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【轉載】FusionSphere架構詳解

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FusionSphere底層使用Xen架構:

1.單臺物理機上建立hypervisor系統。

2.將所有單個hypervisor系統整合起來管理使用。

安裝CNA節點,所有的物理服務器都會先成為CNA節點(Computing Node Agent),安裝CNA節點的過程實際上就是安裝FusionSphere底層操作系統的過程,裸物理服務器安裝了FusionSphere底層操作系統後就成為了CNA,並成為了UVP平臺的一個成員(Universal Virtualization Platform通用虛擬化平臺),該操作系統我們成為Cloud OS。

在多個物理服務器安裝了Cloud OS後,我們還需要將所有已經虛擬化的資源用起來,這時候就需要用到VRM(Virtual Resource Management)組件,VRM的功能體現在對FusionSphere hypervisor的統一管理上,簡單的說就是把安裝了Cloud OS的各個獨立的CNA節點統一管理起來,並對各個節點中的計算資源、網絡資源、存儲資源三大資源進行統一管理和分配,具體表現在虛擬機的創建和管理,分布式虛擬交換機的創建和管理,存儲資源的應用,datastore的創建和管理等功能。

FusionCompute就是VRM功能的外化管理界面,同時為更好的使用FusionCompute所提供的的虛擬化資源管理功能,有了FusionManager這個組件,FusionManager是一個在FusionCompute上層的hypervisor管理軟件,除了可以管理FusionCompute還可以管理vSphere,Hyper-v等其他廠商和平臺的hypervisor,通過不同平臺所提供的的開放接口調用平臺的基本功能,在這些功能上作進一步的資源調度管理就是FusionManager的作用了。

在FusionSphere這個系統中,FusionCompute、FusionManager等組件都是以虛擬機形式存在於hypervisor之上,安裝了FusionCompute和FusionManager虛擬機的節點作為MCNA,也就是管理節點,擁有管理節點的集群為管理集群。我們在安裝VRM和FusionCompute等組件時都是用華為提供的虛擬機模板直接導入的。

XEN虛擬化架構中的幾個重要概念,XEN hypervisor,Domain 0和Domain U

Xen hypervisor是計算機硬件的軟件抽象層,它直接運行與硬件之上,並將其計算能力通過抽象接口(虛擬機)提供給運行於其上的任何操作系統。它的首要任務是在各虛擬機之間進行CPU資源調度,內存資源分配及中斷請求管理,並負責控制共享處理環境的各虛擬機的執行。但它並不負責實現計算機系統應該具備的網絡、外部存儲設備、顯示設備或其他通用I/O功能等。

Domain0

Xen虛擬化環境中用Domain來描述各虛擬機,每個域都有其id等屬性,因此各虛擬機常表示為domain0、domain1等。DOM0是運行Xen hypervisor上的一個獨特的虛擬機,其操作系統為經過特殊修改的Linux內核,其能夠直接訪問硬件I/O資源及與其他虛擬機進行交互。其他的域沒有直接訪問硬件I/O資源的權限,並且彼此間是高度隔離的。因此,DOM0又稱為特權域,其他域則統稱為DomU,需要註意的是,DomU通過DOM0來實現I/O功能,因此,在運行DomU之前必須先啟動Dom0。

DomainU

DomU是非特權域,它們均無權限直接訪問硬件資源,Xen支持兩種不同類型的虛擬模式:PV(paravirtualization)和HVM(Hardware-assisted or Full Virtualization),它們可以同時運行於同一個Xen Hypervisor上,並且甚至可以在HVM環境使用PV技術。

Xen半虛擬化(Xen Paravirtualization)

半虛擬化(Paravirtualization,簡稱為PV)是由Xen開發的高效且輕量級的虛擬化技術,現已經為眾多虛擬化平臺所借用。PV不要求CPU支持虛擬化擴展,但依賴於Xen-PV-enabled內核和PV驅動程序,因此,客戶機guest明確知道自己運行於hypervisor之上,它不需要仿真硬件,從而能高效運行。

PV客戶機中包含兩類特殊驅動:網絡前端驅動(Network Frontend Driver)和塊設備前端驅動(Block Frontend Driver),分別用以與Dom0中對應的後端驅動通信以完成網絡訪問和塊設備訪問。

Xen完全虛擬化(Xen Full Virtualization)

完全虛擬化也成為硬件輔助的虛擬化,它利用CPU的特殊擴展功能實現客戶機的虛擬。HVM依賴於Intel VT或AMD-V硬件擴展,同時,Xen還使用Qemu來為HVM模擬PC硬件,如BIOS、IDE磁盤控制器、VGA圖形適配、USB控制器及網絡適配器等,而CPU的虛擬化擴展技術還能夠大大提升這些仿真硬件的性能。HVM不要求操作系統做出任何修改即可正常運行,故此,Windows等操作系統均可運行於HVM環境。但需要註意的是,HVM虛擬機需要仿真多種硬件,因此其性能不如PV虛擬機。

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