虛擬化

1. 組員:
A100223007 張又升
A100223041 余承樺
A100223048 吳昱學

2. What? Why? How?

3. IaaS :
Virtualization
PaaS :
Big Data
模組化基礎建設
無所不在的運算
儲存等級記憶體
情境感知運算
社交分析
次世代分析
多媒體內容
社交溝通協作
平板行動應用
雲端運算
評價排行榜
即時搜尋
•社交網路
智慧裝置
大量資訊分析
雲端運算
SaaS :
Web 2.0
雲
端
簡報引用自:虛擬化－雲端時代您不得不會的關鍵技術-王耀聰 Jazz

4. PaaS :
Big Data
SaaS :
Web 2.0
IaaS :
Virtualization
SaaS :
Web 2.0
Two Type of Cloud Architecture ?
雲端架構的兩大陣營?
想盡辦法誘你用計算跟網路
Computing Intensive
想盡辦法誘你提供資料作分析
Data Intensive
簡報引用自:虛擬化－雲端時代您不得不會的關鍵技術-王耀聰 Jazz

5. Reference Cloud Architecture
雲端運算的參考架構
硬體設施 Hardware
Infrastructure: Computer, Storage,
Network
虛擬化 Virtualization
VM, VM management and Deployment
控制管理 Control
Qos Neqotiation, Ddmission Control,
Pricing, SLA Management, Metering…
程式語言 Programming
Web 2.0 介面, Mashups, Workflows, …
應用軟體 Application
Social Computing, Enterprise, ISV,…
簡報引用自:虛擬化－雲端時代您不得不會的關鍵技術-王耀聰 Jazz

7. 虛擬化的類型
 伺服器虛擬化
提高伺服器硬體資源使用效率
 應用程式虛擬化
簡化軟體安裝、更新與派送
 桌面虛擬化
程式執行於虛擬機器，程式畫面顯示於本機
 儲存虛擬化
降低儲存設備成本且容易在短時間內執行備份，歸檔和恢復

8. 虛擬化的優點
1.節省購置硬體的成本
2.提升管理設備的效率
3.容易備份與還原
4.容易搬遷設備

9. 虛擬化的缺點
1.提高管理風險
2.系統漏洞必須時常更新
3.容錯了解與擴充策略
4.集中存放避免資料外流

10. 虛擬技術的演進
 虛擬化技術的發展經歷了兩個階段
 初級階段：寄宿架構
(Hosted Architecture)
 進階階段：裸金屬架構
(Bare Metal Architecture or Hypervisor)

11. VMM分類
 虛擬化技術的核心元件是VMM，而VMM具體的結構
可以分為三類：
 1.寄宿模型 (OS‐hosted VMMs)
 2.Hypervisor模型 (Hypervisor VMMs)
 3.混合模型 (Hybrid VMMs)

12. Building IaaS with Open Source
用自由軟體打造IaaS服務
Xen, KVM, VirtualBox,
QEMU, OpenVZ, ...
OpenNebula, Enomaly,
Eucalyptus , OpenQRM, ...
Hadoop (MapReduce),
Sector/Sphere, AppScale
eyeOS, Nutch, ICAS,
X-RIME, ...
硬體設施 Hardware
Infrastructure: Computer, Storage,
Network
虛擬化 Virtualization
VM, VM management and Deployment
控制管理 Control
Qos Neqotiation, Ddmission Control,
Pricing, SLA Management, Metering…
程式語言 Programming
Web 2.0 介面, Mashups, Workflows, …
應用軟體 Application
Social Computing, Enterprise, ISV,…
簡報引用自:虛擬化－雲端時代您不得不會的關鍵技術-王耀聰 Jazz

13. CPU 特權模式
 CPU Privileged Mode
圖片來源:http://www.netadmin.com.tw/article_content.aspx?sn=1201090002

14. Suggested purposes
Ring0: operating system kernel
Ring1: operating system services
Ring2: custom extensions
Ring3: ordinary user applications

15. Four Privilege Rings
Ring 0 通常為作業系統它可以與核心
(Kernel) 溝通，直接控制實體主機硬體
資源的使用如 CPU、Memory、Device
I/O
Ring 1 很少使用
Ring 2很少使用
Ring 3 應用程式

16.  簡單分成兩種模式 supervisor / user-mode,
其中系統的 Kernel 是運行在 supervisor
mode(Ring 0).而 applications 則是運行在
User mode(Ring 3)
圖片來源:http://benjr.tw/3407

17. x86 virtualization
 正常開機過程
圖片來源:http://krutikakamilla.wordpress.com/2012/10/05/virtualization/

18. x86 virtualization
 full virtualization - 全虛擬化
圖片來源:http://krutikakamilla.wordpress.com/2012/10/05/virtualization/

19. x86 virtualization
 para virtualization –半虛擬化
圖片來源:http://krutikakamilla.wordpress.com/2012/10/05/virtualization/

20. x86 virtualization
 Hardware Assisted Virtualization -硬體輔助虛擬化
圖片來源:http://krutikakamilla.wordpress.com/2012/10/05/virtualization/

21. 全虛擬化(Full Virtualization)
 Vmware Workstation Virtual Box Virtual
PC, Parallels
圖片來源:http://tkg.im.ncue.edu.tw/?p=574

22. 全虛擬化(Full Virtualization)
 由VMM將作業系統發出的CPU指令透過二進位轉譯技
術（Binary Translation）進行轉換，進而順利存取硬
體資源。
 優點：不需要修改作業系統核心，因此可運作大部分
的作業系統種類。
 缺點：透過二進位轉譯會消耗較多的硬體資源。

23. 半虛擬化(Para Virtualization)
 Citrix Xen, MicrosoftHyper-V
圖片來源:http://tkg.im.ncue.edu.tw/?p=574

24. 半虛擬化(Para Virtualization)
圖片來源:http://www.yastblogger.com/virtualization-architecture/

25. 半虛擬化(Para Virtualization)
圖片來源:http://www.yastblogger.com/virtualization-architecture/

26. 半虛擬化(Para Virtualization)
 必須修改作業系統核心而植入Hypercall，並且透過
Hypercall來存取硬體資源。
 優點：此方式虛擬化對於硬體資源消耗相對較少。
缺點：因為必須修改作業系統核心，因此可於半虛擬
化平台上運作的作業系統種類較少。

27. 硬體輔助虛擬化 (Hardware
Assisted Virtualization)
 VMware vSphere ESX
圖片來源:http://www.yastblogger.com/virtualization-architecture/

28. 硬體輔助虛擬化 (Hardware
Assisted Virtualization)
 Kernel-based Virtual Machine
圖片來源:http://www.yastblogger.com/virtualization-architecture/

29. 硬體輔助虛擬化 (Hardware
Assisted Virtualization)
 從x86 CPU 架構著手來改善x86 虛擬化門檻，分別提
出了Intel-VT (Vanderpool) 及AMD-V (Pacifica) 虛擬
化技術
 # cat /proc/cpuinfo | grep svm
 # cat /proc/cpuinfo | grep vmx
 特權模式分為二個等級，原先的Ring 0 ~ Ring 3 稱為
Non-Root Mode，新增Ring -1 稱為Root Mode

30. 參考資料
網頁資料
 Virtualization- CPU
http://benjr.tw/3407
 Virtualization
http://benjr.tw/3383
 什麼是虛擬化
http://tkg.im.ncue.edu.tw/?p=574
 VMware虛擬化技術實作問答
http://www.netadmin.com.tw/article_content.aspx?
sn=1201090002

31. 參考資料
網頁資料
 雲端運算： 虛擬化類別
http://technet.microsoft.com/zh-
tw/magazine/hh802393.aspx
 機房革命虛擬化起飛
http://www.ithome.com.tw/itadm/article.php?c=41169&
s=1
 Linux 核心虛擬技術 - KVM
http://linuxkvm.blogspot.tw/2011/04/linux-kvmkernel-
based-virtual-machine.html

32. 參考資料
 電子文本
 雲端演講-Final-林國龍
http://im.dyu.edu.tw/files/disquisition/%E9%9B%B2%E7
%AB%AF%E6%BC%94%E8%AC%9B-Final
 虛擬化技術及應用-張保榮教授
http://www.csie.nuk.edu.tw/~brchang/intro_vm.pdf
 虛擬化－雲端時代您不得不會的關鍵技術-王耀聰
http://www.classcloud.org/cloud/raw-
attachment/wiki/TCCG110527/part-2.pdf
 Why can’t we do ‘raw’ I/O?
www.cs.usfca.edu/~cruse/cs336s09/lesson20.ppt

33. Thanks for listening