基于kvm虚拟化技术云框架设计和研究.doc

基于kvm虚拟化技术云框架设计和研究 目录 绪论 1.1云计算基础 1.1.1云计算概述 1.1.2云计算服务层次构架 1.1.3云计算技术 海量数据处理 资源管理平台 虚拟化 1.2云构建：虚拟化 1.2.1软件虚拟化与硬件虚拟化 1.2.2准虚拟化与全虚拟化 1.3目前主流虚拟化产品概述 1.4本文主要工作及内容安排 第二章基于KVM虚拟化原理 2.1KVM结构 2.1.1KVM模块与QEMU设备模型 2.1.2KVM结构 KVM内核结构模块 KVM在linux内核中的源码 2.2KVM工作原理 2.2.1初始化流程 2.1.2虚拟机的创建 第三章构建KVM原生化虚拟环境及核心功能基础配置 绪论 近几年来，随着云计算的兴起，云计算已成为整个IT领域最热门的词汇之一。IBM作为云计算领域的倡导者，不仅参与了云计算主要标准的制定，还提供了涉及云架构的基础设计层、平面层和应用层的全面云计算产品。Amazon的AWS成为公共云计算的领导者和先驱者，Google公司推出了云应用，比如著名的在线电子文档编辑器Google Docs和在线邮件服务Gmail。国内大型互联网公司也纷纷推出了自己的云服务，如新浪SAE、百度BAE、阿里云、腾讯云、盛大云等。在云计算发展的大背景下，支撑着云计算服务的最底层、最基础的虚拟化技术得到了快速发展，成为应用和技术研究的热点。 1.1云计算基础 1.1.1云计算概述 “云”是大量开发和可能性的统称。它不是一项发明，而更多是实用的创新，即将若干早期的发明组合在一起形成全新且具有吸引力的技术。而云计算是融合了多种可用技术：高带宽网络、虚拟化、Web 2.0交互性、时间共享和浏览器界面等。 “云计算”这一术语最早由Kenneth K Chellapa教授提出。他于1997年在美国达拉斯召开的Informs学术会议中进行了以下描述：“云计算是一种计算方式，计算边界将由经济学原理而不是技术限制来确定”。此描述与当今流行的许多定义相比，明显概念更广泛且技术程度更低。维基百科对其定义为：云计算是一个流行短语，是开发用于在因特网（或“云”）上运行的功能丰富的因特网应用的简称。如图（1-1)所示，在云计算方式中，传统上安装在个人计算机上的软件将被转换或扩展为可通过因特网进行访问。这些“云应用”利用大规模的数据中心和托管Web应用和Web服务的功能强大的服务器。那些具有适当的因特网连接和标准Web浏览器的任何人都可访问它们。当前的定义都与维基百科上查到的定义类似。 图1-1 云计算中的云 基于云端计算的实现方式，云计算其实是分布式计算技术的一种，其最本质的概念是，透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交给由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，处理数以千万计甚至亿计字节的信息，实现和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用。 1.1.2云计算服务层次架构 云计算可描述在从硬件到应用程序的任何传统层级提供的服务。实际上，云服务可分为三个类别的服务：把软件当作服务(Software as a Service)、把平台当作服务(Platform as a Service)以及把基础设施当作服务(Infrastructure as a Service)。SaaS、PaaS 和 IaaS 的首字母缩写是 SPI，这也就是云计算SPI金字塔（Cloud Pyramid）,但不是所有的云系统就一定具备所有三个层次的资源。如图（1-2)所示 图1-2 SPI模型 基础构架云 基础架构云称为基础架构即服务(IaaS)。此术语最初称为“硬件即服务(HaaS) ”，由Nicholas Carr [ ]于2006年提出。IaaS即把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施，作为计量服务提供给客户。它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。为此类请求分配的基础架构可来自私有云（企业独占的基础架构池），也可从外部的公共云基础架构提供商处获得。对于各种结构和规模，虚拟化成为类云计算最重要的推动力。 由于虚拟化的动态性，分配和取消分配容量在完全自动化时的效果最佳。这种