關(guān)鍵詞： 虛擬化 云計(jì)算機(jī) 應(yīng)用設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

信息時(shí)代時(shí)時(shí)刻刻都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，企業(yè)如果在發(fā)展中持續(xù)沿用傳統(tǒng)計(jì)算方法，就難以在新時(shí)代占據(jù)競爭優(yōu)勢。而云計(jì)算屬于一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化資源，有效匯總、分析和使用數(shù)據(jù)，與虛擬化之間具有較強(qiáng)內(nèi)外在的聯(lián)系。因此，開展虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)研究就顯得十分重要。

1 虛擬化與云計(jì)算的概述

1.1 虛擬化

作為一種技術(shù)，虛擬化需要通過計(jì)算機(jī)資源來實(shí)現(xiàn)，這些資源包括CPU、內(nèi)存、硬盤等。借助虛擬化軟件，能夠在計(jì)算機(jī)上有效不同的物理資源，形成不同類型的邏輯資源，同時(shí)整合和處理這些邏輯資源，形成能夠獨(dú)立運(yùn)行的虛擬機(jī)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的不同終端用戶，通過虛擬機(jī)單獨(dú)的操作系統(tǒng)，具有獨(dú)立內(nèi)存、硬盤資源，便于操作和應(yīng)用[1]。虛擬化應(yīng)用能夠有效提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)際利用效率，進(jìn)一步保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理優(yōu)化配置，增強(qiáng)其靈活性，同時(shí)便于實(shí)踐操作人員針對其中一臺(tái)物理機(jī)結(jié)合實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)邏輯切割，并且結(jié)合實(shí)際需求配置應(yīng)用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，匯總資源，做好儲(chǔ)存?zhèn)溆霉ぷ?，有效?jié)約計(jì)算機(jī)運(yùn)營成本，創(chuàng)造更多的綜合效益。

1.2 云計(jì)算

Google公司最早提出了云計(jì)算，針對其定位為互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用模式，但是無法更好地詮釋云計(jì)算的基礎(chǔ)變化。當(dāng)前人們對云計(jì)算的認(rèn)識(shí)主要包含狹義上的模式，認(rèn)為云計(jì)算屬于一種互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施交付、使用的方式，能夠有效符合不同用戶對網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)的各項(xiàng)要求。

1.3 關(guān)系

針對虛擬化和云計(jì)算的本質(zhì)進(jìn)行分析，前者能夠針對系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行虛擬化處理，呈現(xiàn)出安全穩(wěn)定、資源利用率較高等特性，主要包含VM Ware、Hyper-V、Xen 等軟件；后者本質(zhì)上是一種概念，可以將其當(dāng)作服務(wù)模式，具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：云計(jì)算能夠?qū)T 當(dāng)作服務(wù)的業(yè)務(wù)模式，便于數(shù)據(jù)的使用；云計(jì)算還能當(dāng)作大數(shù)據(jù)的優(yōu)化，有效提高信息數(shù)據(jù)使用率，節(jié)約使用成本?？傊?，虛擬化和云計(jì)算之間具有十分密切的關(guān)系，虛擬化有利于云計(jì)算更加迅速的實(shí)現(xiàn)使用目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)資源配合的靈活有效性。

2 云計(jì)算中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

當(dāng)前，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，企業(yè)部署了大量IT 系統(tǒng)助力業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度較快，每時(shí)每刻就會(huì)形成海量數(shù)據(jù)，需要更多的儲(chǔ)存空間，從而對信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和應(yīng)用要求有更高昂的成本。虛擬化技術(shù)能夠針對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行虛擬化，將其存儲(chǔ)在分布式計(jì)算機(jī)上，不會(huì)占用計(jì)算機(jī)自身的內(nèi)存空間，在應(yīng)用數(shù)據(jù)的過程中能夠在分布式計(jì)算機(jī)上直接獲得，有效解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用問題，具有較多優(yōu)勢。

2.1 節(jié)約物理資源

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中離不開多臺(tái)物理機(jī)聯(lián)合使用的保障，主要涉及認(rèn)證、搜索引擎、數(shù)據(jù)處理后臺(tái)等多個(gè)方面，否則無法正常運(yùn)行[2]。而應(yīng)用虛擬化技術(shù)能夠有效節(jié)約物理資源，更好地優(yōu)化使用流程，同時(shí)能夠有效降低能耗。

2.2 節(jié)約時(shí)間

云計(jì)算中合理應(yīng)用虛擬化技術(shù)，能夠利用信息數(shù)據(jù)自身的相關(guān)功能，更好地實(shí)現(xiàn)云服務(wù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中具有不同類型的軟件，大多數(shù)都是借助SAAS 開發(fā)而成。新時(shí)期，各個(gè)行業(yè)運(yùn)行中不斷出現(xiàn)海量信息數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)存儲(chǔ)和應(yīng)用過程中，都需要借助虛擬化平臺(tái)，針對不同類型信息數(shù)據(jù)進(jìn)行重新部署，進(jìn)而構(gòu)成相對應(yīng)的模板，并且利用虛擬化技術(shù)，充分發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢和價(jià)值，更加快速地復(fù)制不同科學(xué)合理的系統(tǒng)，便于應(yīng)用單位在實(shí)際運(yùn)用過程中，結(jié)合自身實(shí)際需求進(jìn)行合理調(diào)整和分配信息資源，或者適當(dāng)調(diào)整配置就能夠正常應(yīng)用，在很大程度上節(jié)約云計(jì)算上信息數(shù)據(jù)應(yīng)用的部署時(shí)間，提高信息數(shù)據(jù)應(yīng)用效率。

2.3 保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性

任何一種數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析都屬于一種計(jì)算機(jī)軟件，在運(yùn)行過程中受到內(nèi)外部因素的影響，不可避免地會(huì)產(chǎn)生問題，其安全可靠性和硬件設(shè)備條件相對較差。應(yīng)用虛擬化技術(shù)之后，當(dāng)數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)崩潰，系統(tǒng)能夠自動(dòng)迅速切換到其他虛擬機(jī)上進(jìn)行工作運(yùn)行，即使在這個(gè)運(yùn)行的過程中物理機(jī)出現(xiàn)故障，同樣能夠立即切換到其他虛擬機(jī)上，有效提高數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的安全可靠性，這一點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)用戶具有十分重大的意義，進(jìn)一步保證云計(jì)算提供服務(wù)的安全可靠性。

3 云計(jì)算機(jī)

新時(shí)代發(fā)展背景下，我國工業(yè)、學(xué)術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域針對云計(jì)算機(jī)進(jìn)行大范圍運(yùn)用，應(yīng)用效果良好。云計(jì)算機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠充當(dāng)動(dòng)態(tài)化計(jì)算體系，創(chuàng)造良好的托管應(yīng)用程序環(huán)境，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)部署、計(jì)算資源優(yōu)化配置的效果，全過程、實(shí)時(shí)監(jiān)控各項(xiàng)資源的實(shí)際運(yùn)用狀況。人們將其當(dāng)作互聯(lián)網(wǎng)的主要發(fā)展趨勢。

從服務(wù)和技術(shù)角度分析云計(jì)算機(jī)的架構(gòu)體系，主要包括云計(jì)算機(jī)交付服務(wù)、資源，服務(wù)承諾；設(shè)計(jì)思路，系統(tǒng)屬性，注重軟硬件的重要作用。

4 虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)研究

4.1 需求分析

大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度較快，對資源的使用率水平要求較高，需盡量避免資源使用率較低的現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而應(yīng)針對部分應(yīng)用質(zhì)效不高的相關(guān)虛擬云計(jì)算機(jī)進(jìn)行全面處理，更大限度地減少費(fèi)用支出，節(jié)省服務(wù)器資源、電力成本 [3]。當(dāng)服務(wù)器承受負(fù)載相對較大的情況下，能有效實(shí)現(xiàn)負(fù)載自動(dòng)化調(diào)整，全面提高虛擬化云計(jì)算機(jī)響應(yīng)速度；確保相關(guān)運(yùn)用單位核心業(yè)務(wù)在發(fā)生故障的情況下，能夠在第一時(shí)間內(nèi)快速完成重啟操作，防止由于此系統(tǒng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象，對核心業(yè)務(wù)產(chǎn)生不良影響，提高其可用性水平；虛擬化云計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)的過程中，需要在出現(xiàn)系統(tǒng)問題或者異常狀況下，進(jìn)一步保證其立即發(fā)出警報(bào)信息，便于相關(guān)維護(hù)人員進(jìn)行針對性的處理。

4.2 合理選型

虛擬化技術(shù)包含多種類型，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)虛擬化等。服務(wù)器虛擬化在本質(zhì)上就是將硬件進(jìn)行虛擬化處理，形成多種不同邏輯硬件，提供相適應(yīng)的條件，便于上層操作系統(tǒng)的更好運(yùn)用。所以，當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠支持多個(gè)虛擬化云計(jì)算機(jī)共同運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在實(shí)際應(yīng)用運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)發(fā)生交叉現(xiàn)象，保證其應(yīng)用的科學(xué)性和有效性。另外，虛擬化云計(jì)算機(jī)自身具有極高的智慧性，同時(shí)要合理配置個(gè)性資源，促進(jìn)管理工作更加簡單、高效，從而有效提高云計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)用性，表明了在滿足不同操作系統(tǒng)的條件下，運(yùn)用全虛擬化技術(shù)具有良好的可行性和有效性。在當(dāng)前IT 技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代中，DRS、HA、VMware 等多種功能發(fā)展水平相對較高，在實(shí)際使用過程中不會(huì)存在較多安全風(fēng)險(xiǎn)，在虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)過程中，可以選擇相適應(yīng)的產(chǎn)品進(jìn)行針對性規(guī)劃設(shè)計(jì)和研究。

4.3 基于資源使用率高水平要求的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員要詳細(xì)分析和了解各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，提高各項(xiàng)資源的實(shí)際利用效率，確保虛擬化云計(jì)算機(jī)的有效應(yīng)用，同時(shí)在設(shè)計(jì)操作過程中合理應(yīng)用各項(xiàng)功能，發(fā)揮其最大應(yīng)用價(jià)值。通常虛擬化云計(jì)算機(jī)在首次應(yīng)用的過程中，會(huì)出現(xiàn)集群中配置資源時(shí)平衡性不足等問題。虛擬化云計(jì)算機(jī)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用過程中，DRS 配置對VMware DRS 的操作具有決定性作用，結(jié)合實(shí)際情況提出相適應(yīng)的建議。DRS 級(jí)別選擇決定了自動(dòng)還是手動(dòng)這兩種情況的發(fā)生，如進(jìn)行手動(dòng)時(shí)，其會(huì)提出相應(yīng)建議；自動(dòng)時(shí)，虛擬化云計(jì)算能夠進(jìn)行遷移。

4.4 基于高可用性要求的設(shè)計(jì)

單位在應(yīng)用虛擬化云計(jì)算時(shí)，關(guān)于企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、關(guān)鍵業(yè)務(wù)等，需要做好相關(guān)的保密工作，進(jìn)而相關(guān)主要業(yè)務(wù)針對其停機(jī)時(shí)間具有較高要求，因此，虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)的過程中，需要綜合考慮其高可用性，合理應(yīng)用vSphere 中的HA 功能。此功能的工作原理主要是在發(fā)現(xiàn)虛擬化云計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)或者服務(wù)器發(fā)生相關(guān)故障問題的現(xiàn)象，會(huì)實(shí)現(xiàn)虛擬化云計(jì)算機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際操作中需要更多關(guān)注HA功能運(yùn)用的實(shí)效性，采用相關(guān)措施保證此功能高效應(yīng)用，保證其具有足夠的資源，更大限度地防止在出現(xiàn)故障時(shí)，虛擬化云計(jì)算機(jī)無法自動(dòng)重啟，為其使用單位帶來較大經(jīng)濟(jì)損失 [4]。一般情況下，應(yīng)用HA 功能恢復(fù)虛擬化云計(jì)算機(jī)消耗的時(shí)間普遍在3 min 之內(nèi)。

4.5 維護(hù)控制設(shè)計(jì)

虛擬化云計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理的人員登錄vCenter，統(tǒng)一查看參與虛擬化應(yīng)用狀態(tài)的過程中，能夠及時(shí)排查出現(xiàn)的相關(guān)故障問題。當(dāng)故障問題處于虛擬化的范圍，需要借助專業(yè)的虛擬化工程師有針對性地處理故障；當(dāng)故障類型屬于應(yīng)用層面的情況下，需要和應(yīng)用管理員協(xié)調(diào)處理故障 [5]。

5 虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)研究

5.1 資源使用率對比

文章在研究虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法，以某企業(yè)的政企業(yè)務(wù)為應(yīng)用環(huán)境。該系統(tǒng)的主機(jī)資源包括39 臺(tái)計(jì)算型服務(wù)器、16 臺(tái)SAS 存儲(chǔ)型服務(wù)器，存儲(chǔ)空間為180 T。系統(tǒng)中每臺(tái)服務(wù)器具有自身獨(dú)特的作用，主要承擔(dān)企業(yè)不同的應(yīng)用服務(wù)，如BSS 系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等。不同數(shù)據(jù)庫或者應(yīng)用都搭載在相同服務(wù)器內(nèi)，進(jìn)而在實(shí)際運(yùn)行過程中容易造成不同類別系統(tǒng)之間可能發(fā)生交叉、沖突等現(xiàn)象，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性產(chǎn)生不良影響，部分服務(wù)器內(nèi)的硬件資源未得到高效利用，經(jīng)常處于閑置狀態(tài)[6]。在沒有實(shí)現(xiàn)虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用時(shí)服務(wù)器硬件配置、軟件應(yīng)用數(shù)量具體見表1。

該企業(yè)應(yīng)用虛擬化云計(jì)算機(jī)之后，合理規(guī)劃原有的39 臺(tái)服務(wù)器，形成整體的服務(wù)器池，同時(shí)針對多個(gè)服務(wù)器的相關(guān)資源進(jìn)行統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化管理，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源、能源的優(yōu)化配置，提高資源分配的智能化、自動(dòng)化，合理應(yīng)用服務(wù)器的各項(xiàng)閑置資源，避免各項(xiàng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)交叉、沖突現(xiàn)象，并且應(yīng)用虛擬化云計(jì)算機(jī)之后便于相關(guān)技術(shù)人員的維護(hù)和管理。該企業(yè)應(yīng)用虛擬化云計(jì)算機(jī)之后的服務(wù)器硬件資源配置情況具體見表2。

5.2 DRS 的使用

不同虛擬化云計(jì)算機(jī)，獲得資源的順序不同，當(dāng)其中一個(gè)虛擬化云計(jì)算機(jī)處于最高的優(yōu)先級(jí)，分配資源的順序相對較有限，進(jìn)而有效提高配置資源的科學(xué)合理性。DRS 呈現(xiàn)出自動(dòng)配置資源的使用性能，在虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，自動(dòng)配置過程中會(huì)發(fā)生相應(yīng)的震蕩現(xiàn)象，主要由于虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生來回遷移的現(xiàn)象。因此，虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)過程中，需要合理應(yīng)用DRS，將其當(dāng)作生產(chǎn)系統(tǒng)，在配置調(diào)整各項(xiàng)資源的過程中，選擇手動(dòng)配置方式，結(jié)合實(shí)際手動(dòng)操作進(jìn)行詳細(xì)的提醒。另外，DRS 能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控資源的應(yīng)用狀況，結(jié)合預(yù)先設(shè)定的閾值，優(yōu)化配置和使用資源，為應(yīng)用管理人員提供資源分配建議。

6 結(jié)語

計(jì)算機(jī)在我國多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步和發(fā)展，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多支持和保障，而虛擬化技術(shù)是云計(jì)算的核心，為其提供更加重要的支撐。因此，人們加大虛擬化云計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的研究力度，在不同行業(yè)的應(yīng)用中獲得顯著效果。