟机的磁盘从一个数据存储迁移到另一个数据存储的过程
更改主机+数据存储（完整迁移）：以上两者的结合
快照
记录虚拟机某一时间的状态与数据，可利用快照对虚拟机进行保护
普通快照：对磁盘直接进行快照保护
内存快照：先对磁盘直接进行快照保护，然后将内存的数据和状态一起保存在快照文件中
一致性快照：先将缓存中的数据落盘，再对磁盘进行快照保护
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