云计算基础,虚拟化原理


一、虚拟化

1.1 什么是虚拟化

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资源池化
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1.2 虚拟化类型

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二 、存储虚拟化

2.1 存储指标

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IOPS(Input/Output Operations Per Second)

定义:IOPS 是指每秒进行的输入 /输出操作次数。
它主要用于衡量存储设备(如硬盘、固态硬盘等)在单位时间内能够处理的读写操作的数量。例如,一个存储设备的 IOPS 为 100,表示它每秒可以执行 100 次读取或者写入操作。 影响因素: 存储设备类型:固态硬盘(SSD)通常比机械硬盘(HDD)具有更高的 IOPS。这是因为 SSD 使用闪存芯片存储数据,数据的读写是通过电信号控制闪存芯片内的晶体管来实现的,其读写速度极快;而 HDD 是通过磁头在高速旋转的盘片上进行数据的读写操作,机械结构导致其读写速度相对较慢。
存储设备的内部架构
对于 SSD,其内部的闪存芯片通道数量、主控芯片性能等因素都会影响 IOPS。更多的闪存芯片通道可以同时进行数据传输,提高IOPS;高性能的主控芯片能够更好地调度和管理数据读写,优化 IOPS。 文件系统和数据块大小:不同的文件系统对 IOPS也有影响。例如,某些文件系统在处理小文件时可能具有较高的 IOPS,而在处理大文件时性能下降。同时,数据块大小也很关键,较小的数据块大小可能会导致更多的IOPS,因为每次读写的数据量小,操作频繁,但这也可能会增加系统开销。 应用场景: 数据库应用:在数据库系统中,高 IOPS是非常重要的。例如,对于一个频繁进行数据插入、更新和查询的在线交易数据库,大量的事务操作需要快速的读写支持。每一笔交易可能涉及多次数据读写,高IOPS 能够确保数据库系统快速响应,减少交易等待时间,提高系统的并发处理能力。 虚拟桌面基础架构(VDI):在 VDI环境中,多个用户通过虚拟桌面访问存储在服务器上的数据。当用户同时启动应用程序、加载文件等操作时,需要高 IOPS 来保证存储系统能够快速地为每个用户提供数据读写服务,避免用户体验的卡顿。

吞吐量(Throughput)

定义:吞吐量是指单位时间内成功地传输数据的数量。它通常以字节 / 秒(Bps)、千字节 / 秒(KBps)、兆字节 / 秒(MBps)或吉字节 / 秒(GBps)等单位来衡量。例如,一个网络连接的吞吐量为 10MBps,表示每秒可以成功传输 10兆字节的数据。
影响因素
网络带宽:这是影响吞吐量的一个关键因素。网络带宽就像是一条高速公路的宽度,带宽越高,能够同时传输的数据量就越大。例如,一个 100Mbps的网络连接比 10Mbps 的网络连接理论上具有更高的吞吐量。
传输协议和设备性能:不同的传输协议对吞吐量有不同的影响。例如,在网络传输中,TCP/IP协议的窗口大小、拥塞控制机制等都会影响数据传输的效率。同时,网络设备(如路由器、交换机等)的性能也很重要。高性能的设备能够更好地处理和转发数据,减少传输延迟,提高吞吐量。
数据传输的内容和格式:数据的类型(如文本、音频、视频等)和格式也会影响吞吐量。例如,传输未经压缩的高清视频数据需要比传输简单文本文件更高的吞吐量,因为视频数据量更大。
应用场景: 文件传输服务:在云存储服务或者企业内部的文件共享服务中,吞吐量决定了文件传输的速度。例如,当用户从云存储中下载一个大型文件(如
1GB 的高清电影)时,高吞吐量可以使文件在短时间内下载完成,提高用户体验。
数据中心内部的数据传输:在数据中心中,服务器之间需要大量的数据交换。例如,在分布式存储系统中,数据节