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VMware vSphere 5.0是VMware公司提供的企业级虚拟化解决方案，图 1-1所示为完整的vSphere虚拟化整体架构，下面将对vSphere虚拟化架构进行介绍。
Private Cloud Resource Pools（私有云资源池）由硬件资源组成，通过 vSphere管理私有云所有资源。
Public Cloud（即公有云）是私有云的延伸，可向外部提供云计算服务。
Infrastructure Services（架构服务）定义了Computer、Storage、Network等 3大部分。
1．Computer（计算机）
Computer主要包括ESX和ESXi（vSphere 5.0中仅有ESXi）、DRS（分布式资源调配）以及Memory（内存）。
图1-1 vSphere虚拟化架构的构成
ESXi是在物理服务器上安装虚拟化管理程序，用于管理底层硬件资源。安装ESXi的物理服务器称为ESXi主机，是vSphere虚拟化架构的基础。
DRS（分布式资源调配）是vSphere高级特性之一，动态调配虚拟机运行的ESXi主机，充分利用物理服务器硬件资源。
Memory（内存）就是物理服务器以及虚拟机内存的管理。
2．Storage（存储）
Storage主要包括了VMFS、Thin Provisioning、Storage I/O Control。
VMFS（虚拟机文件系统）是跨越多个物理服务器实现虚拟化的基础。
Thin Provisioning（精简盘）是对虚拟机硬盘文件VMDK动态调配的技术。
Storage I/O Control（存储读写控制）是 vSphere高级特性之一，利用对存储读写的控制使存储达到更好的性能。
3．Network（网络）
Network包括了Distributed Switch、Network I/O Control。
Distributed Switch（分布式交换机）是 vSphere虚拟化架构网络核心之一，是跨越多台ESXi主机的虚拟交换机。
Network I/O Control（网络读写控制）是 vSphere高级特性之一，通过对网络读写的控制使网络达到更好的性能。
Application Service（应用服务）定义了Availability、Security、Scalability等3大部分。
1．Availability（可用性）
Availability包括了 vMotion、Storage vMotion、High Availability、Fault Tolerance、Data Recovery。
vMotion（实时迁移）是让运行在ESXi主机上的虚拟机可以在开机或关机状态下迁移到另外ESXi主机上。
Storage vMotion（存储实时迁移）是让虚拟机所使用的存储文件在开机或关机状态下迁移到另外的存储设备上。
High Availability（高可用性）是在ESXi主机出现故障的情况下，将虚拟机迁移到正常的ESXi主机运行，尽量避免由于ESXi主机出现故障而导致服务中断。
Fault Tolernace（容错）是让虚拟机同时在两台ESXi主机上以主/从方式并发地运行，也就是所谓的虚拟机双机热备。当任意一台虚拟机出现故障，另外一台立即接替工作，对于用户而言感觉不到后台已经发生了故障切换。
Data Recovery（数据恢复）是通过合理的备份机制对虚拟机进行备份，以便故障发生时能够快速恢复。
2．Security（安全）
Security包括 vShield Zones、VMsafe。
vShield Zones是一种安全性虚拟工具，可用于显示和实施网络活动。
VMsafe安全API使第三方安全厂商可以在管理程序内部保护虚拟机。
3．Scalability（扩展性）
Scalability包括了DRS、Hot Add。
DRS（分布式资源调配）是vSphere高级特性之一，动态调配虚拟机运行的ESXi主机，充分利用物理服务器硬件资源。
Hot Add（热插拔）使虚拟机能够在不关机的情况下增加CPU、内存、硬盘等硬件资源。
vSphere虚拟化架构的核心管理工具也是日常管理操作平台。vSphere虚拟化架构所有高级特性都必须依靠 vCenter Server实现。第2章将介绍 vCenter Server的安装配置。
Virtual Machine（虚拟机）对于用户来说，实际就是一台物理机，和物理机一样拥有CPU、内存、硬盘等硬件资源，安装操作系统以及应用程序后与物理服务器提供的服务完全一样，第6章将介绍虚拟机的安装与配置。
通过上面的介绍，相信读者对 vSphere 虚拟化架构有了一定的认识。下面再了解一下传统物理体系结构与vSphere虚拟体系结构的差异。
如图 1-2 所示，传统物理体系结构中，一台物理服务器一般运行一个操作系统以及一个应用程序，而虚拟体系结构中，一台物理服务器可以运行多个操作系统以及多个应用程序，有效地提高了物理服务器的使用率。
图1-2 物理体系结构与虚拟体系结构的差异
业界有一种说法，虚拟化是云计算的基础。那么未使用虚拟化架构的传统数据中心是否能够使用云计算呢？答案是可以的。只是如果不使用虚拟化，运营成本的降低、资源的有效利用、良好的扩展性均不能得到体现。VMware vCloud Director 可以方便快捷地将vSphere融入云计算，如图1-3所示。
图1-3 vSphere虚拟化架构与云计算的关系
2011年7月发布的VMware vSphere 5.0版本增加了超过 200项的功能，并且对某些关键架构进行了重新编写。下面了解一下 vSphere 5.0新增了哪些主要功能。
1．vSphere Hypervisor
vSphere Hypervisor是安装在物理服务器上的虚拟化底层管理系统，也就是日常所说的ESXi。在 vSphere 4.X版本中，ESXi属于免费版本，可以创建、运行虚拟机，但不能添加到 vCenter Server进行统一管理。新发布的 vSphere 5.0提供了更简化的ESXi版本，取消了原来的 ESX版本，同时取消了服务控制台，因此 vSphere 5.0版本的稳定性更好，并且减少了漏洞。
2．vSphere Hypervisor Kernel
vSphere Hypervisor Kernel是ESXi的核心。vSphere 5.0版本的设计完全基于64位系统，提高了对硬件资源的利用率，然而传统32位的服务器上无法安装。
3．虚拟机的硬件版本
vSphere 5.0版本使用最新的虚拟机硬件版本 8，对于一台虚拟机来说，最多可以支持32个虚拟CPU和1TB内存。
4．文件系统
vSphere 5.0版本将文件系统从VMFS3升级到VMFS5，调整了存储容量方面的限制。
5．vSphere 高可用性
vSphere 5.0 版本重新编写了高可用性。4.X 版本中使用的 Automated Availability Mangager（自动可用性管理器）被Fault Domain Manager（故障域管理器）所代替。4.X版本中使用的Primary/Slave结构被新的Master/Slave结构所代替。
6．存储迁移机制
vSphere 5.0版本重新编写了存储迁移机制。4.X版本中是基于块变更的，在存储迁移时可能出现故障。新的存储迁移机制具备主机级别的独立驱动器，避免了在存储迁移过程中出现故障。
7．自动部署
vSphere 5.0版本的自动部署功能简化了大规模部署 ESXi主机的工作，可以在短时间内部署大量的ESXi主机。
8．主机配置文件
在大规模环境中部署ESXi主机可以使用vCenter Server将主机配置文件部署到不同的ESXi主机上。
9．防火墙
vSphere 5.0版本增加了防火墙模块组，在网卡与虚拟交换机之间，根据防火墙规则检查数据包，提高了ESXi主机的安全性。
10．ESXi Shell
vSphere 5.0版本重新编写了Command Line Interface（命令行接口），命令行接口主要用于ESXi主机维护、故障排除。
11．vCenter Server Appliance
vSphere 5.0版本提供了基于Linux版的 vCenter Server，其实质是一台虚拟机，已经安装了Linux系统以及 vCenter Server，直接导入ESXi主机即可使用，不需要购买Windows系统的授权，简化了 vCenter Server部署的同时也降低了成本。
12．vSphere Storage Appliance
vSphere 5.0版本提供了 vSphere Storage Appliance，可将ESXi主机的本地存储空间利用起来并整合成共享存储，以实现vSphere虚拟化的高级特性（HA、DRS、FT）。
13．SSD Swap Cache
vSphere虚拟化架构使用了TPS、Memory Ballooning等技术让虚拟机超额使用内存，如果上述技术使用完内存依然不够，就必须使用 ESXi 主机硬盘空间作为交换分区缓存，但普通硬盘的读写性能会影响交换分区的读写。vSphere 5.0版本加强了对SSD硬盘的支持，利用SSD硬盘的读写特性减少了交换分区缓存，降低了对ESXi主机性能的影响。