XenServer

技术概述

XenServer(前身为 Citrix Hypervisor™)是业界领先的平台,可用于经济高效的桌面、服务器和云虚拟化基础架构。XenServer 使任何规模或类型的组织都能够整合计算资源并将其转换为虚拟工作负载,以满足当今数据中心的需求。同时,它确保了将工作负载无缝迁移到云的途径。

XenServer® 的主要功能包括:

  • 将多个虚拟机 (VM) 整合到一台物理服务器上
  • 减少要管理的独立磁盘映像数量
  • 允许与现有网络和存储基础架构轻松集成
  • 使您能够通过在 XenServer 主机之间实时迁移虚拟机来安排零停机维护
  • 通过使用高可用性配置策略来确保虚拟机的可用性,以便在某个主机发生故障时在另一台主机上重新启动虚拟机
  • 提高 VM 映像的可移植性,因为一个 VM 映像可以在各种部署基础架构上运行

虚拟化和管理程序

虚拟化,或者更具体地说,硬件虚拟化,是一种在单个物理计算机上运行多个独立 VM 的方法。在这些虚拟机上运行的软件与底层硬件资源是分离的。这是一种充分利用现代强大服务器中可用物理资源的方法,从而降低了服务器部署的总拥有成本 (TCO)。

管理程序是软件的基本抽象层。管理程序执行 CPU 调度等低级任务,并负责驻留 VM 的内存隔离。管理程序为 VM 抽象硬件。管理程序不了解网络、外部存储设备、视频等。

关键组件

本节将让您对 XenServer 的工作原理有一个高层次的了解。有关 XenServer 的关键组件,请参阅下图:

体系结构和组件

硬件

硬件层包含物理服务器组件,例如 CPU、内存、网络和磁盘驱动器。

您需要一个基于 Intel VT 或 AMD-V 64 位 x86 的系统,其中包含一个或多个 CPU,才能运行所有受支持的来宾操作系统。有关 XenServer 主机系统要求的更多信息,请参阅“系统要求”。 有关 XenServer 认证硬件和系统的完整列表,请参阅硬件兼容性列表 (HCL)。

Xen® 管理程序

Xen Project 管理程序是一个开源的类型 1 或裸机管理程序。它允许操作系统或不同操作系统的许多实例在单个机器(或主机)上并行运行。Xen 管理程序被用作许多不同商业和开源应用程序的基础,例如:服务器虚拟化、基础设施即服务 (IaaS)、桌面虚拟化、安全应用程序、嵌入式和硬件设备。

XenServer 基于 Xen Project 管理程序,在此基础上我们提供了额外的功能和支持。

控制域

控制域,也称为 Domain 0 或 dom0,是一个安全的、特权的 Linux 虚拟机,运行着称为 XAPI 的 XenServer 管理工具栈。此 Linux 虚拟机基于 CentOS 7.5 发行版。除了提供 XenServer 管理功能外,dom0 还运行网络、存储等物理设备驱动程序。控制域可以与管理程序通信,指示其启动或停止来宾虚拟机。

工具栈

工具栈,或 XAPI,是控制虚拟机生命周期操作、主机和虚拟机网络、虚拟机存储以及用户身份验证的软件栈。它还允许管理 XenServer 资源池。 XAPI 提供公开文档化的管理 API,所有管理虚拟机和资源池的工具都使用该 API。有关更多信息,请参阅XenServer 管理 API

来宾域(虚拟机)

来宾域是用户创建的虚拟机,它们从 dom0 请求资源。有关受支持发行版的详细列表,请参阅支持的来宾、虚拟内存和磁盘大小限制

完全虚拟化

完全虚拟化,或硬件辅助虚拟化,使用主机 CPU 的虚拟化扩展来虚拟化来宾。完全虚拟化的来宾不需要任何内核支持。此来宾称为硬件虚拟机 (HVM)。HVM 需要 Intel VT 或 AMD-V 硬件扩展才能进行内存和特权操作。XenServer 使用快速模拟器 (QEMU) 来模拟 PC 硬件,包括 BIOS、IDE 磁盘控制器、VGA 图形适配器、USB 控制器、网络适配器等。为了提高磁盘或网络访问等硬件敏感操作的性能,HVM 来宾安装了 XenServer 工具。有关更多信息,请参阅HVM 上的 PV

HVM 通常用于虚拟化 Microsoft Windows 等操作系统,因为无法修改其内核以使其具有虚拟化感知能力。

HVM 上的 PV

HVM 上的 PV 是半虚拟化和完全硬件虚拟化的混合体。主要目标是通过使用专门优化的半虚拟化驱动程序来提升 HVM 客户机的性能。此模式允许您利用较新处理器中的 x86 虚拟容器技术来提高性能。这些客户机的网络和存储访问仍以 PV 模式运行,使用内置于内核中的驱动程序。

XenServer 中提供了 HVM 上的 PV 模式的 Windows 和 Linux 发行版。有关使用 HVM 上的 PV 的受支持发行版列表,请参阅 客户机操作系统支持

XenServer 虚拟机工具

XenServer VM Tools(以前称为 Citrix VM Tools 或 XenServer PV Tools)提供高性能 I/O 服务,而无需传统设备仿真的开销。

  • 适用于 Windows 的 XenServer VM Tools 由 I/O 驱动程序(也称为半虚拟化驱动程序或 PV 驱动程序)和管理代理组成。

    I/O 驱动程序包含前端存储和网络驱动程序以及低级管理接口。这些驱动程序取代了仿真设备,并在 VM 和 XenServer 产品系列软件之间提供高速传输。

    管理代理(也称为客户机代理)负责高级虚拟机管理功能。它为 XenCenter®(适用于 Windows VM)提供完整功能。

    必须在每个 Windows VM 上安装适用于 Windows 的 XenServer VM Tools,才能使 VM 具有完全受支持的配置。VM 可以在没有适用于 Windows 的 XenServer VM Tools 的情况下运行,但如果未安装 I/O 驱动程序(PV 驱动程序),性能将受到显著影响。

  • 适用于 Linux 的 XenServer VM Tools 包含一个客户机代理,可向主机提供有关 VM 的额外信息。在每个 Linux VM 上安装客户机代理以启用动态内存控制 (DMC)。

注意:

某些 Linux 客户机操作系统不支持 Xen® 虚拟机管理程序内存气球,因此无法使用动态内存控制 (DMC) 功能。有关此功能适用的客户机操作系统的信息,请参阅 客户机操作系统功能支持

有关详细信息,请参阅 XenServer VM Tools

关键概念

资源池

XenServer 允许您通过使用资源池将多个主机及其连接的共享存储作为一个实体进行管理。资源池使您能够在不同的 XenServer 主机上移动和运行虚拟机。它们还允许所有主机共享一个通用的网络和存储框架。一个池最多可以包含 64 个运行相同版本 XenServer 软件、相同修补程序级别且硬件广泛兼容的主机。有关详细信息,请参阅主机和资源池

资源池概述

XenServer 资源池采用由 XAPI 实现的主/从架构。XAPI 调用从池协调器(主服务器)转发到池成员(从服务器)。池成员对池协调器执行数据库 RPC。池协调器负责池内的协调和资源锁定,并处理所有控制操作。池成员通过 HTTP 和 XMLRPC 与池协调器通信,但它们可以通过镜像磁盘(存储迁移)相互通信(通过相同的通道)。

存储库

XenServer 存储目标称为存储库 (SR)。存储库存储虚拟磁盘映像 (VDI),其中包含虚拟磁盘的内容。 SR 具有灵活性,内置支持本地连接的 SATA、SCSI、NVMe 和 SAS 驱动器,以及远程连接的 iSCSI、NFS、SAS、SMB 和光纤通道。SR 和 VDI 抽象允许在支持它们的存储目标上公开高级存储功能,例如精简配置、VDI 快照和快速克隆。

存储库概述

每个 XenServer 主机可以同时使用多个 SR 和不同类型的 SR。这些 SR 可以在主机之间共享,也可以专用于特定主机。共享存储在定义的资源池内的多个主机之间汇集。共享 SR 必须对池中的每个主机都可进行网络访问。单个资源池中的所有主机都必须至少有一个共享 SR。共享存储不能在多个池之间共享。

有关如何操作 SR 的更多信息,请参阅配置存储

网络

在架构层面,有三种类型的服务器端软件对象来表示网络实体。这些对象是:

  • 一个 PIF,它是在 dom0 中使用的软件对象,表示服务器上的物理 NIC。PIF 对象具有名称和描述、UUID、它们所代表的 NIC 的参数以及它们连接到的网络和主机。
  • 一个 VIF,它是在 dom0 中使用的软件对象,表示虚拟机上的虚拟 NIC。VIF 对象具有名称和描述、UUID 以及它们连接到的网络和虚拟机。
  • 一个网络,它是主机上的虚拟以太网交换机,用于在网络主机上路由网络流量。网络对象具有名称和描述、UUID 以及连接到它们的 VIF 和 PIF 的集合。

网络概述

XenServer 管理 API 允许以下操作:

  • 网络选项配置
  • 控制用于管理操作的网卡
  • 创建高级网络功能,例如 VLAN 和网卡绑定

有关如何在 XenServer 上管理网络的更多信息,请参阅网络

相关附加组件和应用程序

XenServer 提供核心管理程序功能。为了完善您的虚拟化体验,您可以添加这些相关的应用程序和服务。

XenServer 专用附加组件:

  • XenCenter

    一个用于 VM 管理的 Windows GUI 客户端,基于管理 API 实现。XenCenter 提供丰富的用户体验,用于管理多个 XenServer 主机、 资源池以及与其关联的整个虚拟基础架构。

  • 工作负载平衡 (WLB)

    一种通过将虚拟机重新定位到资源池中适合其工作负载的最佳主机来平衡池的设备。有关更多信息,请参阅工作负载平衡

  • 转换管理器

    一种虚拟设备,使用户能够将现有 VMware 虚拟机转换为 XenServer 虚拟机,并具有可比较的网络和存储连接。有关更多信息,请参阅转换管理器

相关 Citrix® 产品:

  • Citrix 许可服务器

    一个 Windows 应用程序,XenCenter 会联系它来请求指定服务器的许可证,并收集有关您的 XenServer 环境的遥测数据。

  • 许可证激活服务

    Citrix 许可证服务器会联系此服务,以验证您的组织拥有哪些 XenServer 许可证。

  • Citrix 预配™

    支持从通用映像进行 PXE 启动的预配服务。广泛用于 Citrix Virtual Desktops 和 Citrix Virtual Apps。有关详细信息,请参阅 Provisioning

  • Citrix 虚拟桌面™

    一种专门用于 Windows 桌面的虚拟桌面基础结构 (VDI) 产品。Citrix Virtual Desktops 使用 XAPI 在多主机池配置中管理 XenServer。有关详细信息,请参阅 Citrix Virtual Apps and Desktops

技术概述