淺說虛擬化與云計算的關(guān)系

　　云計算Cloud computing是最近幾年提出來的一個信息科技領(lǐng)域的概念，是由Google提出的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式， 指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的IT基礎(chǔ)設(shè)施。廣義云計算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等特性。

　　云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。它通過網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng)，并借助SaaS、PaaS、IaaS、NSF等先進的商業(yè)模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。

　　1、什么是虛擬化技術(shù)

　　虛擬化Virtualization技術(shù)是云計算系統(tǒng)的核心組成部分之一，是將各種計算及存儲資源充分整合和高效利用的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬化的定義：虛擬化是為某些對象創(chuàng)造的虛擬相對于真實版本，比如操作系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源等。它是表示計算機資源的抽象方法，通過虛擬化可以用與訪問抽象前資源一致的方法訪問抽象后的資源，可以為一組類似資源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過一種通用的方式來查看和維護資源。

　　1.1服務(wù)器虛擬化

　　服務(wù)器虛擬化技術(shù)可以使一個物理服務(wù)器虛擬成若干個服務(wù)器使用。服務(wù)器虛擬化是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)Infrastructure as a Service，laaS的基礎(chǔ)。

　　服務(wù)器虛擬化需要具備以下功能和技術(shù)：

　　1多實例：在一個物理服務(wù)器上可以運行多個虛擬服務(wù)器。

　　2隔離性：在多實例的服務(wù)器虛擬化中，一個虛擬機與其他虛擬機完全隔離，以保證良好的可靠性及安全性。

　　3CPU虛擬化：把物理CPU抽象成虛擬CPU，無論任何時間一個物理CPU只能運行一個虛擬CPU的指令。而多個虛擬機同時提供服務(wù)將會大大提高物理CPU的利用率。

　　4內(nèi)存虛擬化：統(tǒng)一管理物理內(nèi)存，將其包裝成多個虛擬的物理內(nèi)存分別供給若干個虛擬機使用，使得每個虛擬機擁有各自獨立的內(nèi)存空間，互不干擾。

　　5設(shè)備與I/O虛擬化：統(tǒng)一管理物理機的真實設(shè)備，將其包裝成多個虛擬設(shè)備給若干個虛擬機使用，響應(yīng)每個虛擬機的設(shè)備訪問請求和I/O請求。

　　6無知覺故障恢復(fù)：運用虛擬機之間的快速熱遷移技術(shù)Live Migration，可以使一個故障虛擬機上的用戶在沒有明顯感覺的情況下迅速轉(zhuǎn)移到另一個新開的正常虛擬機上。

　　7負載均衡：利用調(diào)度和分配技術(shù)，平衡各個虛擬機和物理機之間的利用率。

　　8統(tǒng)一管理： 由多個物理服務(wù)器支持的多個虛擬機的動態(tài)實時生成、啟動、停止、遷移、調(diào)度、負荷、監(jiān)控等應(yīng)當(dāng)有一個方便易用的統(tǒng)一管理界面。

　　9快速部署：整個系統(tǒng)要有一套快速部署機制，對多個虛擬機及上面的不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用進行高效部署、更新和升級。

　　1.2存儲虛擬化

　　存儲虛擬化的方式是將整個云系統(tǒng)的存儲資源進行統(tǒng)一整合管理，為用戶提供一個統(tǒng)一的存儲空間，存儲虛擬化具有以下功能和特點：

　　1集中存儲：存儲資源統(tǒng)一整合管理，集中存儲，形成數(shù)據(jù)中心模式。

　　2分布式擴展：存儲介質(zhì)易于擴展， 由多個異構(gòu)存儲服務(wù)器實現(xiàn)分布式存儲， 以統(tǒng)一模式訪問虛擬化后的用戶接口。

　　3節(jié)能減排：服務(wù)器和硬盤的耗電量巨大，為提供全時段數(shù)據(jù)訪問，存儲服務(wù)器及硬盤不可以停機。但為了節(jié)能減排，需要利用更合理的協(xié)議和存儲模式，盡可能減少開啟服務(wù)器和硬盤的次數(shù)。

　　4虛擬本地硬盤：存儲虛擬化應(yīng)當(dāng)便于用戶使用，最方便的形式是將云存儲系統(tǒng)虛擬成用戶本地硬盤，使用方法與本地硬盤相同。

　　5安全認證：新建用戶加入云存儲系統(tǒng)前，必須經(jīng)過安全認證并獲得證書。

　　6數(shù)據(jù)加密：為保證用戶數(shù)據(jù)的私密性，將數(shù)據(jù)存到云存儲系統(tǒng)時必須加密。加密后的數(shù)據(jù)除被授權(quán)的特殊用戶，其他人一概無法解密。

　　7級層管理：支持級層管理模式，即上級可以監(jiān)控下級的存儲數(shù)據(jù)，而下級無法查看上級或平級的數(shù)據(jù)。

　　1.3應(yīng)用虛擬化

　　應(yīng)用虛擬化是把應(yīng)用對底層系統(tǒng)和硬件的依賴抽象出來，從而解除應(yīng)用與操作系統(tǒng)和硬件的耦合關(guān)系。應(yīng)用程序運行在本地應(yīng)用虛擬化環(huán)境中時，這個環(huán)境為應(yīng)用程序屏蔽了底層可能與其他應(yīng)用產(chǎn)生沖突的內(nèi)容。應(yīng)用虛擬化是SaaS的基礎(chǔ)。應(yīng)用虛擬化需要具備以下功能和特點：

　　1解耦合：利用屏蔽底層異構(gòu)性的技術(shù)解除虛擬應(yīng)用與操作系統(tǒng)和硬件的耦合關(guān)系。

　　2共享性：應(yīng)用虛擬化可以使一個真實應(yīng)用運行在任何共享的計算資源上。

　　3虛擬環(huán)境：應(yīng)用虛擬化為應(yīng)用程序提供了一個虛擬的運行環(huán)境，不僅擁有應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件，還包括所需的運行環(huán)境。

　　4兼容性：虛擬應(yīng)用應(yīng)屏蔽底層可能與其他應(yīng)用產(chǎn)生沖突的內(nèi)容，從而使其具有良好的兼容性。

　　5快速升級更新：真實應(yīng)用可以快速升級更新，通過流的方式將相對應(yīng)的虛擬應(yīng)用及環(huán)境快速發(fā)布到客戶端。

　　6用戶自定義：用戶可以選擇自己喜歡的虛擬應(yīng)用的特點以及所支持的虛擬環(huán)境。

　　1.4平臺虛擬化

　　平臺虛擬化是集成各種開發(fā)資源虛擬出的一個面向開發(fā)人員的統(tǒng)一接口，軟件開發(fā)人員可以方便地在這個虛擬平臺中開發(fā)各種應(yīng)用并嵌入到云計算系統(tǒng)中，使其成為新的云服務(wù)供用戶使用，平臺虛擬化具備以下功能和特點：

　　1通用接口：支持各種通用的開發(fā)工具和由其開發(fā)的軟件，包括C、C++、Java、C#、Delphi、Basic等。

　　2內(nèi)容審核：各種開發(fā)軟件服務(wù)在接入平臺前都將被嚴格審核，包括上傳人的身份認證，以保證軟件及服務(wù)非盜版、無病毒及合法性。

　　3測試環(huán)境：一項服務(wù)在正式推出之前必須在一定的測試環(huán)境中經(jīng)過完整的測試才行

　　4服務(wù)計費：完整合理的計費系統(tǒng)可以保證服務(wù)提供人獲得準(zhǔn)確的收入，而虛擬平臺也可以得到一定比例的管理費。

　　5排名打分：有一整套完整合理的打分機制對各種服務(wù)進行排名打分。排名需要給用戶客觀的指導(dǎo)性意見，嚴禁有誤導(dǎo)用戶的行為。

　　6升級更新：允許服務(wù)提供者不斷完善自己的服務(wù)，平臺要提供完善的升級更新機制。

　　7管理監(jiān)控：整個平臺需要有一個完善的管理監(jiān)控體系以防出現(xiàn)非法行為。

　　1.5桌面虛擬化

　　桌面虛擬化將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端設(shè)備解耦。服務(wù)器上存放的是每個用戶的完整桌面環(huán)境。用戶可以使用具有足夠處理和顯示功能的不同終端設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)訪問該桌面環(huán)境，桌面虛擬化具有如下功能和接入標(biāo)準(zhǔn)：

　　1集中管理維護：集中在服務(wù)器端管理和配置PC環(huán)境及其他客戶端需要的軟件可以對企業(yè)數(shù)據(jù)、應(yīng)用和系統(tǒng)進行集中管理、維護和控制，以減少現(xiàn)場支持工作量。

　　2使用連續(xù)性：確保終端用戶下次在另一個虛擬機上登錄時，依然可以繼續(xù)以前的配置和存儲文件內(nèi)容，讓使用具有連續(xù)性。

　　3故障恢復(fù)：桌面虛擬化是用戶的桌面環(huán)境被保存為一個個虛擬機，通過對虛擬機進行快照和備份，就可以快速恢復(fù)用戶的故障桌面，并實時遷移到另一個虛擬機上繼續(xù)進行工作。

　　4用戶自定義：用戶可以選擇自己喜歡的桌面操作系統(tǒng)、顯示風(fēng)格、默認環(huán)境，以及其他各種自定義功能。

　　本質(zhì)上講云計算帶來的是虛擬化服務(wù)。從虛擬化到云計算的過程，實現(xiàn)了跨系統(tǒng)的資源動態(tài)調(diào)度，將大量的計算資源組成IT資源池，用于動態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源供用戶使用，從而最終實現(xiàn)應(yīng)用、數(shù)據(jù)和IT資源以服務(wù)的方式通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶， 以前所未有的速度和更加彈性的模式完成任務(wù)。

　　云計算是一種思想，一種大規(guī)模資源整合的思想，是IT界未來發(fā)展的必然趨勢。云計算包括信息基礎(chǔ)設(shè)施硬件、平臺、軟件以及建立在基礎(chǔ)設(shè)施上的信息服務(wù)。提供各類資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”， 在使用者看來， “云” 中的資源是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用、彈性擴展和按使用付費?！霸啤狈?wù)就好比單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向電網(wǎng)集中供電的模式，它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。云計算是并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展，或是這些計算科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)。云計算也是虛擬化、效用計算、服務(wù)計算等概念混合演進并躍升的結(jié)果。

來源：比特網(wǎng)

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