（云计算）华为HCIP全笔记——FusionCompute篇（二）FC计算虚拟化：CNA介绍、GPU虚拟化、GPU直通技术、内存复用、NUMA亲和度调度、虚拟机HA、IMC策略...

FusionCompute云操作系统软件(计算虚拟化)

FusionCompute支持将x86服务器虚拟化为多台虚拟机，最终用户可以在这些虚拟机上安装各种软件，挂载磁盘，调整配置，调整网络，就像普通的x86服务器一样使用它。

• 对于最终用户，虚拟机比物理机的优势在于它可以很快速的发放，很方便的调整配置和组网。
• 对于维护人员来讲，虚拟机复用了硬件，这样硬件更少，加上云平台的自动维护能力，维护成本显著降低。
• 对于系统管理员，可以很直观的知道资源使用的总量及变化趋势，以便决策是否扩容。

---

主要负责：

1. 硬件资源的虚拟化
2. 对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理

CNA(Computing Node Agent —— 计算节点代理)

• CNA部署在各需要虚拟化的服务器上

主要提供虚拟化功能，通常以集群的方式部署，
将集群内的资源(计算、存储、网络)提供给用户使用

组成部分：

• VNA：实现对UVP的管理功能
• UVP：执行虚拟化功能，是华为自己的一个虚拟化技术

功能：

1. 提供虚拟计算功能
2. 管理计算节点上的计算机
3. 管理计算节点上的计算、存储、网络资源

VRM(Virtual Resource Manager —— 虚拟资源管理)

VRM可以作为一个虚拟机进行部署，也可以部署在服务器上

VRM不能进行关机处理，因为一旦VRM关机，
那么在网页中的可视化管理平台WebUi Portal就会关闭

为管理员提供Portal，方便用户对FusionCompute进行管理和使用

功能：

1. 管理集群内的块存储资源
2. 管理集群内的网络资源(IP/VLAN)，为虚拟机分配IP地址
3. 管理集群内虚拟机的生命周期以及虚拟机在计算节点上的分布和迁移。
4. 管理集群内资源的动态调整
5. 通过对虚拟资源、用户数据的统一管理，对外提供弹性计算、存储、IP等服务。
   FusionCompute对整个系统进行操作维护，包含资源管理、资源监控、资源报表等

其他虚拟化

虚拟化计算：

• 将物理服务器抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至几百台服务器

虚拟化存储：

• 将存储设备抽象成数据存储，如何分配给虚拟机使用，
  虚拟机以文件的形式存放在数据存储当中。

FusionCompute支持将SAN设备、计算节点本地存储以及FusionStorage提供的虚拟存储空间统一管理，以虚拟卷的形式分配给虚拟机使用。

虚拟化网络：

• 每个虚拟机都拥有虚拟网卡，虚拟网卡具备IP地址/MAC地址。

从虚拟机角度，虚拟网卡和物理网卡一致。
虚拟网卡连接DVS的端口组，DVS使用上行链路和物理网络相连

FusionCompute具备支持分布式虚拟交换，可以向虚拟机提供独立的网络平面。像物理交换机一样，不同的网络平面间通过VLAN进行隔离。

使用虚拟化的价值

1. 提高资源利用率
2. 提高资源的可靠性

计算虚拟化相关技术

灵活管理架构

技术特点和价值：

1. 每个逻辑集群支持128台物理机，适用于高性能、大规模业务群部署，减低冗余物理机比例
2. 每逻辑集群支持8000台虚拟机，适合桌面云等规模大、性能要求不高业务部署
3. 高可用性设计，VRM(虚拟化部署或物理部署)主备部署，保证系统可用性

支持GPU虚拟化，GPU直通

应用场景：

1. 适用于虚拟化环境下运行的工程制图、媒体制作、3D游戏、GIS等应用
2. 工业设计、多媒体编辑、能源行业、金融服务与贸易、医疗成像系统、教育行业的最佳实践
3. 提高虚拟化环境下高性能图形图像应用体验

关键技术&价值特性：

1. 物理GPU在硬件支持虚拟机通过绑定GPU直接访问物理GPU的部分硬件资源
2. 基于NVIDIA GRID卡提供GPU虚拟化，提升图形应用体验
3. 支持vGPU资源管理和调度，实现GPU负载均衡调度
4. 支持的多媒体接口：OpenGL、DiretX
5. 支持AERO特性、多显示器、DXVA视频硬件加速

在线调整CPU和内存：

技术原理：

• vRAM，vCPU不仅支持离线添加/删除，支持在线添加

技术特点：

• 平台支持在虚拟机运行情况下调整CPU和内存规格，虚拟机不需要重启即可生效

适用场景：

• 根据业务需要，灵活调整虚拟机的CPU、内存数量配置

应用价值：

1. 根据虚拟机的需求，灵活调整其配置
2. 纵向扩展有效保证单个虚拟机QoS
3. 与横向扩展有机结合，保证集群QoS

主机内存超分配

Host Memory和Guest Memory之间并不是一一对应。

• 可以超额分配内存给VM。

其关键就在于FC可以通过内存复用技术实现超分配功能。

• 例如，物理内存共4G，但上层三个GuestOS的分配的总内存达到了6G

内存复用

内存共享：

• 虚拟机之间共享同一物理内存空间 (蓝色)，此时虚拟机仅对内存做只读操作
  写时复制：

• 当虚拟机需要对内存进行写操作时 (橙色)，开辟另一内存空间，并修改映射

---

内存置换：

• 虚拟机长时间未访问的内存内容被置换到存储中，并建立映射，当虚拟机再次访问该内存内容时再置换回来

---

内存气泡：

• Hypervisor通过内存气泡将较为空闲的虚拟机内存释放给内存使用率较高的虚拟机，从而提升内存利用率

---

技术特点：

• 华为虚拟化平台，通过智能复用(内存共享，内存置换，内存气泡)技术将内存复用比替身至150%，领先C等友商

应用价值：

• 同等内存资源条件下，虚拟机密度提升150%，降低50%的硬件(内存)采购成本

NUMA亲和性调度

虚拟机HA

虚拟机热迁移：

技术特点：

1. 基于内存压缩传输技术，虚拟机热迁移效率提升1倍。
2. 虚拟机磁盘数据位置不变，只更改映射关系

适用场景：

• 可容忍短时间中断，但必须要快速恢复业务。比如轻量级数据库业务，桌面云业务

动态资源调度：

技术特点：

1. 同一集群内，VM由系统根据策略自动负载均衡
2. 负载均衡算法优化，避免VM无效迁移

适用场景：

1. 负载均衡确保业务性能
2. 削峰填谷，避免高峰期的拥塞

DPM分布式电源管理：

技术特点:

1. 系统自动选择合适的物理机上下电，减小迁移VM数量
2. 保证小部分物理机处理休眠态，以快速满足新增业务所需资源

适用场景:

1. 夜间低负载，自动迁移虚拟机，下点空闲主机
2. 日渐业务需求上升，自动上电主机，迁移虚拟机到新上电主机

IMC：

设置集群的IMC策略，使虚拟机可以不同的CPU类型的主机之间进行迁移

IMC可以确保集群内的主机向虚拟机提供相同的CPU功能集，即使这些主机的实际CPU不同，也不会因CPU不兼容而导致迁移虚拟机失败

设备集群IMC策略时，如果集群中有主机或虚拟机，则必须满足下面的条件：

1. 集群下的主机的cpu功能集必须等于或高于设置的目标基准功能集
2. 集群下运行或休眠状态的虚拟机CPU功能集必须等于或地域目标基准功能集。
   如果存在不满足条件的虚拟机，需要将虚拟机关机或迁移出该集群后设置

规则组：

虚拟机 条件 适用场景 聚集虚拟机 列出的虚拟机必须在同一主机上运行 当多台虚拟机处理统一业务时也可以适用 互斥虚拟机 列出的虚拟机必须在不同主机上运行 当两台虚拟机处于一主一备时就可以使用 虚拟机到主机 虚拟机组的成员是否能在特定主机组的成员上运行 当对虚拟机硬件有要求就可以将虚拟机都拢共成一个主机组中

❤️HCIP专栏——前文链接

• （云计算HCIP）价值8k的上万字学习笔记，考华为云计算HICP的有福啦！HCIP全笔记（一）本篇涵盖 云计算概述，谈及虚拟化、云计算的介绍、云服务模式、部署模式的区别和主流云计算技术
• （云计算HCIP）价值8k的上万字学习笔记，考华为云计算HICP的有福啦！HCIP全笔记（二）本篇介绍服务器基础、硬件结构、RAID冗余阵列
• （云计算HCIP）价值8k的上万字学习笔记，考华为云计算HICP的有福啦！HCIP全笔记（三）本篇介绍网卡、华为服务器网卡类型、电源和风扇、服务器关键技术：BIOS、IBMC、BMC、IPMI
• （云计算HCIP）价值8k的上万字学习笔记，考华为云计算HICP的有福啦！HCIP全笔记（四）本篇介绍 存储技术、硬盘类型、存储架构：DAS、SAN、NAS等
• （云计算HCIP）价值8k的上万字学习笔记，考华为云计算HICP的有福啦！HCIP全笔记（五）本篇介绍存储形态、RAID技术特点与工作原理、RAID的常见级别介绍
• （云计算HCIP）价值8k的上万字学习笔记，考华为云计算HICP的有福啦！HCIP全笔记（六）本篇介绍存储协议，包含：SCSI、iSCSI、FC协议、iFCP协议、FCoE协议；FC协议与TCP协议
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（七）本篇介绍网络技术基础，包含：网关、交换机、路由的介绍，OSI网络参考模型、TCP/IP协议栈、TCP和UDP协议、SSH协议
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（八）本篇介绍网络技术基础，包含：网络交换的流程、交换机原理、VLAN技术、VLAN划分与接口类型、路由原理、路由转发流程、静态路由和默认路由
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（九）本篇介绍操作系统基础，内容包含：操作系统组成、分类和定义，Linux的特性结构和Linux版本分类
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十）本篇介绍操作系统基础，内容包含：linux命令使用、linux文件相关命令、vim的使用、配置openEuler静态IP地址、设置主机名 等
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十一）本篇介绍虚拟化技术，内容包含：虚拟化介绍、虚拟化定义、虚拟化重要概念、虚拟机类型、虚拟化的特点：分区、隔离、封装、硬件独立
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十二）本篇介绍虚拟化技术，内容包含：虚拟化资源、CPU虚拟化、KUMA、KVM介绍、模拟CPU指令、敏感指令区分、内存虚拟化、TLB技术、影子页表技术
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十三）本篇介绍虚拟化技术，内容包含：虚拟化资源、虚拟化过程、I/O虚拟化、虚拟化架构KVM和Xen介绍、主流虚拟化技术介绍
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十四）本篇介绍云计算存储基础，内容包含：物理存储内/外存、集中式和分布式存储差异、虚拟化和非虚拟化存储、文件系统、华为虚拟化产品的存储架构
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十五）本篇介绍网络虚拟化，内容包含：网桥、虚拟交换模型、网络安全策略、安全组、Trunk口、流量走向、端口组…
• （云计算HCIP）HCIP全笔记（十六）本篇介绍虚拟机VM特性：内存复用、虚拟机克隆、虚拟机快照、NUMA架构、资源迁移、磁盘扩容、HA集群迁移、VNC登录…

😎👉HCIP——Fusioncompute篇

• （云计算）华为HCIP全笔记——FusionCompute篇（一）：介绍华为云FusionSphere的架构组成、虚拟化套件特点，FusionCompute产品介绍

💕👉博客专栏

• Golang专栏-包含基础、Gin、Goam等知识
• 云原生专栏-包含k8s、docker等知识
• 从0开始学习云计算-华为HCIP证书
• JUC专栏-带你快速领悟JUC的知识！
• JVM专栏-深入Java虚拟机，理解JVM的原理
• 基于Java研究 数据结构与算法-包含贪心算法、加权图、最短路径算法等知识
• Docker专栏-上手热门容器技术Docker
• SpringBoot专栏-学习SpringBoot快速开发后端
• 项目管理工具的学习-设计技术：Maven、Git、Gradle等相关管理工具
• JavaSE-全面了解Java基础
• JS专栏-使用JS作的一部分实例~
• 使用CSS所作的一部分案例