【摘要】隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)成為一種人們必備的一種基本知識(shí)。它對(duì)于高中生綜合素質(zhì)的提高，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展有著重要的作用。本文主要介紹了本人通過(guò)對(duì)高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)的一些感受，與大家共同探討。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算虛擬化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)的增加、使用和交付模式，可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展的虛擬化資源。它將虛擬化技術(shù)、分布式計(jì)算、Web服務(wù)、網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)融于一身，使任何用戶(hù)在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)均能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)處理大規(guī)模的計(jì)算問(wèn)題，做到服務(wù)的自助化、服務(wù)可計(jì)量化、資源配置的動(dòng)態(tài)化及資源的透明化和池化。

云計(jì)算用戶(hù)可大規(guī)模減少硬件購(gòu)置及其升級(jí)維護(hù)的開(kāi)支，同時(shí)可按需享受到高效、便捷的IT服務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的相互融合，云計(jì)算已成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的技術(shù)手段，其優(yōu)勢(shì)已在多領(lǐng)域范圍內(nèi)嶄露頭角。

構(gòu)建云計(jì)算數(shù)據(jù)中心包括X86服務(wù)器虛擬化技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、承載網(wǎng)絡(luò)、管理平臺(tái)和云計(jì)算安全等幾個(gè)重要因素，本文將對(duì)其進(jìn)行逐一闡述。

一、X86服務(wù)器虛擬化技術(shù)

所謂x86服務(wù)器的虛擬化，就是在硬件和操作系統(tǒng)之間引入了虛擬化層，虛擬化層允許多個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)例同時(shí)運(yùn)行在一臺(tái)物理服務(wù)器上，動(dòng)態(tài)分區(qū)和共享所有可用的物理資源，包括：CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)和I/O設(shè)備。服務(wù)器虛擬化主要有兩種架構(gòu)：寄宿架構(gòu)和原生架構(gòu)。

寄宿架構(gòu)中，虛擬機(jī)監(jiān)視器是運(yùn)行在宿主操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用程序，利用宿主操作系統(tǒng)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件資源的抽象和虛擬機(jī)的管理。這種模式實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為容易，但是由于依賴(lài)宿主操作系統(tǒng)運(yùn)行，因此其性能通常較低。

原生架構(gòu)中，虛擬化平臺(tái)直接運(yùn)行在硬件之上，宿主服務(wù)器無(wú)需安裝傳統(tǒng)操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)運(yùn)行在虛擬化平臺(tái)上，虛擬化平臺(tái)提供指令集和設(shè)備接口，以提供對(duì)虛擬機(jī)的支持。這種實(shí)現(xiàn)方式通常具有較好的性能，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜。

目前應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)中心的虛擬化技術(shù)多為原生架構(gòu)，例如Citrix Xen、VMware ESX Server、Hyper-V等。

二、存儲(chǔ)技術(shù)

2.1IP SAN和FC SAN

云計(jì)算環(huán)境下，為了便于虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移，一般將虛擬機(jī)部署在共享存儲(chǔ)上，同時(shí)還需要對(duì)外提供云存儲(chǔ)業(yè)務(wù)，都需要有存儲(chǔ)系統(tǒng)滿(mǎn)足上述需求。目前主要的存儲(chǔ)技術(shù)包括IP SAN和FC SAN。下面我們來(lái)比較一下IP-SAN與FC-SAN各自的優(yōu)劣。

從存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)構(gòu)來(lái)看，一般來(lái)說(shuō)FC-SAN存儲(chǔ)設(shè)備采用硬件RAID芯片+中央處理器的結(jié)構(gòu)；而IP-SAN存儲(chǔ)設(shè)備采用磁盤(pán)控制器，每個(gè)磁盤(pán)柜中分為多個(gè)磁盤(pán)組。IP-SAN存儲(chǔ)存在緩存Cache到磁盤(pán)的數(shù)據(jù)I/O和數(shù)據(jù)處理瓶頸，而采用FC磁盤(pán)的FC-SAN存儲(chǔ)設(shè)備就不存在這樣的問(wèn)題。

從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及傳輸介質(zhì)來(lái)看，F(xiàn)C-SAN使用專(zhuān)用光纖通道設(shè)備；IP-SAN使用通用的IP網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備即銅纜、雙絞線(xiàn)、光纖等介質(zhì)進(jìn)行信號(hào)的傳輸。IP-SAN的設(shè)備造價(jià)要低于FC-SAN。

從存儲(chǔ)響應(yīng)的并發(fā)操作能力來(lái)看，F(xiàn)C-SAN可以承接更多的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)數(shù)。面對(duì)大規(guī)模并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)，無(wú)論是從外接用戶(hù)規(guī)模來(lái)說(shuō)還是從傳輸性能和穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，F(xiàn)C-SAN都有著IP-SAN不可比擬的優(yōu)勢(shì)。FC-SAN相對(duì)于IP-SAN穩(wěn)定性更好。

從管理方面來(lái)看，這兩者都具有較強(qiáng)的可管理性。

綜合考慮技術(shù)和造價(jià)兩方面的因素，虛擬機(jī)運(yùn)行期間需要大量的讀寫(xiě)操作，宜采用FC-SAN部署虛擬機(jī)；而對(duì)外開(kāi)放的塊存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)考慮經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，可采用IP-SAN。隨著技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)器和存儲(chǔ)萬(wàn)兆網(wǎng)卡的成熟，IP-SAN的應(yīng)用場(chǎng)景也將不斷擴(kuò)大。

2.2存儲(chǔ)虛擬化

由于異構(gòu)存儲(chǔ)之間互通存在技術(shù)壁壘，因此通常一個(gè)系統(tǒng)中僅使用同一種型號(hào)的存儲(chǔ)設(shè)備，這給系統(tǒng)擴(kuò)容和控制成本帶來(lái)較大問(wèn)題。隨著技術(shù)發(fā)展，存儲(chǔ)虛擬化的出現(xiàn)解決了上述問(wèn)題。

存儲(chǔ)虛擬化是一種貫穿于整個(gè)IT環(huán)境中，用于簡(jiǎn)化本來(lái)可能會(huì)相對(duì)復(fù)雜的底層基礎(chǔ)架構(gòu)的技術(shù)。它的思想是將資源的邏輯映像與物理存儲(chǔ)分開(kāi)，為系統(tǒng)和管理員提供一幅簡(jiǎn)化的、無(wú)縫的資源虛擬視圖。

通過(guò)存儲(chǔ)虛擬化可以將許多零散的存儲(chǔ)資源進(jìn)行整合，提高整體利用率，降低系統(tǒng)管理成本；它還可以提升存儲(chǔ)環(huán)境的整體性能和可用性水平，通過(guò)虛擬技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化處理，節(jié)省數(shù)據(jù)處理時(shí)間。在存儲(chǔ)虛擬化中要盡量做到網(wǎng)絡(luò)級(jí)的虛擬化，做到充分利用存儲(chǔ)容量、集中管理存儲(chǔ)、降低存儲(chǔ)成本。

三、承載網(wǎng)絡(luò)

3.1交換網(wǎng)絡(luò)

虛擬化技術(shù)在根本上改變了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的需求。云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)中心中會(huì)有計(jì)算或存儲(chǔ)資源的遷移和調(diào)度問(wèn)題，從而要求采用構(gòu)建大范圍的二層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來(lái)解決大型的集群運(yùn)算問(wèn)題，從而改變傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)中心的局面。

大二層首先需要解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的問(wèn)題，通過(guò)VLAN的擴(kuò)大延伸和大規(guī)模程度的二層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的遷移，一般采用虛擬交換機(jī)技術(shù)和隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)要加大二層網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展范圍，跨越數(shù)據(jù)中心機(jī)房的趨于，延伸到多區(qū)域備份中心。

二層網(wǎng)絡(luò)勢(shì)必面臨多路徑問(wèn)題，若采用傳統(tǒng)的STP技術(shù)，將造成網(wǎng)絡(luò)中大量鏈路帶寬的浪費(fèi)，無(wú)法滿(mǎn)足云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)需求，因此大二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，包括VCP、Fabric Path以及TRILL等技術(shù)。目前不同廠家設(shè)備實(shí)現(xiàn)大二層的方式略有不同，互通存在問(wèn)題，這為云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的設(shè)備選型和造價(jià)控制帶來(lái)一定的困擾。

承載網(wǎng)絡(luò)除選擇使用的技術(shù)外，還要注重網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。在搭建云計(jì)算系統(tǒng)時(shí)應(yīng)使用模塊化的方式，模塊大小的選擇與其承載的業(yè)務(wù)種類(lèi)和重要性相關(guān)，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)確定合適的模塊規(guī)模（包括服務(wù)器數(shù)量、存儲(chǔ)容量等）及模塊內(nèi)使用的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)根據(jù)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃，確定橫向擴(kuò)展的方式。

3.2存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

FC-SAN的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需要光纖通道交換機(jī)，所有的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備均需連接光纖通道交換機(jī)，所需的光纖數(shù)量較多，系統(tǒng)布線(xiàn)相對(duì)復(fù)雜，服務(wù)器還需同時(shí)配置以太網(wǎng)卡和HBA卡。

FCOE技術(shù)的出現(xiàn)，大大簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)可將光纖通道信息插入以太網(wǎng)信息包內(nèi)，從而讓服務(wù)器SAN存儲(chǔ)設(shè)備的光纖通道請(qǐng)求和數(shù)據(jù)可以通過(guò)以太網(wǎng)連接來(lái)傳輸，而無(wú)需專(zhuān)門(mén)的光纖通道結(jié)構(gòu)，從而可以在以太網(wǎng)上傳輸SAN數(shù)據(jù)。該技術(shù)的應(yīng)用可以大幅減少服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)量，服務(wù)器無(wú)需再配置連接光纖通道的HBA卡，系統(tǒng)布線(xiàn)數(shù)量也可減半，從而降低了服務(wù)器功耗，也給管理帶來(lái)方便。

四、管理平臺(tái)

搭建以數(shù)據(jù)為中心的管理平臺(tái)對(duì)實(shí)現(xiàn)高性能云計(jì)算、為用戶(hù)提供更加方便快捷、隨時(shí)隨地的服務(wù)以及為運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員提供運(yùn)維手段有重要意義。管理平臺(tái)主要是以數(shù)據(jù)為中心實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的計(jì)算、管理及資源的合理分配。它是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的核心部分，它可以靈活調(diào)度底層資源而為用戶(hù)提供各種服務(wù)，使服務(wù)器協(xié)同工作。

云計(jì)算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)行著數(shù)百種應(yīng)用。龐大的系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化管理和維護(hù)，同時(shí)可以容忍小規(guī)模故障的存在，這都需要功能強(qiáng)大的管理平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)。管理平臺(tái)往往是云計(jì)算數(shù)據(jù)中的核心技術(shù)所在。

五、安全

云計(jì)算擁有龐大的計(jì)算能力與豐富的計(jì)算資源，越來(lái)越多的惡意攻擊者正在利用云計(jì)算服務(wù)實(shí)施惡意攻擊。首先，云計(jì)算的強(qiáng)大計(jì)算能力，讓密碼破解變得簡(jiǎn)單、快速；同時(shí)，云計(jì)算里的海量資源，給了惡意軟件更多傳播的機(jī)會(huì)；其次，在云計(jì)算內(nèi)部，云端聚集了大量用戶(hù)數(shù)據(jù)，雖然利用虛擬機(jī)予以隔離，但對(duì)于惡意攻擊者而言，云端數(shù)據(jù)依然是極其誘人的超級(jí)大蛋糕。一旦虛擬防火墻被攻破，就會(huì)誘發(fā)連鎖反應(yīng)，所有存儲(chǔ)在云端的數(shù)據(jù)都面臨被竊取的威脅。另外，數(shù)據(jù)遷移技術(shù)在云端的應(yīng)用，也給惡意攻擊者竊取用戶(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)。惡意攻擊者可以冒充合法數(shù)據(jù)，進(jìn)駐云端，挖掘其所處存儲(chǔ)區(qū)域里前一用戶(hù)的殘留數(shù)據(jù)痕跡。

云計(jì)算提供商需要在搭建云計(jì)算環(huán)境時(shí)，就仔細(xì)考慮設(shè)計(jì)云端的安全架構(gòu)。把安全從底層做起，注意每個(gè)細(xì)節(jié)。在云計(jì)算的五層體系架構(gòu)中存在五種不同的服務(wù)方式：（1）物理層處于云計(jì)算的最底層，容易面臨軟件中病毒的侵入、本地網(wǎng)遭到入侵等安全性問(wèn)題，可以采用傳統(tǒng)的安全機(jī)制對(duì)物理層的安全性問(wèn)題進(jìn)行處理；（2）在核心層常見(jiàn)的安全性問(wèn)題有分布式資源管理軟件產(chǎn)生的漏動(dòng)、分布式資源管理等，要經(jīng)常檢查軟硬件的更新情況，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)，改變分布式抽象技術(shù)等；（3）資源架構(gòu)層經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生通信數(shù)據(jù)的機(jī)密性、可靠性、可用性及網(wǎng)絡(luò)安全等問(wèn)題，一般可以在通信過(guò)程中進(jìn)行信息加密、控制帶寬、通信安全協(xié)議等措施防止安全隱患的發(fā)生；（4）開(kāi)發(fā)平臺(tái)層一般存在平臺(tái)構(gòu)建漏洞、計(jì)算服務(wù)性能不可靠等，一般可采用平臺(tái)升級(jí)、Parley-X保護(hù)等措施進(jìn)行防范；（5）應(yīng)用層常見(jiàn)的安全問(wèn)題有軟件漏洞、版權(quán)問(wèn)題等，一般采用軟件補(bǔ)丁、軟件升級(jí)的方法進(jìn)行防護(hù)。

六、結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算將虛擬化技術(shù)、分布式計(jì)算、Web服務(wù)、網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)融一身，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大規(guī)模計(jì)算問(wèn)題的快速、準(zhǔn)確處理，并且已經(jīng)成為今后問(wèn)題計(jì)算的一種處理方法發(fā)展趨勢(shì)。在今后的工作過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于云計(jì)算的進(jìn)一步分析與研究，并對(duì)其各項(xiàng)功能進(jìn)行不斷優(yōu)化與完善，實(shí)現(xiàn)管理智能化，從而構(gòu)建高效能、高可用綠色云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，為推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的綠色增長(zhǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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