一、虚拟化

1.1 简介

​ 虚拟化是指计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行,允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。 ​ 顾名思义,虚拟化就是在计算上虚拟出一些实际计算机里真实存在的东西,以达到更方便、简单、成本低、安全性高的目的。比如,虚拟计算机硬件,可以安装操作系统;以现有操作系统为蓝本,再虚拟出几个一摸一样的;虚拟一个操作系统环境,可以安装应用软件。这个解释,是本人很通俗的说法,严格精准的定义,至今还未看到。

1.2 分类

​ 虚拟化技术,经过数年的发展,已经成为一个庞大的技术家族,其技术形式种类繁多,实现的应用也一大箩筐了。但对其分类,网上的介绍比较含糊,分类属性不一。如将服务器虚拟化、硬件虚拟化、cpu虚拟化相提并论,但其实它们都属一个类别,只是按不同属性分类得出的不同名称。

​ 按照不同属性,对虚拟化做一个分类:  以被应用的领域来划分:服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、桌面虚拟化。还有从以某类里衍生出来的,无法归类,比如cpu虚拟化,文件虚拟化。这些不用属性的类别之间的关系又是交错联系的

硬件虚拟化

​ 硬件虚拟化,就是用软件来虚拟一台标准电脑的硬件配置,如cpu、内存、硬盘、声显卡、光驱等,成为一台虚拟的裸机,然后就可以在上面安装操作系统了,其代表产品VMware。 ​ 使用时,先在操作系统里安装一个硬件虚拟化软件,用其虚拟出一台电脑,再安装系统,做到系统里运行系统,并可虚拟出多台电脑,安装多个相同或不同的系统。 ​ 其代表产品为VMware,其余几个知名的有:微软的Virtual PC,开源免费的VirtualBox。 ​ 为虚拟机分配的硬件资源要占用实际硬件的资源,对性能损耗也较大。因为是在系统里安装虚拟化软件,再在虚拟的电脑上装系统,所以就有原系统和虚拟化软件两层消耗,为了提高性能,出现了另外一种硬件虚拟化形式:直接在裸机上安装虚拟化软件,然后安装多个系统,并同时运行。跳过原系统这一环节,性能大大提高。这种虚拟化又叫做准虚拟化。VMware推出的相关产品叫VMware ESXi,微软的该类产品为Hyper-V,主要应用于服务器领域。

应用虚拟化

​ 前两种虚拟化技术,大多应用于企业、服务器和一些IT专业工作领域。随着虚拟化技术的发展,逐渐从企业往个人、专业往大众应用的趋势发展,便出现了应用程序虚拟化技术,简称应用虚拟化。它近年虚拟化的新贵和热门领域。 ​ 前两种虚拟化的目的是虚拟完整的真实的操作系统,应用虚拟化的目的也是虚拟操作系统,但只是为保证应用程序的正常运行虚拟系统的某些关键部分,如注册表、C盘环境等,所以较为轻量、小巧。

软件全虚拟化、软件半虚拟化和硬件辅助虚拟化

​ 纯软件的“全虚拟化”方式不需要修改客户机操作系统,但是其性能较未虚拟化时影响比较大。支持完全虚拟化的虚拟机软件包括VMware Workstation和Virtual PC等。 ​ 半虚拟化模式,这种模式需要对客户机操作系统进行更改,使得客户机操作系统知道其运行在虚拟化环境下,从而可以获得更高的性能。半虚拟化的典型产品包括Xen、UML等。 ​ 看虚拟化技术是完全虚拟化还是半虚拟化,首先看虚拟化技术有没有修改内核,xen虚拟化技术需要修改内核,因此它有完全虚拟化和半虚拟化之分,kvm没有修改内核,因此,它只有完全虚拟化;还要看cpu是否支持硬件虚拟化,支持硬件虚拟化,就是完全虚拟化,不支持,就是半虚拟化。xen有两种选择,而kvm只有一种选择,所以,xen有完全虚拟化和半虚拟化之分,kvm只有完全虚拟化。 ​ 硬件辅助虚拟化技术,在处理器中加入了新的特权级来运行虚拟机监控层,使得客户机操作系统可以运行在原始特权级,不需要更改,并且由硬件来完成两个特权级之间的转换。硬件辅助虚拟技术提高了虚拟机的兼容性和性能。支持硬件辅助虚拟化的有 Linux KVM和Xen等。

1.3 VT技术

​ VT(Virtualization Technology)是Intel为了在硬件层面上辅助虚拟化技术实现,而在其用户平台上开发的虚拟化支持系统。在此之前,虚拟化只能使用软件来虚拟底层的架构。 ​ Intel公司开发了两套VT技术:一套是VT-i,主要针对安腾架构的主机:一套是VT-x, 主要是针对IA32架构的主机。 ​ VT-x依靠VMX(Virtual Machine Extension)来进行对虚拟化技术的硬件支持。作为一 种芯片辅助虚拟化技术,VMX提供两种新的状态来进行虚拟:根模式(VMX root)和非根模式 (VMX non—root)。根模式主要是应对丁Host OS或者VMM的环境。在这种模式下,处理器的行为和没有vT技术时的行为是类似的,可以很好地处理各个特权级别的指令,只是VMX 有其一套指令集,而且当加载数据到某些特定的寄存器的时候,会受到一些限制。而非根模式则是虑对于Guest OS或者vM的环境。在这种环境下,处理器的很多操作是受限的。

二、esxi

2.1 简介

​ VMware ESXi是VMware开发的企业级类型 IHypervisor,用于硬件虚拟化。作为类型IHypervisor,ESXi不是安装在操作系统上的软件应用程序,而是直接安装在硬件上并且集成了重要的操作系统组件,如内核。

2.2 下载

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2.3 安装

开始界面

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等待加载

image-20220331122834665

按回车继续 https://172.16.55.131/

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按f11继续

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选择磁盘,按回车继续

image-20220331123624957

选择键盘布局,默认即可,按回车继续

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输入密码,按回车继续

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按f11安装

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安装进度

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安装成功,移除光盘,按回车重启

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启动界面

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按f2设置ip为静态ip,弹出认证界面,输入密码,按回车继续

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设置界面

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按下方向键选到"configure n=management network",按回车继续

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选择第三个ipv4配置,按回车,选择第三个静态,按空格确认,按回车继续

image-20220331131032600

按esc退出,按y保存

image-20220331131617997

按esc返回开始界面

image-20220331131712555

浏览器访问地址 https://172.16.55.131/

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登录

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安装成功

2.4 使用

在esxi中安装虚拟机,需要准备一个系统镜像。

添加硬盘,右键虚拟机设置,点击添加,类型选择SCSI

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添加完成

点击重新扫描,如果看不到新添加的硬盘,可以重启服务器

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按f12,输入密码,按f11重启

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可以看到新添加的硬盘了

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新建数据存储

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输入名称

image-20220331145220768

下一步

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点击完成,然后点是

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上传iso镜像

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创建虚拟机

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输入名称,选择操作系统和版本

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选择存储

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选择“数据存储iso文件”,弹出的界面选择对应的镜像即可

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完成

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点击虚拟机名称

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打开电源

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成功的话,可以看到安装系统的界面

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虚拟机安装完成

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