数据中心和虚拟化

数据中心和虚拟化思维导图，知识内容有数据中心概述、数据中心的设计与构建、数据中心的管理和维护、新一代数据中心的需求、虚拟化概论、虚拟化的关键技术。

数据中心的构建与管理

• 数据中心概述
  • 中心化思想与去中心化思想
  • 数据中心是信息系统的中心，通过网络向企业或公众提供信息服务。
  • 数据中心在逻辑上包括硬件和软件。
  • 信息服务的质量依赖于底层支撑系统和计算机设备的服务能力。
• 数据中心的设计与构建
  • 总体设计:设计者要在特定预算的情况下，满足公司现有及将来不断增长的业务需求
  • Uptime Institute等级分类标准:基础级,具备冗余设备级,可并行维护级,容错级
  • 建筑的设计与构建
    • 选址
      • 通信
      • 电力
      • 地理位置
    • 建筑要求
      • 规模
      • 布局
      • 高度
      • 地板的承重能力
      • 室内布局
  • 基础设施的设计与构建
    • 电力是数据中心运行的动力
    • 网络保证了服务器及存储的互联和访问
    • 环境控制设备为设备运行提供了合适的温度、湿度等环境条件
  • 数据中心上线
    • 选择服务器
    • 选择软件
    • 机器上架
    • 软件部署和测试
  • 数据中心安全
    • 物理安全
    • 网络安全
    • 应用安全
    • 数据安全
• 数据中心的管理和维护
  • 角色：系统管理员、应用管理员、硬件管理员、机房管理员、数据管理员和网络管理员
  • 1. 硬件的管理和维护
  • 2. 软件的管理和维护
  • 3. 数据的管理和维护
  • 4. 资源管理
  • 5. 安全管理
• 新一代数据中心的需求
  • 1. 合理规划
  • 2. 流程化
  • 3. 可管理性
  • 4. 可伸缩性
  • 5. 可靠性
  • 6. 降低成本
  • 7. 节能环保：电能利用率是总能耗与IT设备能耗的比值

虚拟化

• 虚拟化概论
  • 虚拟化的定义
    • 引入：虚拟内存是指在磁盘存储空间划分一部分作为内存的中转空间，负责存储内存中放不下且暂时不用的数据，当程序用到这些数据时，再将它们从磁盘换入到内存。
    • 定义：虚拟化就是将原本运行在真实环境上的计算机系统或组件运行在虚拟出来的环境中
    • 解释：虚拟化技术可以在这些不同层次之间构建虚拟化层，向上提供与真实层次相同或类似的功能，使得上层系统可以运行在该中间层之上。这个中间层可以解决其上下两层间原本存在的耦合关系，使上层的运行不依赖于下层的具体实现
    • 含义
      • 虚拟化的对象是各种各样的资源；
      • 经过虚拟化后的逻辑资源对用户隐藏了不必要的细节；
      • 用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部分或全部功能
    • 分类
      • 基础设施虚拟化
      • 系统虚拟化
      • 软件虚拟化
  • 服务器虚拟化
    • 基本概念
      • 子主题
      • 服务器虚拟化将系统虚拟化技术应用于服务器上，将一个服务器虚拟成若干个服务器使用
    • 典型实现
      • 虚拟机监视器（VMM）
      • 虚拟化平台
    • 类型
      • 寄宿虚拟化（宿主）
      • 原生虚拟化（裸金属）
    • 关键特性
      • 多实例
      • 隔离性
      • 封装性：也即硬件无关性
      • 高性能
    • 核心技术
      • CPU虚拟化
      • 内存虚拟化
        • 影子页表法
        • 页表写入法
      • 设备与I/O虚拟化
      • 实时迁移技术
    • 性能分析
      • 从应用对资源的利用情况进行服务器虚拟化的性能分析，把应用分为三种类型：
        • 处理器密集型
        • 内存密集型
        • 输入输出密集型
    • 技术优势
      • （1）降低运营成本
      • （2）提高应用兼容性
      • （3）加速应用部署
      • （4）提高服务可用性
      • （5）提升资源利用率
      • （6）动态调度资源
      • （7）降低能源消耗
  • 其他虚拟化技术
    • 网络虚拟化
    • 存储虚拟化
    • 桌面虚拟化
    • 应用虚拟化
• 虚拟化的关键技术
  • 创建虚拟化解决方案
    • 创建基本虚拟镜像
      • 创建虚拟机
      • 安装操作系统
      • 关停虚拟机
    • 创建虚拟器件镜像
    • 发布虚拟器件镜像
      • DMTF（Distributed Management Task Force）非赢利标准化组织制定了开放虚拟化格式（Open Virtualization Format, OVF）
    • 管理虚拟器件镜像
      • 目标
        • 1. 保证镜像文件能够被快速地检索到；
        • 2. 尽量减小公共仓库的磁盘使用量；
        • 3. 能够对镜像进行版本控制
    • 迁移到虚拟化环境
      • P2V实现
  • 部署虚拟化解决方案
    • 规划部署环境
      • 规划数据中心的计算资源、存储资源和网络资源
        • 投资回报分析
        • 资源规划
        • 虚拟化平台厂商及产品的选择
    • 部署虚拟器件
      • 1.选择虚拟器件并定制化；
      • 2. 保存定制化参数文件为OVF Environment文件；
      • 3. 选择部署的目标物理机；
      • 4. 复制虚拟器件的镜像文件和配置文件；
      • 5. 启动虚拟器件；
      • 6. 在虚拟器件中进行激活
    • 激活虚拟器件
      • 完全手动的激活
      • 基于脚本的手动激活
      • 单个虚拟器件的自动激活
      • 组成解决方案的多个虚拟器件的协同激活
  • 管理虚拟化解决方案
    • 集中监控
    • 快捷管理
      • 第一类是基础设施，常规操作有开关物理机、配置网络等；
      • 第二类是虚拟机，常规操作有开关虚拟机、调整虚拟机资源、迁移虚拟机、进行快照操作等；
      • 第三类是虚拟器件内的应用、软件、解决方案，常规操作有开关软件、配置软件等
    • 动态优化
    • 高效备份
      • 虚拟机上备份
      • 虚拟机外备份
        • 虚拟机外部实现对虚拟机的数据备份，充分利用了虚拟机管理器提供的备份应用接口