从网格计算到云计算 -- 虚拟化的探索与实践 金海 华中科技大学计算机学院
提纲 网格计算和云计算 计算系统虚拟化基础理论与方法研究 973 项目简介 桌面虚拟化技术实践 总结
网格计算 动态多机构虚拟组织中的资源共享和协同问题求解 (Resource sharing & coordinated problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organizations)
网格计算的本质 资源异构 多机构 虚拟组织 以科学计算为主 采用高性能计算机 问题求解环境紧耦合
网格计算中也有虚拟化技术
云计算的技术背景 云计算是并行计算 (Parallel Computing) 分布式计算 (Distributed Computing) 和网格计算 (Grid Computing) 的自然延伸, 或者说是这些计算机科学概念的商业实现 云计算是虚拟化 (Virtualization) 效用计算 (Utility Computing) IaaS( 基础设施即服务 ) PaaS( 平台即服务 ) SaaS( 软件即服务 ) 等技术混合演进并跃升的结果
Hot in Cloud Computing Legend: Cluster computing, Grid computing, Cloud computing
2008 Gartner IT Hype Cycle of Emerging Technologies
维基中的云计算定义 Cloud computing involves the provision of dynamically scalable and often virtualized resources as a service over the Internet.
云计算的本质 并不强调资源异构 单一机构拥有 虚拟机 以商业应用为主 采用普通服务器集群 松耦合环境下的海量数据处理
立项依据及科学问题 云计算的技术基础 : 虚拟化技术 虚拟化是将底层物理设备与上层操作系统 软件分离的一种去耦合技术 虚拟化的目标是实 现 IT 资源利用效率 和灵活性的最大化
虚拟化的历史 Christopher Strachey, Time sharing in large, fast computers, Proceedings of the International Conference on Information Processing (IFIP 59), UNESCO, Paris, France, June 15-20, 1959, pp.336-341
提纲 网格计算和云计算 计算系统虚拟化基础理论与方法研究 973 项目简介 桌面虚拟化技术实践 总结
http://grid.hust.edu.cn/973
以用户为中心构建虚拟化计算系统 提高用户操作环境的灵活性和自动配置能力 保证分布异构资源的使用透明高效 资源使用环境虚拟化 用户操作环境虚拟化 用户 资源使用 用户操作 保证任务执行环境构建所需的资源粒度可变 任务执行环境虚拟化 任务执行
课题任务 http://grid.hust.edu.cn/973 性能评测 验证与应用示范研究 课题 6: 虚拟计算系统评测理论与方法 课题 7: 基于高效能计算机的虚拟化技术研究 课题 8: 虚拟化仿真系统应用研究 用户操作环境协同普适 资源使用环境高效透明 任务执行环境的动态构建 课题 1: 计算系统虚拟化理论模型及体系结构 课题 2: 单计算系统资源虚拟化方法 课题 4: 虚拟计算系统普适化运行环境 课题 3: 多计算系统资源虚拟化方法 课题 5: 虚拟计算系统安全可信机制
研究团队 http://grid.hust.edu.cn/973
提纲 网格计算和云计算 计算系统虚拟化基础理论与方法研究 973 项目简介 桌面虚拟化技术实践 总结
面向云的桌面虚拟化 动态适应用户需求变化, 为用户提供高效 安全 易用的云资源访问的桌面环境 按需动态构建虚拟化桌面环境 与客户端现有 OS 无差别的人机接口 计算 数据远程部署的安全可信环境 无限延展 动态调配的云中计算资源
ClouDesk: 云计算的用户桌面 云中异构资源聚合与共享 工作环境的个性化定制 工作环境的保存与恢复 工作环境的在线迁移 移动环境的虚拟接入 本地资源的协同访问
桌面虚拟化体系框架 Data Server APP Server Xen server Xen server Internet VCM Virtualized PC Domain 0 Domain U Xen Thin Client PDA
断点保护和恢复 Multi-VM collaborative save & restore Recoverable long-running desktop applications User environment mobility High availability Multi-host checkpointing Checkpoint synchronization (Lamport clocks) Transparent rolling checkpoints (Copy-on-write) Memory image saving optimization
Virtual Appliance USB devices and printers on the client can be accessed by the remote application on a local network or the Internet access Network mount App Server remote desktop delivering USB device client Plug in
虚拟机全生命周期管理 Role-based life cycle monitor scheme VM suspending management VM process priority policy VM template life cycle management VM checkpoint life cycle management
All-in-one Desktop Environment
桌面用户操作流程 选择你所需要的应用程序 360 安全卫士暴风影音卡巴斯基超星阅览器腾讯 QQ 千千静听 Microsoft Office Word Microsoft Office PowerPoint Microsoft Office Excel Adobe Acrobat 7.0 Source Insight
应用程序配置中 选择你所需要的应用程序 360 安全卫士暴风影音卡巴斯基超星阅览器腾讯 QQ 千千静听 Microsoft Office Word Microsoft Office PowerPoint Microsoft Office Excel Adobe Acrobat 7.0 Source Insight
应用程序配置完成 应用程序列表超星阅览器 Microsoft Office Word Microsoft Office PowerPoint Microsoft Office Excel Adobe Acrobat 7.0
应用程序配置完成更新程序列表中 选择你所需要的应用程序 应用程序列表 360 安全卫士暴风影音超星阅览器卡巴斯基 Microsoft Office Word 超星阅览器 Microsoft Office PowerPoint Microsoft Office 腾讯 Excel QQ Adobe Acrobat 千千静听 7.0 Source Insight Microsoft Office Word Microsoft Office PowerPoint Microsoft Office Excel Adobe Acrobat 7.0 Source Insight
应用场景 最近使用列表 2008 1 1 于北京 2008 1 2 于北京 2008 1 3 于武汉 2008 1 4 于武汉 2008 1 5 于上海 2008 1 6 于上海 2008 1 7 于上海 2008 1 8 于香港 2008 1 9 于香港 2008 1 10 于香港
是否恢复上次运行中的程序?
是否保存? 是 否
提纲 网格计算和云计算 计算系统虚拟化基础理论与方法研究 973 项目简介 桌面虚拟化技术实践 总结
总结 虚拟化技术已成为云计算等新型计算模型的基础, 但是还有很多基础性问题尚未解决 面向国家重大需求, 解决计算设施的重大基础性问题 研究成果将为计算机体系结构的基础研究和产业发展奠定基础
国内第一本虚拟化领域的学术专著 第一章概述第二章指令级虚拟化第三章计算系统虚拟化方法第四章多虚拟机监控与管理第五章虚拟用户使用环境第六章安全可信的虚拟计算系统第七章虚拟计算系统的性能评测第八章虚拟化在高效能计算机中的应用第九章虚拟化在仿真系统中的应用第十章虚拟化技术的现状和未来
国内第一本 XEN 虚拟机代码分析专著 第一章概述第二章 Xen 体系结构第三章 Xen 共享页机制第四章超级调用和事件通道第五章授权表第六章 CPU 虚拟化第七章内存虚拟化第八章 I/O 设备虚拟化第九章 Xen 访问控制模块第十章可信平台模块虚拟化第十一章硬件虚拟化
谢谢!