袁夫+郭紅

摘要：隨著數(shù)據(jù)量和需求的不斷增加，公司、企業(yè)、高校中計(jì)算機(jī)硬件的更新和網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)越來(lái)越成為一個(gè)棘手的問(wèn)題，構(gòu)建“云”平臺(tái)正成為越來(lái)越多公司、企業(yè)、高校的選擇。云計(jì)算環(huán)境加上虛擬化技術(shù)正是“云”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；虛擬化；協(xié)議

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）01-0102-02

1 前言

虛擬化技術(shù)從傳統(tǒng)意義上主要是指執(zhí)行的虛擬化，隨著云計(jì)算的發(fā)展，出現(xiàn)了存儲(chǔ)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化。多種虛擬化技術(shù)在云計(jì)算環(huán)境下的綜合應(yīng)用，催生了多種“云”平臺(tái)服務(wù)和產(chǎn)品。

2 執(zhí)行虛擬化技術(shù)

執(zhí)行虛擬化技術(shù)是一種用于模擬執(zhí)行環(huán)境的技術(shù)。它不僅可以為操作系統(tǒng)、編譯程序或者應(yīng)用程序提供模擬運(yùn)行環(huán)境，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的硬件虛擬化。

2.1 硬件級(jí)虛擬化

硬件虛擬化技術(shù)是指為計(jì)算機(jī)提供抽象執(zhí)行環(huán)境以運(yùn)行客戶(hù)機(jī)操作系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)。它實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)和客戶(hù)機(jī)的分離，將多個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上的多個(gè)虛擬環(huán)境中，因此，硬件虛擬化也被稱(chēng)為系統(tǒng)虛擬化。這里的虛擬運(yùn)行的客戶(hù)端操作環(huán)境被稱(chēng)為虛擬機(jī)，雖然由于物理計(jì)算機(jī)的硬件環(huán)境不同，虛擬機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式會(huì)有不同，但是無(wú)論哪種情況，這些虛擬機(jī)都需要被提供一系列的硬件虛擬環(huán)境，包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口、I/O設(shè)備等。

“云”平臺(tái)中，客戶(hù)端的操作系統(tǒng)就是運(yùn)行在服務(wù)器端的抽象執(zhí)行環(huán)境下的，實(shí)際上就是在服務(wù)器端模擬運(yùn)行多個(gè)客戶(hù)端計(jì)算機(jī)，即虛擬機(jī)。在硬件虛擬化中通過(guò)虛擬機(jī)管理程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的監(jiān)控和管理的。虛擬機(jī)管理程序是實(shí)現(xiàn)硬件虛擬化最關(guān)鍵的組件，它又被叫做虛擬機(jī)管理器（VMM）。虛擬機(jī)管理器可以是一個(gè)程序或者是軟件和硬件的集成體，可以執(zhí)行底層物理硬件的抽象。

服務(wù)器虛擬化是硬件虛擬化的一個(gè)典型應(yīng)用。服務(wù)器虛擬化可以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上多個(gè)虛擬機(jī)的隔離運(yùn)行，每個(gè)虛擬機(jī)獨(dú)立運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)資源按照需求進(jìn)行靈活的分配，從而最大程度的滿(mǎn)足每臺(tái)虛擬機(jī)的性能需求和安全需求。在一個(gè)數(shù)據(jù)中心中，為了支持更多的服務(wù)對(duì)象，很可能存在多臺(tái)物理服務(wù)器提供相同的應(yīng)用和服務(wù)，為了便于管理和提高服務(wù)質(zhì)量，利用應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)可以將多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器抽象為一臺(tái)虛擬服務(wù)器。當(dāng)然也可以將一臺(tái)物理服務(wù)器虛擬為多個(gè)服務(wù)器使用，為每個(gè)虛擬的服務(wù)器提供抽象的硬件資源。

桌面虛擬化的實(shí)現(xiàn)是建立于服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)之上的。桌面虛擬化技術(shù)將個(gè)人計(jì)算機(jī)的桌面環(huán)境抽象化，以便采用客戶(hù)端/服務(wù)器的方式來(lái)訪問(wèn)，此時(shí)，支持硬件虛擬化的設(shè)備就顯得非常重要了，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)托管在同一臺(tái)服務(wù)器上的多個(gè)桌面環(huán)境。

2.2 操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化

操作系統(tǒng)虛擬化主要是在單一的操作系統(tǒng)環(huán)境下工作，可以創(chuàng)建多個(gè)執(zhí)行容器來(lái)隔離運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序。利用操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，可以有效的整合服務(wù)器：在一臺(tái)物理服務(wù)器上運(yùn)行多臺(tái)不同的應(yīng)用服務(wù)器，每臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器與其他服務(wù)器完全隔離開(kāi)來(lái)，在各自的用戶(hù)空間運(yùn)行，同時(shí)還可以共享物理服務(wù)器的操作系統(tǒng)和其他組件。

2.3 編程語(yǔ)言級(jí)虛擬化

編程語(yǔ)言級(jí)虛擬化主要包含一個(gè)用來(lái)運(yùn)行進(jìn)程編譯程序二進(jìn)制代碼的虛擬機(jī)?？梢詫?shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的部署和管理執(zhí)行，并能夠完成跨平臺(tái)和系統(tǒng)的移植。編程級(jí)的虛擬機(jī)又被稱(chēng)為進(jìn)程級(jí)虛擬機(jī)，其最大的優(yōu)勢(shì)是跨平臺(tái)的提高統(tǒng)一、安全的執(zhí)行環(huán)境。

2.4 應(yīng)用虛擬化

應(yīng)用級(jí)虛擬化的虛擬器管理器和硬件虛擬化相比要簡(jiǎn)單很多，因?yàn)樗恍枰M提供應(yīng)用程序運(yùn)行的部分環(huán)境。一般只有在原有環(huán)境不支持應(yīng)用所需特性時(shí)，該技術(shù)才發(fā)揮作用，并且通常設(shè)計(jì)的是局部文件系統(tǒng)、庫(kù)或者操作系統(tǒng)部件等的模擬。

3 存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)

虛擬存儲(chǔ)（Storage Virtualization）是指將多個(gè)獨(dú)立存在的、不同類(lèi)型的物理存儲(chǔ)體，通過(guò)軟件和硬件技術(shù)，全部轉(zhuǎn)化為一份邏輯上的虛擬的存儲(chǔ)單元，集中管理，供用戶(hù)統(tǒng)一使用。有這樣一個(gè)形象的比喻，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，虛擬化的存儲(chǔ)資源就好比一個(gè)龐大的池子，用戶(hù)既不必關(guān)心數(shù)據(jù)究竟從哪兒來(lái)也不必關(guān)心數(shù)據(jù)將流到哪兒去。對(duì)于管理者來(lái)說(shuō)，對(duì)這個(gè)“大池子”進(jìn)行集中管理，根據(jù)不同的具體需求將存儲(chǔ)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分配。這樣一來(lái)，存儲(chǔ)空間如同一個(gè)流動(dòng)的水池，能夠根據(jù)需要進(jìn)行任意的分配。

4 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

虛擬網(wǎng)絡(luò)是指將網(wǎng)絡(luò)資源包括硬件資源和軟件資源實(shí)現(xiàn)整合，然后向客戶(hù)端用戶(hù)提供虛擬的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。這種虛擬化的技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)虛擬中的實(shí)現(xiàn)主要分為兩類(lèi)，即局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的虛擬化，其中虛擬局域網(wǎng)技術(shù)可以將多個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)組合為一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，也可以將一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)分割為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，從而提高內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的利用率，虛擬專(zhuān)用網(wǎng)則在保證外部鏈接安全性和私密性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程用戶(hù)對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)。

5 結(jié)語(yǔ)

基于云計(jì)算環(huán)境的虛擬化技術(shù)的利用，構(gòu)建“云”平臺(tái)，可以高效的滿(mǎn)足公司、企業(yè)、高校的辦公需求和科研需求，同時(shí)降低硬件、軟件維護(hù)成本和運(yùn)營(yíng)成本，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)一定會(huì)成為一個(gè)市場(chǎng)的熱點(diǎn)，從而獲得越來(lái)越快的發(fā)展，為人們的生活帶來(lái)更多的便利。

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