虛擬化：物理 vs。 虛擬集群
將多台虛擬機器部署成叢集需要一些特殊的管理和設定技巧。
黃啟、 傑克唐加拉和傑佛瑞 · 福克斯
改編自"分散式和雲計算：從並行處理事情互聯網"（Syngress，印記 Elsevier，2011年)
群集是有效的技術，用於確保高可用性。 它是更有效、 更靈活和更經濟高效虛擬化技術的結合時。 虛擬叢集是建立與虛擬機器 (Vm) 在分散式伺服器從一個或多個物理群集安裝。 在一個虛擬的群集中的虛擬機器相互邏輯上的虛擬網路跨幾個物理網路。
虛擬集群形成與物理機器或承載多個物理群集的一個虛擬機器。 具有以下屬性動態地做虛擬的群集資源調配虛擬機器：
- 虛擬叢集節點可以是物理機器或虛擬機器。 您可以部署多個虛擬機器在同一物理節點上運行不同的作業系統。
- 一個虛擬機器運行管理資源的物理機訪客作業系統 （往往不同于主機作業系統） 在實現虛擬機器的。
- 使用虛擬機器的目的是鞏固在同一伺服器上的多個功能。 這將大大提高伺服器利用率和應用程式的靈活性。
- 你可以征服或複製的目的是促進分散式並行度、 容錯和災難恢復的多個伺服器中的虛擬機器。
- 虛擬叢集的大小 （節點數） 可以增大或收縮動態，類似于覆蓋網路中的對等網路內的大小如何變化。
- 如果任何物理節點失敗，它可能會禁用安裝在故障節點上的虛擬機器的一些。 但是，任何虛擬機器故障不會拉下主機系統。
你必須有效地管理大量的物理計算節點 （也稱為虛擬集群） 上運行的虛擬機器在高性能計算虛擬化環境。 這涉及虛擬叢集部署、 監測和管理大型群集相比。 你還得要應用資源調度、 負載平衡、 伺服器整合、 容錯和其他技術。 在虛擬叢集系統中，它是重要高效地存儲大量的 VM 映射。
有對大多數使用者或應用程式，如作業系統或使用者級程式設計庫的常見安裝。 作為範本 （稱為虛擬機器範本），您可以預先安裝這些套裝軟體。 這些範本，使用者可以建立他們自己的軟體棧。 他們還可以從範本 VM 複製新的 OS 實例。 您可以讓使用者特定元件如程式設計庫和預先安裝這些實例的應用程式。
（主機系統） 的物理機和虛擬機器 （來賓系統） 可能使用不同的作業系統運行。 您可以讓每個虛擬機器安裝在遠端伺服器上或在屬於相同或不同的物理群集的多個伺服器上複製。 當您添加、 刪除或動態遷移 VM 節點，隨著時間的推移，可以更改虛擬叢集的邊界。
快速部署和有效調度
您設計的虛擬環境應該能夠快速部署。 在此實例中，部署意味著兩件事：構建和發佈軟體堆積 （作業系統、 庫和應用程式） 到物理節點作為集群內盡可能快速和快速切換到另一個使用者的虛擬叢集從運行時環境。 如果一個使用者完成使用他的系統，相應的虛擬叢集應該關閉或快速暫停操作將保存為其他使用者的其他虛擬機器運行的資源。
"綠色計算"的概念，最近吸引了很多關注。 不過，以前的方法集中在單個工作站級的節約成本的能源。 他們缺乏更寬的視野。 因此，他們不會一定減少整個群集的功率消耗。
均質工作站和特定應用程式，您可以只應用群集範圍高效節能技術。 即時遷移虛擬機器允許您轉讓工作負載從一個節點到另一個。 然而，它並不能保證這些虛擬機器可以隨機遷移相互之間。
你不能忽視的開銷引起 VM 即時遷移的潛力。 該開銷可能有嚴重的消極影響，對群集利用率、 輸送量和的服務品質問題。 因此，以確定如何設計遷移策略實施綠色計算而不影響群集性能挑戰。
另一個優勢的聚類傳達的虛擬化是負載平衡在虛擬的群集中的應用。 實現負載平衡的狀態，可以使用負載索引和頻率的使用者登錄。 您可以實現基於此模型的虛擬叢集的自動規模縮小和放大機制。
因此，你可以增加模式資源利用率，以縮短系統的回應時間。 映射到最合適的物理節點的虛擬機器，應促進性能。 群集節點工作負載變得不平衡時，動態調整節點的即時遷移虛擬機器之間的負載很有用。
高性能虛擬存儲
您可以將虛擬機器範本，以自訂的虛擬機器的幾個物理主機群集中分發。 您也可以使用現有套裝軟體減少為自訂時間。 很重要，能夠高效地管理您的範本套裝軟體裹佔用的磁碟空間。 可以仔細設計以減少重複的塊的虛擬叢集，分散式的檔案系統中的存儲體系結構和使用的雜湊值進行比較的資料塊的內容。
您的使用者將會有自己相應的虛擬機器的資料塊識別存儲特定于使用者的虛擬叢集中的設定檔。 當使用者修改相應的資料時，將創建新的資料塊。 新創建的塊被標識的使用者設定檔內。
基本上，有部署到目標群集上的虛擬機器的一組的四個步驟：
- 準備磁片映射。
- 配置虛擬機器。
- 選擇目標節點。
- 每個主機上執行 VM 部署命令。
許多系統使用範本來簡化磁片圖像製備過程。 範本是包含有無某些應用軟體的預裝的作業系統的磁片映射。 使用者選擇正確的範本的要求和製作副本作為其自己的磁片映射。
範本可以使用拷貝上寫 (牛) 格式。 新的牛備份檔案是很小，易於創建和轉移。 因此，它肯定可以減少佔用的磁碟空間。 它還縮短了 VM 部署時，使其更為有效比複製整個原始影像檔。
每個虛擬機器配置名稱、 磁片映射、 網路設置、 分配 CPU 和記憶體。 您需要記錄到檔中的每個虛擬機器配置。 不過，這是效率低下時管理大量的虛擬機器。 具有相同配置的虛擬機器可以使用 pre-edited 設定檔來簡化過程。 系統會配置根據到所選擇的設定檔的虛擬機器。
大多數配置專案使用相同的設置。 其中一些 — — 如 VM 的 UUID 名稱和 IP 位址 — — 自動分配的計算值。 通常情況下，使用者不喜歡哪個主機正在運行的虛擬機器。
在考慮您選擇您的 VM 目標主機的戰略時，請記住你常規部署的原則，來滿足您的需要，對於 VM 容量，而且要平衡負載跨主機網路是。 這樣，您就會到達高效平衡之間您可用的資源，您的工作負荷。
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黃凱 一位教授的電腦工程在南加利福尼亞大學和清華大學，中國的客座講座教授。 他獲得了博士學位 在從加利福尼亞大學伯克利分校的本科生。 他在電腦體系結構，數位算術、 出版了大量的並行處理、 分散式系統、 互聯網安全和雲計算。
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傑克唐加拉 是大學電氣工程和電腦科學系傑出的研究人員橡樹嶺國家實驗室和車削的曼徹斯特大學研究員美國田納西大學的著名的教授。 唐加拉的超級電腦基準、 數值分析、 線性代數求解器和高性能計算，領域的先驅和在這些領域都著述。
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傑佛瑞 · 福克斯 是一位傑出的教授的研究生課程，並在資訊學的研究和計算印第安那大學資訊學、 計算和物理和副院長。 他接獲博士學位 從劍橋大學、 英國 福克斯是著名的綜合工作和並行體系結構、 分散式的程式設計、 網格計算、 Web 服務和互聯網應用程式中的廣泛發佈。
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