虚拟化平台的搭建与应用
虚拟化平台的搭建与应用[20191215143728]
课题符合计算机专业培养目标，能够结合科研课题，具有一定的综合训练难度，同意作为毕业设计课题。 摘 要
虚拟机技术出现于上世纪60年代，当时为了提高对珍贵的计算资源的利用率促使虚拟机技术得到了广泛的研究和应用。到了80和90年代，多任务多用户操作系统的普及以及硬件成本下降使虚拟机技术无法发挥其优势，人们冷却了对它的研究热情。现在，在计算机硬件强大性能的前提下，如何降低系统成本、提高系统资源利用率、降低管理成本，如何提高安全性和可靠性、增强可移植性以及提高软件开发效率等课题使虚拟机技术的重要性越来越明显。这也使虚拟机技术重新成为计算机技术研究的焦点之一。随着世界性金融危机的爆发，计算机相关投资增幅剧减，加上环保主义盛行，计算机虚拟化技术应用近年来迅速发展。采用虚拟化技术带来的好处，主要是节省IT投资，增强计算环境安全。节省投资方面，虚拟化的实质就是用较少的硬件提供比以往更多的并发性，较少添置计算机等硬件设备将从投入、管理、维护等多方面降低成本；增强安全方面，将各类型实体计算机上运行的操作系统和软件虚拟化，再配合投入一定硬件与设计之后，计算环境在高可用性、容错、负载均衡、备份等应用领域均有显著改善。
本文主要介绍了Vmware、Citrix与微软三大主流厂商的桌面虚拟化方案的理解、认识与搭建，比较三种方案的优缺点，对桌面虚拟化技术有全面的认识。本研究主要涉及的技术包括：Vmware VSphere虚拟化技术、Citrix XenServer虚拟化技术、Microsoft HyperV技术、RemoteFX技术。本研究需要的技能包括：Windows服务器的快速搭建与部署、域环境的管理、Linux下的常见操作命令。
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关键字:虚拟化技术、vmware、citrix、微软。
Keywords: virtualization, vmware, citrix, Microsoft.目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2虚拟化技术 2
第二章 三大主流厂商桌面虚拟化方案 6
2.1 方案简介 6
2.2桌面虚拟化架构 6
第三章 Vmware vsphere 8
3.1 vsphere 5 的安装和设置 8
3.1.1 vmware ESXi5.0.0安装和设置 8
3.1.2 vmware vsphere5 client5.0安装和设置 10
3.2 vmware view 安装和设置 14
3.2.1准备环境及域控安装 14
3.2.2创建view用户、组 17
3.2.3 View connection安装和设置 19
第四章 Citrix xenserver 25
4.1 xenserver 安装和设置 25
4.1.1安装xenserver 25
4.1.2安装XenCenter 26
4.2 xendesktop 5.0.0安装和设置 30
4.2.1服务端安装和设置 30
4.2.2 xendesktop studio初始配置 33
4.2.3待发布桌面系统安装及虚拟桌面发布 35
第五章 中国电信桌面云终端测试方案设计 38
5.1 评测环境 38
5.2 评测方法 40
5.2.1 测试项目 40
5.2.2 测试方法 42
5.4 评测用例及测试记录 45
5.4.1基本配置检验测试 45
5.4.2 管理功能测试 48
5.4.3 云桌面应用测试 51
5.4.4 外设兼容性测试 53
5.4.5 补充功能测试 57
5.4.6 性能与可靠性测试 58
5.4.7 能耗测试 60
第六章 结束语 62
致 谢 64
参考文献 65
附录 66
英文文献 66
中文翻译 72
第一章 绪论
1.1选题背景及意义
如今的IT部门发展的趋势，希望降低功耗，更好的支持业务，解决技术复杂性，降低运营成本，实现更好的投资回报，使IT更加安全，面临着的障碍有不断增加的复杂性，不断减少的效率，压力来自遵守安全性和管理法规要求，而资源难于添加新的功能或改进IT服务级别。
桌面虚拟化既是IT领域最热门的一个潮流，也是优点有限、成本高昂的一种概念，这要看你在跟谁谈话。桌面虚拟化让人回想起昔日的大型机时代，既实现集中计算，又支持桌面授权用户的优良传统。每个用户都有各自的一套桌面操作系统和应用程序，这一切在服务器上的虚拟机里面运行--用户可以通过类似于老式终端的低成本瘦客户端来访问虚拟机。
赞成桌面虚拟化的理由很充足：还有什么比桌面系统需要投入更多的精力或者带来更大的风险呢?即使借助远程桌面管理，一旦需要升级或者排除故障，管理员还是要跑到员工所在的办公室去解决问题。另外，每台桌面机或笔记本电脑都是黑客眼里有利可图的目标，有机会窃取数据。
但是如果把桌面系统作为虚拟机在服务器上运行，就能在一个地方，集中管理及保护所有那些桌面用户环境。软硬件升级以及打补丁和其他安全措施所需的开销低得多。而且大大降低了用户因捣乱或犯错而违反安全规定的风险。
反对桌面虚拟化的理由差不多同样充足。需要功能强大的服务器、虚拟化软件许可证以及额外的网络带宽，这就抵消了集中管理省下来的开销成本。另外，客户端硬件和微软软件许可证的成本基本上没有变化，而用户体验很少达到用户的预期目标--至少现在是这样。还有这个难题：如果用户断开网络，他们该如何使用虚拟机?
如果你了解桌面虚拟化各种基本的变种和技术，决定要不要采用或采用哪一种桌面虚拟化就会容易得多。
1.2虚拟化技术
虚拟化的概念在20世纪60年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移，微型计算机和PC可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力，因此到20世纪80年代，虚拟技术已不再广泛使用。
但是到了20世纪90年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。现在，虚拟化技术处于时代前沿，可以帮助企业升级和管理他们在世界各地的IT基础架构并确保其安全。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
上世界60年代开始，美国的计算机学术界就开始了虚拟技术的萌芽。1959年克里斯托弗(Christopher Strachey)发表了一篇学术报告，名为《大型高速计算机中的时间共享》(Time Sharing in Large Fast Computers)，他在文中提出了虚拟化的基本概念，这篇文章也被认为是虚拟化技术的最早论述。
“虚拟”一词产生于计算机产业。在电子计算机上，虚拟指本身不是一个真正的物理存在，而是借用软件实现的存在。它通过借用外部共同的信息网络与通道，提高数据存贮数量、质量与效率，制造出栩栩如生的图象、声音、文字等三维场景。虚拟技术移植到企业经营上，是指处于不同地域的人和物，可以通过信息技术连接起来，为一个共同目标而合作。通过虚拟，企业不必再雇佣许多员工，组建固定的组织机构，也不需要投入大量资金建造工厂、购置设备，只需少量的技术人员和管理人员，就可以完成新产品的决策、研发、生产、销售及会计核算等。虚拟操作，就是选择合适的虚拟方式如委托、外包、兼并、购买、联合、结盟、合资等，借用外部力量对企业掌握或控制的资源（人力、资本、信息、自然资源）重新进行整治组合，以达到能量的聚合裂变形成新的功能或增强、完善原有的功能，产生新的竞争优势，而不必增加太多的成本和组建相应的组织机构、雇佣员工。
现在由于虚拟化技术在x86服务器上的迅速普及已经引发了虚拟化技术的热潮，但虚拟化技术最初只是应用在大型主机上。大型机上的虚拟分区技术最早可以追溯到上世纪六、七十年代。早在上世纪60年代，IBM公司就发明了一种操作系统虚拟机技术，允许用户在一台主机上运行多个操作系统，让用户尽可能地充分利用昂贵的大型机资源。
最早使用虚拟化技术的是IBM 7044 计算机。IBM之后，在上世纪60年代还开发了型号为Model 67的System/360主机。Model 67主机通过虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor)虚拟所有的硬件接口。1965年IBM公司的“M44/44X”计算机项目，定义了虚拟内存管理机制，用户程序可以运行在虚拟的内存中，对于用户来说，这些虚拟内存就好像一个个“虚拟机”，为多个用户的程序提供了独立的计算环境。
IBM提出的虚拟机技术，使一批新产品涌现了出来，比如：IBM360/40，IBM360/67，以及VM/370，这些机器在当时都具有虚拟机功能，通过一种叫VMM(虚拟机监控器)的技术在物理硬件之上生成了很多可以运行独立操作系统软件的虚拟机实例。
虚拟化技术的主要应用领域有：
服务器的虚拟化。服务器虚拟化具有如下的特点：①减少服务器的数量，提供一种服务器整合的方法，减少初期硬件采购成本；②简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用；③提高服务器资源的利用率，提高服务器计算能力；④通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本，通过动态资源配置提高业务的灵活适应能力；⑤提高可用性，具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境；⑥支持异构操作系统的整合，支持旧应用的持续运行；⑦在不中断用户工作的情况下进行系统更新；⑧快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。
构建开发和测试环境。目前，很多软件开发商需要在各种操作系统的测试环境中来测试新开发的软件，找出不同版本操作系统之间的兼容性等问题，采用虚拟化技术完全能满足这一需要，软件测试工程师可以在很短的时间内，使用更少的资源，准备好测试环境，既节省资金，还提供了更大的灵活性，节省了时间成本。
由于虚拟化技术技术在商业应用上的优势，RISC服务器与小型机成为了虚拟化技术第二代受益者。1999年，IBM公司在AS/400上提出了上“逻辑分区(LPAR)”技术和新的高可用性集群解决方案。在POWER管理程序上运行的AS/400 LPAR令单台服务器工作起来如同12个独立的服务器。而在2002年，IBM 还更进一步，其AIX5L v5.2还首次包括了IBM实现的动态逻辑分区(DLPAR)。DLPAR允许在无需重启系统的情况下，将包括处理器、内存和其它组件在内的系统资源分配给独立的分区。这种在不中断运行的情况下进行资源分配的能力不仅令系统管理变得更加轻松，而且因为能够更好地使用资源而帮助降低总拥有成本。
不过，尽管惠普、Sun公司也跟随IBM在自己的RISC服务器上提供了虚拟化技术，但由于真正使用大型机和小型机的用户还是少数，加上各家产品和技术之间并不兼容，虚拟化技术仍旧不太被公众所关注。而现在，虚拟化技术的发展已经惠及到了x86架构。
此前，虚拟化技术在x86架构上进展缓慢的主要原因是x86架构本身不适合进行虚拟化，不过这个障碍已经由英特尔、AMD修改，x86处理器的指令集得到解决；还有一个原因是x86处理器的性能不足，这一原因也由于x86处理器在性能上的飞速提高得到了解决。由于x86架构的广泛普及，x86架构上的虚拟化技术也得到了比以前更大的关注。
随着x86平台上虚拟化技术的实现，首次向人们展示了虚拟化应用的广阔前景，因为x86平台可以提供便宜的、高性能和高可靠的服务器。更重要的是，一些用户已经开始配置虚拟化的生产环境，他们需要得到新的管理工具，从而随着虚拟化技术的发展而得到更大的收益。
课题符合计算机专业培养目标，能够结合科研课题，具有一定的综合训练难度，同意作为毕业设计课题。 摘 要
虚拟机技术出现于上世纪60年代，当时为了提高对珍贵的计算资源的利用率促使虚拟机技术得到了广泛的研究和应用。到了80和90年代，多任务多用户操作系统的普及以及硬件成本下降使虚拟机技术无法发挥其优势，人们冷却了对它的研究热情。现在，在计算机硬件强大性能的前提下，如何降低系统成本、提高系统资源利用率、降低管理成本，如何提高安全性和可靠性、增强可移植性以及提高软件开发效率等课题使虚拟机技术的重要性越来越明显。这也使虚拟机技术重新成为计算机技术研究的焦点之一。随着世界性金融危机的爆发，计算机相关投资增幅剧减，加上环保主义盛行，计算机虚拟化技术应用近年来迅速发展。采用虚拟化技术带来的好处，主要是节省IT投资，增强计算环境安全。节省投资方面，虚拟化的实质就是用较少的硬件提供比以往更多的并发性，较少添置计算机等硬件设备将从投入、管理、维护等多方面降低成本；增强安全方面，将各类型实体计算机上运行的操作系统和软件虚拟化，再配合投入一定硬件与设计之后，计算环境在高可用性、容错、负载均衡、备份等应用领域均有显著改善。
本文主要介绍了Vmware、Citrix与微软三大主流厂商的桌面虚拟化方案的理解、认识与搭建，比较三种方案的优缺点，对桌面虚拟化技术有全面的认识。本研究主要涉及的技术包括：Vmware VSphere虚拟化技术、Citrix XenServer虚拟化技术、Microsoft HyperV技术、RemoteFX技术。本研究需要的技能包括：Windows服务器的快速搭建与部署、域环境的管理、Linux下的常见操作命令。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:虚拟化技术、vmware、citrix、微软。
Keywords: virtualization, vmware, citrix, Microsoft.目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2虚拟化技术 2
第二章 三大主流厂商桌面虚拟化方案 6
2.1 方案简介 6
2.2桌面虚拟化架构 6
第三章 Vmware vsphere 8
3.1 vsphere 5 的安装和设置 8
3.1.1 vmware ESXi5.0.0安装和设置 8
3.1.2 vmware vsphere5 client5.0安装和设置 10
3.2 vmware view 安装和设置 14
3.2.1准备环境及域控安装 14
3.2.2创建view用户、组 17
3.2.3 View connection安装和设置 19
第四章 Citrix xenserver 25
4.1 xenserver 安装和设置 25
4.1.1安装xenserver 25
4.1.2安装XenCenter 26
4.2 xendesktop 5.0.0安装和设置 30
4.2.1服务端安装和设置 30
4.2.2 xendesktop studio初始配置 33
4.2.3待发布桌面系统安装及虚拟桌面发布 35
第五章 中国电信桌面云终端测试方案设计 38
5.1 评测环境 38
5.2 评测方法 40
5.2.1 测试项目 40
5.2.2 测试方法 42
5.4 评测用例及测试记录 45
5.4.1基本配置检验测试 45
5.4.2 管理功能测试 48
5.4.3 云桌面应用测试 51
5.4.4 外设兼容性测试 53
5.4.5 补充功能测试 57
5.4.6 性能与可靠性测试 58
5.4.7 能耗测试 60
第六章 结束语 62
致 谢 64
参考文献 65
附录 66
英文文献 66
中文翻译 72
第一章 绪论
1.1选题背景及意义
如今的IT部门发展的趋势，希望降低功耗，更好的支持业务，解决技术复杂性，降低运营成本，实现更好的投资回报，使IT更加安全，面临着的障碍有不断增加的复杂性，不断减少的效率，压力来自遵守安全性和管理法规要求，而资源难于添加新的功能或改进IT服务级别。
桌面虚拟化既是IT领域最热门的一个潮流，也是优点有限、成本高昂的一种概念，这要看你在跟谁谈话。桌面虚拟化让人回想起昔日的大型机时代，既实现集中计算，又支持桌面授权用户的优良传统。每个用户都有各自的一套桌面操作系统和应用程序，这一切在服务器上的虚拟机里面运行--用户可以通过类似于老式终端的低成本瘦客户端来访问虚拟机。
赞成桌面虚拟化的理由很充足：还有什么比桌面系统需要投入更多的精力或者带来更大的风险呢?即使借助远程桌面管理，一旦需要升级或者排除故障，管理员还是要跑到员工所在的办公室去解决问题。另外，每台桌面机或笔记本电脑都是黑客眼里有利可图的目标，有机会窃取数据。
但是如果把桌面系统作为虚拟机在服务器上运行，就能在一个地方，集中管理及保护所有那些桌面用户环境。软硬件升级以及打补丁和其他安全措施所需的开销低得多。而且大大降低了用户因捣乱或犯错而违反安全规定的风险。
反对桌面虚拟化的理由差不多同样充足。需要功能强大的服务器、虚拟化软件许可证以及额外的网络带宽，这就抵消了集中管理省下来的开销成本。另外，客户端硬件和微软软件许可证的成本基本上没有变化，而用户体验很少达到用户的预期目标--至少现在是这样。还有这个难题：如果用户断开网络，他们该如何使用虚拟机?
如果你了解桌面虚拟化各种基本的变种和技术，决定要不要采用或采用哪一种桌面虚拟化就会容易得多。
1.2虚拟化技术
虚拟化的概念在20世纪60年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移，微型计算机和PC可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力，因此到20世纪80年代，虚拟技术已不再广泛使用。
但是到了20世纪90年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。现在，虚拟化技术处于时代前沿，可以帮助企业升级和管理他们在世界各地的IT基础架构并确保其安全。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
上世界60年代开始，美国的计算机学术界就开始了虚拟技术的萌芽。1959年克里斯托弗(Christopher Strachey)发表了一篇学术报告，名为《大型高速计算机中的时间共享》(Time Sharing in Large Fast Computers)，他在文中提出了虚拟化的基本概念，这篇文章也被认为是虚拟化技术的最早论述。
“虚拟”一词产生于计算机产业。在电子计算机上，虚拟指本身不是一个真正的物理存在，而是借用软件实现的存在。它通过借用外部共同的信息网络与通道，提高数据存贮数量、质量与效率，制造出栩栩如生的图象、声音、文字等三维场景。虚拟技术移植到企业经营上，是指处于不同地域的人和物，可以通过信息技术连接起来，为一个共同目标而合作。通过虚拟，企业不必再雇佣许多员工，组建固定的组织机构，也不需要投入大量资金建造工厂、购置设备，只需少量的技术人员和管理人员，就可以完成新产品的决策、研发、生产、销售及会计核算等。虚拟操作，就是选择合适的虚拟方式如委托、外包、兼并、购买、联合、结盟、合资等，借用外部力量对企业掌握或控制的资源（人力、资本、信息、自然资源）重新进行整治组合，以达到能量的聚合裂变形成新的功能或增强、完善原有的功能，产生新的竞争优势，而不必增加太多的成本和组建相应的组织机构、雇佣员工。
现在由于虚拟化技术在x86服务器上的迅速普及已经引发了虚拟化技术的热潮，但虚拟化技术最初只是应用在大型主机上。大型机上的虚拟分区技术最早可以追溯到上世纪六、七十年代。早在上世纪60年代，IBM公司就发明了一种操作系统虚拟机技术，允许用户在一台主机上运行多个操作系统，让用户尽可能地充分利用昂贵的大型机资源。
最早使用虚拟化技术的是IBM 7044 计算机。IBM之后，在上世纪60年代还开发了型号为Model 67的System/360主机。Model 67主机通过虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor)虚拟所有的硬件接口。1965年IBM公司的“M44/44X”计算机项目，定义了虚拟内存管理机制，用户程序可以运行在虚拟的内存中，对于用户来说，这些虚拟内存就好像一个个“虚拟机”，为多个用户的程序提供了独立的计算环境。
IBM提出的虚拟机技术，使一批新产品涌现了出来，比如：IBM360/40，IBM360/67，以及VM/370，这些机器在当时都具有虚拟机功能，通过一种叫VMM(虚拟机监控器)的技术在物理硬件之上生成了很多可以运行独立操作系统软件的虚拟机实例。
虚拟化技术的主要应用领域有：
服务器的虚拟化。服务器虚拟化具有如下的特点：①减少服务器的数量，提供一种服务器整合的方法，减少初期硬件采购成本；②简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用；③提高服务器资源的利用率，提高服务器计算能力；④通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本，通过动态资源配置提高业务的灵活适应能力；⑤提高可用性，具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境；⑥支持异构操作系统的整合，支持旧应用的持续运行；⑦在不中断用户工作的情况下进行系统更新；⑧快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。
构建开发和测试环境。目前，很多软件开发商需要在各种操作系统的测试环境中来测试新开发的软件，找出不同版本操作系统之间的兼容性等问题，采用虚拟化技术完全能满足这一需要，软件测试工程师可以在很短的时间内，使用更少的资源，准备好测试环境，既节省资金，还提供了更大的灵活性，节省了时间成本。
由于虚拟化技术技术在商业应用上的优势，RISC服务器与小型机成为了虚拟化技术第二代受益者。1999年，IBM公司在AS/400上提出了上“逻辑分区(LPAR)”技术和新的高可用性集群解决方案。在POWER管理程序上运行的AS/400 LPAR令单台服务器工作起来如同12个独立的服务器。而在2002年，IBM 还更进一步，其AIX5L v5.2还首次包括了IBM实现的动态逻辑分区(DLPAR)。DLPAR允许在无需重启系统的情况下，将包括处理器、内存和其它组件在内的系统资源分配给独立的分区。这种在不中断运行的情况下进行资源分配的能力不仅令系统管理变得更加轻松，而且因为能够更好地使用资源而帮助降低总拥有成本。
不过，尽管惠普、Sun公司也跟随IBM在自己的RISC服务器上提供了虚拟化技术，但由于真正使用大型机和小型机的用户还是少数，加上各家产品和技术之间并不兼容，虚拟化技术仍旧不太被公众所关注。而现在，虚拟化技术的发展已经惠及到了x86架构。
此前，虚拟化技术在x86架构上进展缓慢的主要原因是x86架构本身不适合进行虚拟化，不过这个障碍已经由英特尔、AMD修改，x86处理器的指令集得到解决；还有一个原因是x86处理器的性能不足，这一原因也由于x86处理器在性能上的飞速提高得到了解决。由于x86架构的广泛普及，x86架构上的虚拟化技术也得到了比以前更大的关注。
随着x86平台上虚拟化技术的实现，首次向人们展示了虚拟化应用的广阔前景，因为x86平台可以提供便宜的、高性能和高可靠的服务器。更重要的是，一些用户已经开始配置虚拟化的生产环境，他们需要得到新的管理工具，从而随着虚拟化技术的发展而得到更大的收益。
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