vSphere 技术能力：虚拟机和虚拟机硬件

vSphere 计算功能：虚拟机和虚拟硬件

在实际的物理环境中，操作系统直接安装在服务器上，通过驱动程序与服务器硬件进行交互。 每个操作系统必须有正确的驱动程序和功能才能支持物理硬件和特定的 I/O 组件，如主机总线适配器、网络适配器等。

一旦操作系统安装在物理系统上，就很难将其移动或迁移至另一台物理主机，这是因为操作系统专门针对该特定硬件进行了配置。

虚拟机 (VM) 是一个由 vSphere 虚拟化管理程序（也称为“VMkernel”）控制的软件构造体。 所有虚拟机配置信息、状态信息和数据都封装在存储在数据存储中的一组离散文件中。 这使虚拟机具有可移动性，并且易于备份或克隆。

每个虚拟机都有虚拟硬件，这些虚拟硬件在所安装的客户操作系统及其应用中显示为物理硬件。 每个客户操作系统都能识别出常规硬件设备，但它并不知道这些设备实际上是虚拟设备。 虚拟机具有统一的硬件（少数选项可以由系统管理员控制）。 统一硬件使得虚拟机可以跨 vSphere 主机进行迁移。

 

虚拟机组件

虚拟机通常有一个操作系统、VMware Tools 以及虚拟资源和硬件，其管理方式与物理计算机非常相似。 在虚拟机上安装客户操作系统与在物理计算机上安装操作系统完全一样。 您必须拥有操作系统供应商提供的包含安装文件的 CD/DVD-ROM 或 ISO 映像。

VMware Tools 可增强虚拟机客户操作系统的性能并改善虚拟机的管理，提高您对虚拟机界面的控制力。

所有虚拟机都有一个硬件版本，该硬件版本指示虚拟机支持的虚拟硬件特性，如 BIOS 或 EFI、虚拟插槽数、最多 CPU 数、最大内存配置和其他硬件特征。 创建虚拟机所用的 vSphere 主机的版本决定了虚拟机的硬件版本。

虚拟 CPU

虚拟机至少配置一个虚拟 CPU (VCPU)。 当 VCPU 需要运行时，VMkernel 会将该 VCPU 映射到可用的硬件执行环境 (HEC)。 HEC 即处理器调度一个执行线程的能力，它对应于一个 CPU 核心或一个超线程（如果 CPU 支持超线程）。 超线程或多核 CPU 提供两个或多个 HEC 以调度 VCPU 运行。

使用 vSphere 的虚拟对称多处理器功能 (VMware® Virtual SMP) 意味着可以为虚拟机配置 1 至 64 个虚拟 CPU。 例如，对于单 VCPU 虚拟机，每次会将其 VCPU 调度到一个 HEC 中。 对于双 VCPU 虚拟机，每次会将其 VCPU 分别调度到两个 HEC 中，以此类推。 可以向一个虚拟机分配的最大 VCPU 数量相当于您的服务器硬件中可用的最大 HEC 数量。

 

虚拟内存

尽管数据中心的物理服务器上通常配置了大量内存，但在同一时间一般只有一少部分处于活动状态。 通过在一台物理服务器上合并多个虚拟机，可以获得较高的活动内存使用率。 这种对于内存资源的高效使用可以降低数据中心的资金和运营成本。

vSphere VMkernel 管理服务器的 RAM。 通过 VMware 设计的若干功能，vSphere 可支持实现 RAM 的高效使用和更高的整合率，包括透明页共享、客户机内存回收和内存压缩。

最多可以为一个虚拟机配置 1 TB RAM。

 

份额和限制

vSphere 使用份额和限制来确保主机上（或集群中）一起运行的虚拟机能够获得足够的资源，如 CPU、内存、网络和存储。

份额可以保证为虚拟机提供资源（CPU、RAM、网络或存储 I/O）的特定百分比。 默认情况下，每个虚拟机将能够访问相同比例的资源。 例如，如果 vSphere 主机上运行 4 个虚拟机，则每个虚拟机可以访问 25% 的可用 CPU 资源。 如果有多余的容量可用，则虚拟机可以利用更多。

限制则可以为资源分配提供硬性上限。 即使有更多 CPU 容量可用，您也可以将虚拟机可获得的虚拟 CPU 频率设置为不超过 1 GHz。 限制通常会在客户支付资源使用费的共享基础架构配置中使用。

 

 创建虚拟机时设置的内存量：

该虚拟机可以使用支配的最大物理内存量，一台ESX Server上部署的多个虚拟机设置的内存量总和可以大于该ESX Server实际拥有的物物理内存量，其之间的资源争夺原则依据设置的share值。

资源池

借助资源池，您可以根据业务需要分层次地划分并分配 CPU 和内存资源。 划分并分配 CPU 和内存资源的原因包括维护行政界限、执行收费政策，或者适应地域或部门划分。 资源池还用于向其他用户和组委派权限。

可以在非集群（独立式）vSphere 主机或为 VMware Distributed Resource Scheduler (DRS) 启用的集群中配置 CPU 和内存资源池。

与虚拟机类似，资源池都具有相应的 CPU 和内存资源的预留、限制以及份额值：

• 份额 – 使用份额可以保证为资源池分配特定的 CPU 和内存资源量。
• 预留 – 这是资源池所需的最小 CPU 和内存资源量。
• 限制 – 这是为此资源池提供的最大 CPU 和内存资源量。 默认情况下，会为资源池提供对最大资源量的“无限”访问权限。
• 可扩展预留 – 借助该属性，无法满足预留量要求的资源池可以在其层次结构中查找非预留容量，以满足预留量要求。

份额、预留和限制也可在虚拟机级别应用，但会受限于每个虚拟机资源池中的资源。