王磊　時亞文

摘要：虛擬化技術(shù)是云計算架構(gòu)中重要核心技術(shù)，采用虛擬化技術(shù)后，不僅可以節(jié)省成本，更能快速應(yīng)付各種業(yè)務(wù)需求，通過虛擬化技術(shù)可以快速整合資源，提高資源利用率。對虛擬化技術(shù)進行了分析研究，分析對比了傳統(tǒng)IT云計算模式、分布式云計算架構(gòu)模式兩種云計算實施方案，分析比較了虛擬化三種技術(shù)分類，提出了如何把虛擬化技術(shù)融入到云計算環(huán)境中。對虛擬化技術(shù)進行了展望，進一步探究虛擬化如何在云計算環(huán)境中如何發(fā)揮最大性能。

關(guān)鍵詞：虛擬化；云計算；服務(wù)器； 資源

中圖分類號：TP301 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）24-0227-02

Abstract：Virtualization technology is cloud computing architecture core technology， the use of virtualization technology can not only save cost， can quickly meet the needs of various business， through virtualization technology can rapidly integrate resources， improve the utilization rate of resources. The virtualization technology of research and analysis， the analysis and comparison of the traditional it cloud computing model， distributed cloud computing architecture model two kinds of cloud computing implementation plan， virtualization technology classification are analyzed and compared， the how the virtualization technology into a cloud computing environment. The virtualization technology is discussed， and further research on how to play the maximum performance in the cloud computing environment is further explored.

Key words：virtualization； cloud computing； server； resource

虛擬化技術(shù)是云計算環(huán)境重要特點，基于虛擬化技術(shù)可以對存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)等物理資源進行資源池化，對資源進行彈性分配，提高資源利用率，減少運行成本。利用資源池可以實現(xiàn)按需分配的資源調(diào)度策略以及資源池的橫向擴展。虛擬化技術(shù)能夠快速整合資源，提高資源利用率。

1 虛擬化背景

隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，業(yè)務(wù)需求不斷增加，部門需要重新采購各種設(shè)備，并需要一定周期。硬件、軟件資源及人力成本閑置率較高，而在特殊時段，由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問量服務(wù)器，會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁擠，系統(tǒng)癱瘓，而在某些時間又出現(xiàn)資源空閑情況。運用虛擬化技術(shù)不僅可以節(jié)省成本，快速應(yīng)付業(yè)務(wù)需求。

虛擬化技術(shù)可以將虛擬主機遷移到更少的服務(wù)器上，提高資源利用率[1]。虛擬化技術(shù)利用資源池化，業(yè)務(wù)需求可以申請資源，提高業(yè)務(wù)這實時響應(yīng)，基于虛擬化可以實現(xiàn)一臺物理主機上運行多個虛擬主機，運行更多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，減少硬件、軟件成本。

2 虛擬化實施方案

1） 傳統(tǒng)IT云計算模式

傳統(tǒng)IT云計算模式在虛擬化技術(shù)平臺下，利用基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，對服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲等進行統(tǒng)一規(guī)劃與架構(gòu)。這種模式主要由生產(chǎn)、災(zāi)備存儲、多組服務(wù)集群、無阻塞網(wǎng)絡(luò)組成，由生產(chǎn)與災(zāi)備兩個存儲區(qū)域為存儲數(shù)據(jù)的核心，傳統(tǒng)IT云計算模式需要采購軟硬件平臺，采購成本以及擴展成本高[1][2]。

2） 分布式云計算架構(gòu)模式

分布式云計算架構(gòu)模式在硬件上由一系列物理服務(wù)器組成，軟件系統(tǒng)方面有Hadoop模型、開源虛擬化XEN平臺。物理服務(wù)器構(gòu)成一個集群，每個節(jié)點安裝相同軟件平臺，這種架構(gòu)模式優(yōu)點在于只需要一次性投入，成本低，但要求使用者具備一不定期運維能力，集群物理規(guī)模是可以調(diào)整的，軟件平臺本身是免費的[3]。和傳統(tǒng)IT云計算模式相反，分布式云計算投入成本低，資源利用率高，但缺乏可靠性，在運行過程中會出現(xiàn)磁盤或節(jié)點失效的問題[4]。

3 虛擬化技術(shù)

利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建中間層，中間層為上層應(yīng)用環(huán)境提供接口，對下是調(diào)用操作系統(tǒng)或硬件設(shè)備的指令集實現(xiàn)虛擬主機的指令。虛擬化技術(shù)將物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務(wù)器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務(wù)器，服務(wù)物理器中各種硬件資源變成彈性動態(tài)資源池[5]。虛擬主機操作系統(tǒng)通過中間層翻譯指令傳送到設(shè)備層，執(zhí)行結(jié)果送到虛擬主機。

4 虛擬化架構(gòu)

4.1計算虛擬化

計算虛擬化利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建中間層，將硬件和軟件分離、在操作系統(tǒng)和硬件之間構(gòu)建一個虛擬化軟件層，將服務(wù)器物理資源通過一定手段變成邏輯資源，并向上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用環(huán)境提供硬件資源，上層操作系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境運行在虛擬環(huán)境上，上層環(huán)境中的虛擬機相互隔離，可以實現(xiàn)資源遷移，提供更高的硬件、軟件資源利用率[6]。

4.2網(wǎng)絡(luò)虛擬化

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）是在云計算大數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計框架，SDN的關(guān)鍵思想是改變在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)流的控制以及運行機制，核心技術(shù)是將網(wǎng)絡(luò)的控制面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面進行分離，實現(xiàn)可編程化控制，使得SDN具備控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離、設(shè)備資源虛擬化和通用硬件及軟件可編程特性[7]。

4.3存儲虛擬化

存儲虛擬化包含了三分部：傳統(tǒng)存儲的虛擬化、分布式存儲的池化和加速以及軟件定義的存儲策略控制。存儲虛擬化是把不同接口協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備整合成一個虛擬的存儲資源池，根據(jù)實際情況為主機創(chuàng)建和提供虛擬存儲卷。存儲虛擬化是存儲設(shè)備和存儲系統(tǒng)的抽象，給用戶展現(xiàn)一個邏輯視圖，同時將應(yīng)用程序、用戶所需的數(shù)據(jù)存儲操作以及具體的存儲控制分離。充分利用異構(gòu)平臺的存儲空間達到最大的資源使用率[8]。

5 結(jié)束語

虛擬化是云計算架構(gòu)中的重要技術(shù)，對虛擬化技術(shù)進行了分析研究，本文分析對比了傳統(tǒng)IT云計算模式、分布式云計算架構(gòu)模式兩種云計算實施方案，分析比較了虛擬化三種技術(shù)分類，提出了如何把虛擬化技術(shù)融入到云計算環(huán)境中。下一步將繼續(xù)研究虛擬化與云計算之間的關(guān)系，進一步探究虛擬化如何在云計算環(huán)境中如何發(fā)揮最大性能。

參考文獻：

[1] 祁偉，劉冰等.從基礎(chǔ)架構(gòu)到最佳實踐[M].清華大學(xué)出版社，2013.

[2] 顧炯炯.云計算架構(gòu)技術(shù)與實踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[3] 張耀祥.云計算和虛擬化技術(shù)[J].計算機安全，2011（5）：80-82.

[4] 路健.基于云計算的虛擬化平臺規(guī)劃、設(shè)計與實施[D].云南大學(xué)，2013.

[5] 楊洪波.高性能網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D].博士，上海交通大學(xué)，2012.

[6] 陳磊.網(wǎng)絡(luò)虛擬化中資源分配算法研究[D].湖南大學(xué)，2012.

[7] 張小龍.存儲虛擬化技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J].硅谷，2013，23：13-15.

[8] 白翠琴，王建，李旭偉.存儲虛擬化技術(shù)的研究與比較[J].計算機與信息技術(shù)，2008（7）：56-59.