论虚拟化在云计算中的应用

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虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用云计算是一种基于互联网的计算方式,通过将计算资源进行集中和共享,为用户提供弹性、可扩展的服务。

虚拟化技术作为云计算的核心技术之一,对于实现云计算的灵活性和资源利用率起着至关重要的作用。

本文将探讨虚拟化技术在云计算中的应用,并阐述其对云计算的重要意义。

一、虚拟化技术在云计算中的基本概念1. 云计算的基本概念云计算是一种基于互联网的计算方式,用户通过互联网可以访问和使用分布在全球各地的计算资源,如存储、计算、网络等。

云计算通过将计算资源进行集中和共享,能够实现计算资源的弹性分配和高效利用。

2. 虚拟化技术的基本概念虚拟化技术是一种将物理资源抽象为逻辑资源的技术,通过软件层面的虚拟机管理器(Hypervisor)将物理资源(如服务器、存储、网络等)进行虚拟化,使得多个逻辑实体可以独立地运行在同一台物理主机上。

虚拟化技术可以提供更高的资源利用率和更好的灵活性,为云计算的实现提供了基础。

二、1. 虚拟服务器虚拟服务器是云计算中最常见的应用之一。

通过虚拟化技术,可以将一台物理服务器划分为多个逻辑服务器,每个逻辑服务器都可以独立运行不同的操作系统和应用。

这种方式可以提高服务器的利用率,降低硬件成本,并且可以根据实际需求动态分配资源。

2. 虚拟存储虚拟化技术还可以应用于云计算中的存储。

传统的存储方式往往需要依赖于特定的硬件设备,而虚拟化存储可以将存储资源进行抽象和集中管理,从而提供更高的可靠性和可扩展性。

同时,虚拟化存储还可以实现存储资源的共享和动态分配,方便用户根据需求进行扩展和调整。

3. 虚拟网络在云计算环境中,虚拟网络可以实现对物理网络资源的抽象和共享。

通过虚拟化技术,可以将物理网络划分为多个逻辑网络,并且可以根据实际需求进行动态调整。

虚拟网络的应用不仅可以提高网络资源的利用效率,还可以实现网络资源的弹性分配和自动化管理。

4. 虚拟桌面虚拟桌面是一种将用户操作系统和应用程序虚拟化的技术,用户可以通过云计算平台远程访问虚拟的桌面环境,提供类似于传统桌面的使用体验。

虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用随着信息时代的发展,人们的生活和工作方式发生了翻天覆地的变化,云计算作为其中的一项新技术,在信息化领域中已经变得越来越重要。

随着云计算的快速发展和普及,虚拟化技术也成为了云计算发展的重要支撑。

在云计算的背景下,虚拟化技术大幅度提高了技术创新的速度和效率,为企业、个人和政府等提供了更加便捷、更加高效的计算资源服务。

一、虚拟化技术的基础概念虚拟化技术是一种将硬件资源进行逻辑上的隔离,使其可以批量利用的新型技术。

虚拟化技术通过对计算机资源进行池化,使得这些资源可以跨不同的应用程序进行共享和利用,从而实现了更高效的计算和存储资源管理。

虚拟化技术通过将不同的软件、应用和操作系统隔离开来,使其可以共存于同一服务器之上,实现了资源的完全独立。

通过虚拟化技术,我们还可以快速地新增、删除计算资源,从而更好地满足用户对计算资源的需求。

二、云计算的基础架构云计算是一种基于网络的计算模式,它通过将计算、数据存储、网络存储以及其他类型的服务集成到一起,从而提供一种全新的计算模式。

云计算的基础架构通常包括三个部分:云端、连接和客户端。

云端中通常包括云服务器、云存储和专用网络等,而连接部分则是实现云端和客户端之间的通信链接。

客户端主要是指用户所使用的终端设备以及根据用户需要提供的相关软件和服务等。

三、虚拟化技术是云计算中的重要组成部分,它为云计算提供了基础架构。

在云计算中,虚拟化技术通过将硬件资源进行抽象化,使得这些资源可以被多个应用程序和用户共享。

通过这种方式,我们可以快速地响应不同用户的需求,并且提高硬件资源的利用率。

虚拟化技术在云计算中的应用主要表现在以下三个方面:1. 服务共享云计算通过虚拟化技术将计算、存储和网络资源进行抽象化,使得这些资源可以被不同的用户和应用程序所共享。

用户可以根据自己的需求来选择相应的服务,并且可以根据实际情况来开通或关闭相应的服务。

2. 弹性伸缩在云计算中,用户可以根据自己的业务需求来伸缩相应的服务。

虚拟化技术在云计算中的运用

虚拟化技术在云计算中的运用

虚拟化技术在云计算中的运用云计算是一项具有颠覆性的技术,它利用虚拟化技术提供了高效、灵活、安全的云计算服务。

虚拟化技术是云计算的基础,通过对物理资源进行虚拟化,实现在一台物理服务器上托管多个虚拟机的同步运行,从而让云计算具有更高的安全性、可靠性和灵活性。

本文将深入探讨虚拟化技术在云计算中的应用。

一、虚拟机技术虚拟机技术是虚拟化技术中应用最为广泛的一种,它可以通过将一台计算机虚拟为多个独立的虚拟机,从而独立托管多个用户的计算需求。

虚拟机技术不仅能够实现硬件资源的分配,还能够帮助用户完成操作系统的安装与配置,实现程序的运行和调试,使得物理资源得到充分的利用。

虚拟机技术还能够实现对运行中的虚拟机进行管理和维护,提高虚拟机的可移植性。

例如,用户可以将一个运行在一台虚拟机中的应用程序移植到另一个虚拟机中进行运行,这样便可以快速地对运行环境进行复制和部署。

二、虚拟化技术在云计算中的应用随着云计算的发展,虚拟化技术在云计算中的应用越来越广泛。

虚拟化技术能够为云计算提供高效、灵活、安全的服务支持。

虚拟化技术的主要应用包括:1. 云服务器云服务器是一种基于虚拟化技术的云计算服务,实现了对多台虚拟机进行托管和管理。

云服务器既可以应用于企业的业务应用,也可以应用于个人用户的个人网站或博客等。

云服务器能够为用户提供高效、安全、可靠的计算资源,大大节省了成本,从而推动了云计算的发展。

2. 云存储云存储是一种基于虚拟化技术的云计算服务,提供了一个安全、高效、可持久的存储空间。

在云存储中,用户可以创建多个虚拟化磁盘,将文件和数据存储在其中。

虚拟化磁盘具有高度的可靠性,即使出现故障,也能够快速实现数据的备份和恢复。

3. 云网络云网络是一种基于虚拟化技术的云计算服务,它可以将传统的物理网络转化为虚拟化网络,实现网络的可扩展性和高效性。

虚拟化网络可以帮助用户构建灵活、安全、高效的网络环境,从而更好地支持企业和个人的业务需求。

三、虚拟化技术的优势虚拟化技术的优势在于它利用虚拟化技术实现对物理资源的高效管理和利用。

虚拟化技术在云计算中的扩展性分析

虚拟化技术在云计算中的扩展性分析

虚拟化技术在云计算中的扩展性分析云计算作为一种新兴的计算模式,已经广泛应用于各个领域。

而虚拟化技术作为云计算的核心基础,也在不断地取得突破和发展。

本文将对虚拟化技术在云计算中的扩展性进行分析,并讨论其优势和挑战。

一、虚拟化技术在云计算中的应用虚拟化技术是将物理资源(如计算、存储、网络等)进行抽象化,通过软件的方式将其划分成多个虚拟资源,并使得每个虚拟资源独立运行。

在云计算环境下,虚拟化技术的应用极为广泛。

它可以帮助提高资源利用率、灵活性和可扩展性。

1. 提高资源利用率:虚拟化技术可以将一台物理服务器划分成多个虚拟机,每个虚拟机可以独立运行不同的操作系统和应用程序。

这样可以使得每台服务器的资源得到充分利用,降低硬件设备的投资成本。

2. 增强灵活性:虚拟化技术使得云计算平台更加灵活,可以根据用户需求动态调整资源配置。

通过虚拟机的迁移、快照等功能,可以实现资源的弹性伸缩,以适应不同的工作负载。

3. 实现可扩展性:在云计算环境下,虚拟化技术可以帮助提高系统的可扩展性。

通过将应用程序和数据分布在多个虚拟机上,可以实现负载均衡和故障恢复,从而提高云计算平台的可用性。

二、虚拟化技术在云计算中的扩展性优势1. 弹性伸缩:虚拟化技术可以帮助云计算平台实现弹性伸缩,根据业务需求调整资源配置。

通过增加或减少虚拟机的数量,可以快速响应业务的需求变化,提高用户体验。

2. 资源隔离:虚拟化技术可以将每个虚拟机隔离开来,使得它们互不干扰。

这样可以提高系统的安全性和稳定性,避免单个虚拟机因为故障而导致整个系统崩溃。

3. 高可用性:虚拟化技术在云计算中可以实现高可用性的架构。

通过将虚拟机部署在不同的物理服务器上,并实现虚拟机的迁移和复制,可以提高系统的容错能力和故障恢复能力。

三、虚拟化技术在云计算中的扩展性挑战虚拟化技术在云计算中的扩展性也面临着一些挑战,主要体现在以下几个方面:1. 性能瓶颈:虚拟化技术在提高资源利用率的同时,也会引入一定的性能开销。

云计算中的虚拟化技术研究与应用

云计算中的虚拟化技术研究与应用

云计算中的虚拟化技术研究与应用云计算是近年来最受关注的技术之一,其能够提供高效可靠的计算资源共享,避免了资源浪费和成本的高昂,一直受到许多公司的高度重视和推广。

而云计算能够发挥出最大化的作用是离不开虚拟化技术的使用。

本文主要谈论云计算中的虚拟化技术研究与应用。

一、虚拟化技术的定义虚拟化技术是指利用软件技术将一台物理计算机分割为多个虚拟计算机的过程,每个虚拟计算机独立存在并拥有独立的计算资源, 同时,虚拟计算机对其它计算机资源的使用也相互独立。

虚拟化技术的表现形式包括虚拟服务器、虚拟存储和虚拟网络。

虚拟化技术的出现为云计算提供了理论支持,通过虚拟化技术,多台服务器可以共享同一组物理资源,实现对资源的动态分配与调度。

虚拟化技术的发展也带来了虚拟化管理软件的逐步成熟,从而更好的管理分布式系统。

二、云计算中虚拟化技术的应用云计算应用于虚拟化技术,可实现对资源的合理利用,避免浪费,同时也使得开发运维人员能够更灵活的管理系统。

虚拟化技术在云计算中的应用主要体现在以下几个方面:1. 服务器虚拟化技术在传统环境下,每个应用程序都需要运行在一台独立的物理服务器上,而服务器运行的资源利用不会得到充分利用。

通过服务器的虚拟化技术,单台服务器资源可被分割为多份,每份给予不同的应用程序使用,这样可以使数据中心运用物理服务器的效率更高。

2. 存储虚拟化技术存储虚拟化技术主要针对的是云存储,云存储具有可扩展性、高可用性、弹性伸缩等优点,而存储虚拟化技术可以支持各种存储系统的集成,包括磁盘阵列、网络存储系统等,可以使用户更方便的使用相关服务。

3. 虚拟网络技术虚拟化技术可以为云计算中的虚拟网络提供虚拟化路由器、虚拟交换机、虚拟负载平衡等支撑设备,这些设备都是基于软件实现的,虚拟化后的网络可根据需要自动分配和管理资源,从而改善网络资源的利用。

三、虚拟化技术的优势虚拟化技术应用于云计算,带来的优势主要有以下几点:1. 提高资源利用率虚拟化技术能够将一台物理服务器同时划分为多个虚拟服务器,每个虚拟服务器都可以独立使用所需的计算资源,从而最大化了资源的利用率。

虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用云计算是近年来快速发展的一项技术,它通过将数据和应用程序存储在网络上的远程服务器上,并通过互联网进行访问和管理,实现了资源的共享和便捷的服务。

而虚拟化技术则是云计算的重要基础,它提供了一种将物理硬件资源抽象为虚拟资源的方法,为云计算的灵活性和可扩展性提供了支持。

本文将探讨虚拟化技术在云计算中的应用。

一、虚拟化的定义及其作用虚拟化是一种将计算资源、存储资源和网络资源等进行抽象的技术,它可以将物理资源划分为多个独立、隔离的逻辑资源,并为每个逻辑资源分配计算能力、存储空间和网络带宽等。

通过虚拟化技术,云计算可以将不同的应用程序运行在同一台服务器上,实现资源的共享利用,并提高服务器的利用率。

虚拟化技术的作用是多方面的,首先,它可以降低服务器的成本。

传统上,企业需要购买大量的物理服务器来满足不同应用的需求,而虚拟化技术可以将多个应用运行在同一台服务器上,减少了硬件的购买和维护成本。

其次,虚拟化技术提高了服务器的利用率,避免了资源的浪费。

通过将多个虚拟机运行在同一台服务器上,可以更好地利用物理资源,提高资源利用率,降低服务器的能耗。

此外,虚拟化技术还提供了简化和自动化的资源管理方式,使得管理员能够更加便捷地管理和配置服务器。

二、1. 虚拟机技术虚拟机技术是最常见的虚拟化技术之一,它可以将一台物理服务器划分为多个虚拟机,每个虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序。

通过虚拟机技术,云计算可以实现不同用户的应用程序互不干扰地运行在同一台服务器上,实现资源的有效共享。

此外,虚拟机技术还可以提供弹性扩展的能力,根据需求动态地添加或删除虚拟机,以满足用户的需求变化。

2. 虚拟存储技术虚拟存储技术是一种将物理存储资源抽象为虚拟存储资源的方法。

通过虚拟存储技术,云计算可以将不同的存储设备整合为一个统一的存储池,用户可以根据需求动态地分配和扩展存储空间。

虚拟存储技术还提供了数据备份、快照和恢复等功能,保证了数据的安全性和可靠性。

虚拟化技术在云计算平台部署中的应用案例分析

虚拟化技术在云计算平台部署中的应用案例分析云计算作为一种前沿的计算模式,已经在企业领域得到了广泛的应用。

云计算平台的部署和运维是整个云计算架构的基础,而虚拟化技术则是云计算平台的核心组成部分。

本文将以一些出色的应用案例为例,分析虚拟化技术在云计算平台部署中的应用。

1. 亚马逊EC2(Amazon EC2):亚马逊EC2是一种高度灵活的虚拟化云计算服务,它为用户提供了可弹性扩展的计算能力,并为用户提供了快速建立和部署应用程序的能力。

亚马逊EC2利用虚拟化技术将物理服务器划分为多个虚拟服务器实例,每个实例具有独立的计算资源和操作系统。

用户可以根据自己的需求选择适当的实例类型和规模来部署自己的应用程序,从而实现资源的高效利用。

2. 微软Azure云计算平台(Microsoft Azure):微软Azure云计算平台是一个全球规模的公共云计算服务平台,它提供了广泛的云服务,并使用虚拟化技术来实现资源的高效利用和灵活的部署。

Azure提供了各种虚拟机实例类型和规模,以适应不同的应用需求。

虚拟机实例可以根据需要进行动态调整,从而实现资源的弹性扩展。

此外,Azure还提供了容器服务和虚拟网络等功能,使用户可以自由部署和管理自己的应用。

3. 谷歌云计算平台(Google Cloud Platform):谷歌云计算平台是由谷歌公司提供的一套云计算服务,它基于虚拟化技术实现了高性能和高可用性的计算和存储资源。

谷歌云计算平台的部署使用了谷歌自家的虚拟化技术KVM(Kernel-based Virtual Machine),它将物理服务器划分为多个虚拟机实例,并提供了灵活的资源配置和管理功能。

谷歌云计算平台还提供了容器引擎、数据库服务和数据分析等功能,使用户可以轻松构建和部署自己的应用。

4. OpenStack云计算平台:OpenStack是一个开源的云计算平台,它利用虚拟化技术提供了一种灵活的云计算解决方案。

OpenStack可以将物理服务器划分为多个虚拟机实例,并提供了丰富的管理和自动化工具。

云计算中的虚拟化技术及其应用

云计算中的虚拟化技术及其应用云计算是当今互联网技术领域中的一个重要发展方向,它为用户提供了一个随时随地可以获取数据和计算资源的平台。

而云计算中的虚拟化技术则是实现这一目标的重要技术之一。

本文将会对云计算中的虚拟化技术做一个详细的介绍,并探讨虚拟化技术在云计算中的应用。

一、虚拟化技术的定义虚拟化技术是一种在物理硬件能力下实现多个逻辑上独立的计算机执行环境的技术。

简单来说,就是将一台物理服务器分成多个虚拟机来使用,每个虚拟机都有自己的操作系统、应用程序和数据。

虚拟化技术主要有两种,一种是全虚拟化技术,一种是半虚拟化技术。

全虚拟化技术是指在虚拟机内运行非修改过的操作系统,它会将虚拟机内的指令转换为对底层物理硬件的指令。

这种方式可以提供最高的隔离性和安全性。

而半虚拟化技术则是在客户机操作系统中运行特殊的驱动程序,它可以直接访问物理硬件,这种方式可以提高虚拟机的性能和效率。

二、虚拟化技术的应用1. 虚拟化在服务器领域中的应用虚拟化技术最常见的应用就是让一台物理服务器同时支持多个虚拟机,从而提高服务器的利用率。

在这样的情况下,虚拟化技术可以帮助企业节省服务器的成本,并提高服务器的可用性和可维护性。

此外,通过虚拟化技术,企业可以快速部署新的应用程序或操作系统,同时也可以快速地恢复故障。

2. 虚拟化在云计算领域中的应用在云计算领域中,虚拟化技术更是发挥了巨大的作用。

云计算提供了大量的计算、存储和网络资源,而虚拟化技术则可以帮助云计算平台更加高效地管理这些资源。

首先,虚拟化技术可以帮助云计算平台在不影响其他用户的情况下,迅速为用户提供所需的计算资源。

其次,虚拟化技术可以帮助云计算平台实现资源的弹性伸缩,通过动态地分配物理资源,云计算可以根据用户需求来快速扩展或缩小计算环境,以提供更高的质量和更高的性能。

最后,虚拟化技术还可以实现不同物理硬件间的资源池化,这种方式可以大幅度降低服务器资源的浪费。

三、虚拟化技术的优缺点虚拟化技术的优点是显而易见的,它能够提高服务器资源的利用率,并且降低了成本。

虚拟化技术在云计算中的应用

虚拟化技术在云计算中的应用云计算是近年来无论是企业 IT 领域还是个人消费市场都备受关注的领域。

它的出现提供了一种新的 IT 资源消费方式,不仅可以让用户通过互联网得到比较便宜的、能够快速部署的 IT 资源,还可以让企业节约 IT 资源的成本并提高 IT 资源运行效率。

在现代技术中,虚拟化技术是云计算的核心技术之一,本文将介绍虚拟化技术在云计算中的应用。

一、什么是虚拟化技术虚拟化是一种基于计算机和网络的技术,它能够将一个物理资源切割成多个虚拟资源。

虚拟化技术的核心功能是利用虚拟化层来隔离物理资源和虚拟资源之间的差异,让虚拟资源在实际操作中表现得就像物理资源一样。

虚拟化技术可以应用在不同的硬件资源上,如 CPU、存储、网络等,使得这些资源可以被分割成多个虚拟资源,可以各自独立地进行分配、升级、管理和监控。

虚拟化技术提供了一台计算机上执行多个操作系统的能力,可以允许多个虚拟操作系统所运行的软件相互隔离并避免相互之间的干扰。

它的可扩展性和动态资源分配可以使得云计算基础设施更加灵活和便捷,并能最大化地优化资源配置和利用效率。

二、虚拟化技术在云计算中的应用云计算是一种将计算资源以服务的形式提供给用户的方式,虚拟化技术在云计算的实现中非常重要,因为它可以将一台服务器划分成多个虚拟服务器,让不同的用户在同一硬件环境中使用不同的虚拟机来运行应用程序,从而实现资源分享和利用。

1. 虚拟化技术可提供强大的资源管理能力云计算资源的管理对于实现云计算的高效和可靠运作非常重要。

虚拟化技术可以提供强大的资源管理能力,它能够将物理资源切割成多个虚拟机,使得每个虚拟机都具有独立的 CPU、内存、存储和网络等资源。

这样一来,每个虚拟机都可以作为一个独立的IT 环境来管理和维护,而不会影响到其他虚拟机的正常运行。

2. 提供基本运算能力虚拟化技术还可以提供基本的运算能力,如 CPU 和内存等。

它可以使得云计算资源更好地分配和利用,并与其他服务结合完美,为用户提供快速响应的服务。

虚拟化技术在云计算中的应用与优势

虚拟化技术在云计算中的应用与优势云计算作为一种强大的信息技术,已经在各个行业中得到广泛应用。

而在云计算中,虚拟化技术无疑是确保其高效性和灵活性的关键因素之一。

本文将讨论虚拟化技术在云计算中的应用与优势,并探讨其对企业和个人用户的重要意义。

一、虚拟化技术在云计算中的应用1. 虚拟机技术虚拟机技术是云计算中最为常见和重要的应用之一。

它通过将物理服务器划分为多个虚拟机,从而实现资源的最大化利用。

每个虚拟机都可以独立运行自己的操作系统和应用程序,彼此之间相互隔离,互不干扰。

此外,虚拟机技术还可以实现快速部署和扩展,大大提高了应用程序的灵活性和可用性。

2. 虚拟存储技术虚拟存储技术是通过将物理存储设备划分为多个逻辑卷,实现存储资源的整合和共享。

在云计算中,虚拟存储技术可以提供更高的存储利用率和可靠性。

同时,用户可以根据实际需求动态调整存储空间的大小,避免了资源的浪费和不足。

3. 虚拟网络技术虚拟网络技术是在云计算环境中构建虚拟网络的一种技术手段。

它可以实现网络资源的可视化管理和灵活配置,使用户能够轻松构建复杂的网络拓扑结构。

通过虚拟网络技术,用户可以随时调整网络的带宽、延迟和可用性,满足不同应用对网络性能的需求。

二、虚拟化技术在云计算中的优势1. 提高资源利用率虚拟化技术可以将物理资源划分为多个虚拟资源,实现资源的共享和最大化利用。

通过动态调整虚拟机的数量和大小,可以将资源利用率提高到极致,避免了资源的浪费。

2. 提供弹性扩展能力云计算中的虚拟化技术可以根据用户需求动态增加或减少虚拟机实例,实现应用程序的弹性扩展。

无论是应对高峰期的大量请求,还是适应业务量的变化,都可以快速调整资源配置,提高系统的可伸缩性。

3. 提高应用程序的可用性通过虚拟机的冗余备份和虚拟存储的数据冗余技术,可以提高应用程序的可用性和容错性。

即使某个物理服务器或存储设备发生故障,也能通过迁移虚拟机或切换存储路径来保证服务的连续性。

4. 简化管理和维护虚拟化技术可以实现资源的集中管理和自动化运维,简化了系统的管理和维护工作。

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虚拟化在云计算中的应用1 什么是虚拟化技术迄今为止,虚拟化在业界还没有一个公认的定义。

实际上,虚拟化涉及的范围很广,包括网络虚拟化、存储虚拟化、服务器虚拟化、桌面虚拟化、应用程序虚拟化、表示层虚拟化等。

本文所说的虚拟化主要指服务器虚拟化。

一般来讲,虚拟化是一个抽象层,它将物理硬件与操作系统分开,从而提供更高的IT 资源利用率和灵活性。

处理器、内存、存储和网络等硬件资源被抽象成标准化的虚拟硬件,与包括操作系统和应用程序在内的完整运行环境一起封装在独立于硬件的虚拟机中,而虚拟机以文件形式保存,因此可以快速对其进行保存、复制和部署。

服务器虚拟化技术原理如图1所示。

2 虚拟化技术的发展过程和现状2.1 虚拟机演进路径虚拟化技术源于大型机。

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。

随着技术发展和市场竞争的需要,大型机上的技术开始向小型机或UNIX服务器移植。

IBM、HP和Sun后来都将虚拟化技术引入各自高端RISC服务器系统中。

经过40多年的发展,虚拟化技术获得了长足的进步,服务器虚拟化技术也随着应用的普及日臻完善。

随着X86服务器性能的提升和应用普及,大量的X86服务器已经慢慢成为IT管理的难点,虚拟化技术也开始逐渐在x86架构上流行起来,以控制服务器的无度增长以及提高服务器资源的利用率。

2.2 虚拟化技术的现状目前有4种类型的虚拟化技术:(1) 完全虚拟化目前最主要的虚拟化方法,使用名为hypervisor的一种软件,在虚拟服务器和底层硬件之间建立一个抽象层。

hypervisor可以捕获CPU指令,为指令访问硬件控制器和外设充当中介。

在完全虚拟化的环境下,hypervisor运行在裸硬件上,充当主机操作系统,而由hypervisor管理的虚拟服务器运行客户端操作系统(guest OS)。

完全虚拟化技术的优点是操作系统不用改动就能安装到虚拟服务器上;主要缺点是,hypervisor给处理器带来开销。

VMware和微软的Virtual PC是该方法的两个代表性商用产品,而基于核心的虚拟机(KVM)是面向Linux系统的开源产品。

(2) 准虚拟化准虚拟化(para-virtualization)减轻了处理器的负担,客户操作系统需要在核心层面进行改动,能够与hypervisor协同工作。

准虚拟化技术的优点是性能高,经过准虚拟化处理的服务器可与hypervisor协同工作,其响应能力几乎不亚于未经过虚拟化处理的服务器;缺点是只适用于BSD、Linux、Solaris等某些开源操作系统,不适用于Windows等专有操作系统。

Xen是开源准虚拟化技术的一个例子。

(3) 操作系统层虚拟化操作系统层虚拟化没有独立的hypervisor层,主机操作系统本身负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源,并且让这些服务器彼此独立。

操作系统层虚拟化的缺点是所有虚拟服务器必须运行同一操作系统(不过每个实例有各自的应用程序和用户账户),灵活性比较差;优点是本机速度性能比较高,由于架构在所有虚拟服务器上使用单一、标准的操作系统,管理起来比异构环境要容易。

Solaris Container就是这方面的一个例子,Virtuozzo/OpenVZ是面向Linux的软件方案。

(4) 硬件虚拟化除了软件外,虚拟化也从纯软件逐渐深入到处理器级虚拟化和输入/输出级虚拟化,AMD和英特尔提供的最新一代芯片在设计时都考虑到了硬件虚拟化功能。

英特尔的虚拟化技术(VT)和AMD的虚拟化技术(AMD-V)把虚拟硬件仿真方面的部分繁重任务从软件转移到了硬件,并且把某些内存管理功能转移到了用软件处理的CPU微代码里面。

这些努力使得x86平台的CPU更适合处理虚拟服务器带来的特有工作负载。

3 虚拟化技术特性综合虚拟化技术的发展过程和现状,结合其实现原理,可以总结出虚拟化技术的6大特性:(1) 软件实现。

以软件的方式模拟硬件,通过软件的方式逻辑切分服务器资源,形成统一的虚拟资源池,创建虚拟机运行的独立环境。

(2) 隔离运行。

运行在同一物理服务器上的多个虚拟机之间相互隔离,虚拟机与虚拟机之间互不影响。

包括:计算隔离、数据隔离、存储隔离、网络隔离、访问隔离,虚拟机之间不会泄露数据,应用程序只能通过配置的网络连接进行通信。

(3) 封装抽象。

操作系统和应用被封装成虚拟机,封装是虚拟机具有自由迁移能力的前提。

真实硬件被封装成标准化的虚拟硬件,整个虚拟机以文件形式保存,便于进行备份、移动和复制。

(4) 硬件独立。

服务器虚拟化带来了虚拟机和硬件相互依赖性的剥离,为虚拟机的自由移动提供了良好的平台。

(5) 广泛兼容。

兼容多种硬件平台,支持多种操作系统平台。

(6) 标准接口。

虚拟硬件遵循业界标准化接口,以保证兼容性。

4 IDC目前的现状及发展瓶颈IDC(网络数据中心)是一种拥有完善的设备(包括高速互联网接入带宽、高性能局域网络、安全可靠的机房环境等)、专业化的管理、完善的应用级服务的服务平台。

在这个平台基础上,IDC服务商为企业和ISP、ICP、ASP等客户提供互联网基础平台服务以及各种增值服务。

经营IDC业务的公司中,主机托管和整机租赁、虚拟主机等业务是IDC 的主要支柱业务,此外,还衍生出一些增值业务,域名注册、企业邮局、网站建设、网站加速服务以及VPN 服务,网络安全服务、代维服务和数据存储等增值服务。

目前,IDC在规模不断发展的同时,其成本也在不断上升,遇到了发展的瓶颈:比如电力、机房的面积和带宽不可能随着规模扩大而快速地扩展;同时,IDC90%的服务器,90%的时间,CPU占有率低于10%,意味着资源有很大的浪费;IDC 的管理和维护成本随着规模的扩大也在不断上升。

IDC需要有新的技术手段,充分利用现有的资源把它变成更多的收入。

5 虚拟化是新一代云计算数据中心的技术基础虚拟化技术的发展为IDC带来了新的发展机遇。

5.1 虚拟化技术可以促进IDC提高资源利用率和服务水平虚拟化技术能够降低IDC的运营成本,帮助IDC提供性价比更优的服务,吸引更多企业采用IDC的服务,从而为IDC带来更大的收益。

研究资料表明,虚拟化技术将各种资源虚拟出多台主机,以提高这些资源的共享率和利用率,将IT环境改造成为更加强大、更具弹性、更富有活力的架构,为IDC带来以下效益:(1) 35%-75% TCO(总体拥有成本)节省:通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40%软件硬件成本,每个服务器的平均利用率从7%提高到60%-80%,降低70%-80%运营成本,包括数据中心空间、机柜、网线,耗电量,冷气空调和人力成本;(2) 提高运营效率:部署时间从小时级到分钟级,服务器重建和应用加载时间从20-40 hrs =>15-30 min,每年节省10 000 人/h(300台服务器);以前硬件维护需要以前的数天/周的变更管理准备和1~3小时维护窗口,现在可以进行零宕机硬件维护和升级;(3) 提高服务水平:帮助企业建立业务和IT资源之间的关系,使IT和业务优先级对应;将所有服务器作为大的资源统一进行管理,并按需自动低动态资源调配;无中断的按需扩容;(4) 旧硬件和操作系统的投资保护:不再担心旧系统的兼容性,维护和升级等一系列问题。

5.2 虚拟化技术为IDC提供了云计算的基础架构虚拟化技术除了帮助IDC提供资源利用率和提高服务水平之外,更重要的一点是它释放了IDC的潜力,为IDC带来了极大的运营弹性。

未来数据中心的面貌就是将底层的硬件,包括服务器、储存与网络设备全面虚拟化,建立起一个共享的随需而选的运作环境,上层的数据可以根据业务型态的不同需求,搭配出各种互相隔离的应用,形成一个服务导向的IT架构。

虚拟化技术不仅仅是一个简单的整合工具,它将更先进的自动化和系统管理引进到数据中心,为数据中心提供了一种共享加隔离(安全、可信)的云计算基础架构,这样的数据中心不再是传统的IDC,而是叠加了云计算功能架构的弹性数据中心。

6 基于虚拟化技术开发云计算数据中心新型增值业务云计算数据中心的新型增值业务可以按照从底层硬件到顶层应用的不同层次来进行划分(如表1)。

根据每个层次的能力可以提供不同级别、不同形式的新型服务。

表1 云计算数据中心新型增值业务7 电信运营商如何构建云计算数据中心的商业生态圈虚拟化技术的发展,让包括互联网公司、软件厂商和硬件厂商等原来租用IDC业务的企业纷纷建起了自己的数据中心,准备在云计算数据中心领域建立新型IDC 增值业务的优势。

Google在云计算IT基础架构上投入了大量巨资,目前在美国4个州已经完成和在建的最新数据中心平均每家耗资约为6亿美元。

微软一直租赁数据中心,2007年起开始设计和构建自己的数据中心,目前在全球范围内已经有15个数据中心,14.8万台服务器,每家数据中心耗资均达5亿美元以上。

Salesforce的数据中心位于美国,但目前已经计划在新加坡建立数据中心和网络操作中心(NOC)。

IBM在北卡罗来纳州、都柏林、北京、东京等共有8个数据中心。

2008年4月,IBM又投资约4亿美元改造北卡罗来纳州和日本东京的数据中心,并将与其他数据中心连接在一起向云计算服务方向转变。

云计算数据中心的出现,逐渐形成了新的产业生态圈。

整个IDC行业将可能重新洗牌,未来的云计算数据中心需要提供更优质、更便宜的服务,满足客户从底层存储到上层应用全方位的需要,才能在市场中处于领先地位。

电信运营商拥有雄厚的网络实力、庞大的客户资源、全网的收费能力和良好的社会信用,应抓住机会建立以自身为核心的生态圈,作为生态圈的主导者与生态圈中其他参与者一起通过产业链深度合作提升云计算数据中心竞争力。

生态圈如图2所示,包括资源圈、服务圈、行业圈3个小生态圈和社会环境圈。

资源圈提供软件和硬件等资源,服务圈则提供各种内容和应用,行业圈可以开展各种合作,社会环境圈为整个生态圈提供健全的机制、法律和需求,各个小生态圈图2 云计算数据中心生态圈表2 各云计算数据中心运营商的优势和劣势对比8 虚拟化技术在云计算数据中心应用还需解决的问题云计算数据中心真正建成运营还需要解决管理和安全方面的问题。

8.1 虚拟化架构的可管理性云计算弹性数据中心的虚拟化架构需要解决虚拟资源的可配置、可扩展和可计费性等管理问题,以实现虚拟资源的自动化和生命周期管理,具体包括:(1) 动态配置:根据用户需求自动化创建虚拟机,根据资源的可用性状态动态调配资源大小,根据资源的可用时间撤销虚拟机。

(2) 分发部署:可以定制标准的资源模板,根据需要分发给用户进行部署。

(3) 补丁管理:虚拟化管理软件的补丁升级和虚拟机系统的补丁升级策略。

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