转载FusionSphere架构详解

Posted 2020-10-08

FusionSphere底层使用Xen架构：

1.单台物理机上建立hypervisor系统。

2.将所有单个hypervisor系统整合起来管理使用。

 

       安装CNA节点，所有的物理服务器都会先成为CNA节点（Computing Node Agent），安装CNA节点的过程实际上就是安装FusionSphere底层操作系统的过程，裸物理服务器安装了FusionSphere底层操作系统后就成为了CNA，并成为了UVP平台的一个成员（Universal Virtualization Platform通用虚拟化平台），该操作系统我们成为Cloud OS。

 

      在多个物理服务器安装了Cloud OS后，我们还需要将所有已经虚拟化的资源用起来，这时候就需要用到VRM（Virtual Resource Management）组件，VRM的功能体现在对FusionSphere hypervisor的统一管理上，简单的说就是把安装了Cloud OS的各个独立的CNA节点统一管理起来，并对各个节点中的计算资源、网络资源、存储资源三大资源进行统一管理和分配，具体表现在虚拟机的创建和管理，分布式虚拟交换机的创建和管理，存储资源的应用，datastore的创建和管理等功能。

 

      FusionCompute就是VRM功能的外化管理界面，同时为更好的使用FusionCompute所提供的的虚拟化资源管理功能，有了FusionManager这个组件，FusionManager是一个在FusionCompute上层的hypervisor管理软件，除了可以管理FusionCompute还可以管理vSphere，Hyper-v等其他厂商和平台的hypervisor，通过不同平台所提供的的开放接口调用平台的基本功能，在这些功能上作进一步的资源调度管理就是FusionManager的作用了。

 

       在FusionSphere这个系统中，FusionCompute、FusionManager等组件都是以虚拟机形式存在于hypervisor之上，安装了FusionCompute和FusionManager虚拟机的节点作为MCNA，也就是管理节点，拥有管理节点的集群为管理集群。我们在安装VRM和FusionCompute等组件时都是用华为提供的虚拟机模板直接导入的。

 

       XEN虚拟化架构中的几个重要概念，XEN hypervisor，Domain 0和Domain U

 

       Xen hypervisor是计算机硬件的软件抽象层，它直接运行与硬件之上，并将其计算能力通过抽象接口（虚拟机）提供给运行于其上的任何操作系统。它的首要任务是在各虚拟机之间进行CPU资源调度，内存资源分配及中断请求管理，并负责控制共享处理环境的各虚拟机的执行。但它并不负责实现计算机系统应该具备的网络、外部存储设备、显示设备或其他通用I/O功能等。

 

Domain0

       Xen虚拟化环境中用Domain来描述各虚拟机，每个域都有其id等属性，因此各虚拟机常表示为domain0、domain1等。DOM0是运行Xen hypervisor上的一个独特的虚拟机，其操作系统为经过特殊修改的Linux内核，其能够直接访问硬件I/O资源及与其他虚拟机进行交互。其他的域没有直接访问硬件I/O资源的权限，并且彼此间是高度隔离的。因此，DOM0又称为特权域，其他域则统称为DomU，需要注意的是，DomU通过DOM0来实现I/O功能，因此，在运行DomU之前必须先启动Dom0。

DomainU

       DomU是非特权域，它们均无权限直接访问硬件资源，Xen支持两种不同类型的虚拟模式：PV（paravirtualization）和HVM（Hardware-assisted or Full Virtualization），它们可以同时运行于同一个Xen Hypervisor上，并且甚至可以在HVM环境使用PV技术。

 

 Xen半虚拟化（Xen Paravirtualization）

      半虚拟化（Paravirtualization，简称为PV）是由Xen开发的高效且轻量级的虚拟化技术，现已经为众多虚拟化平台所借用。PV不要求CPU支持虚拟化扩展，但依赖于Xen-PV-enabled内核和PV驱动程序，因此，客户机guest明确知道自己运行于hypervisor之上，它不需要仿真硬件，从而能高效运行。

 

        PV客户机中包含两类特殊驱动：网络前端驱动（Network Frontend Driver）和块设备前端驱动（Block Frontend Driver），分别用以与Dom0中对应的后端驱动通信以完成网络访问和块设备访问。

 

Xen完全虚拟化（Xen Full Virtualization）

完全虚拟化也成为硬件辅助的虚拟化，它利用CPU的特殊扩展功能实现客户机的虚拟。HVM依赖于Intel VT或AMD-V硬件扩展，同时，Xen还使用Qemu来为HVM模拟PC硬件，如Bios、IDE磁盘控制器、VGA图形适配、USB控制器及网络适配器等，而CPU的虚拟化扩展技术还能够大大提升这些仿真硬件的性能。HVM不要求操作系统做出任何修改即可正常运行，故此，Windows等操作系统均可运行于HVM环境。但需要注意的是，HVM虚拟机需要仿真多种硬件，因此其性能不如PV虚拟机。

 

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