虛擬化技術在云計算中的應用初探

摘要：本文分析了云計算的特征和虛擬化技術的作用地位，從高級虛擬主機、面向應用和資源、虛擬化存儲三個方面探討了虛擬化技術在云計算中的應用。

關鍵詞：云計算; 虛擬化技術; 計算力

中圖分類號：TP313文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)25-1554-01

Research on Virtualization Technology in Cloud Computing

WANG Hao-peng1， LIU Wang-sheng2

(1. Computer Staff， Aviation University of Air Force， Changchun 130022， China; 2. Department of Science Research， Aviation University of Air Force， Changchun 130022， China)

Abstract: The paper analyzed the characteristics of cloud computing， and functions of visualization technology for cloud computing， discussed the applications of visualization technology from advanced virtual host， and then orienting application and resource， visualization storage.

Key words: cloud computing; virtualization technology; computing force

1 引言

云計算是一種新興的共享基礎架構的方法，它可以將巨大的系統池連接在一起以提供各種IT服務。也可以說，云計算是網絡計算的升級，即互聯網上提供的眾多虛擬服務器。其原理是使計算從本地計算機或遠程服務器分布到大量的分布式計算機上。推動云計算發生和發展的因素包括：網格計算的發展、高性能存儲傳輸技術的出現、Web 2.0的出現，尤其是虛擬化技術的發展[1]。

2 虛擬化技術在云計算中的應用

云計算的特征體現在虛擬化、分布式和動態可擴展。虛擬化，是云計算最主要的特點。每一個應用部署的環境和物理平臺是沒有關系的，通過虛擬平臺進行管理、擴展、遷移、備份，種種操作都通過虛擬化層次完成；動態可擴展是指通過動態擴展虛擬化的層次，進而達到對以上應用進行擴展的目的；分布式是指計算所使用的物理節點是分布的。從云計算的最重要的虛擬化特點來看，大部分軟件和硬件已經對虛擬化有一定支持，可以把各種IT資源、軟件、硬件、操作系統和存儲網絡等要素都進行虛擬化，放在云計算平臺中統一管理。虛擬化技術打破了物理結構之間的壁壘，代表著把物理資源轉變為邏輯可管理資源的必然趨勢。在未來，所有的資源都透明地運行在各種物理平臺上，資源的管理都將按邏輯方式進行，完全實現資源的自動化分配，而虛擬化技術則是實現這一理想的唯一工具。針對云計算，虛擬化技術的融合和應用應面向高級虛擬主機、應用和資源，以及虛擬化存儲等方面。

2.1 高級虛擬主機

隨著互聯網的普及，為用戶提供的服務限制突現，穩定性和安全性也難以保證。虛擬主機技術的出現，使得在互聯網上建立站點的成本大大降低，為實現安全穩定的計算力服務提供可能。虛擬服務器技術允許在一臺服務器上創建多個相互隔離的虛擬專用服務器，每一個虛擬服務器均可獨立進行重啟，并擁有自己的root訪問權限、用戶、IP地址、內存、過程、文件、應用程序、系統函數庫以及配置文件（如圖1所示）。采用了虛擬服務器技術后，服務提供商即可為客戶提供更多新的、更具吸引力的高利潤服務，從而填補虛擬主機服務與獨立主機服務之間的空缺。目前，虛擬主機用戶對虛擬主機服務也提出了更高的要求，用戶需要安全、穩定的環境，甚至是對部分資源的控制權。

圖1 虛擬主機

2.2 面向應用和資源

虛擬化不是應用，而是應用所運行的環境。虛擬化在云計算中的作用和需求，必須從應用和資源出發。軟件最關心的不是計算機的品牌，而是處理器所能提供的計算力。計算機硬件的作用是向應用提供它們需要的計算資源；而應用需要一個操作環境和相應的資源（如圖2）。應用和資源的直接接觸面就是操作系統。從這種意義上說，未來一切的虛擬化軟件都會消失，而融化在操作系統之中；換言之，操作系統被虛擬化技術滲透、轉化，進化為新的形態。

圖2 虛擬化中面向應用和資源

2.3 虛擬化存儲

通過以資源池的方式對計算機處理器和存儲進行虛擬管理，可以大大提高資源的使用率。虛擬化存儲是把多個存儲介質模塊（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有存儲模塊在一個存儲池（Storage Pool）中得到統一管理（如圖3所示）。這種可以將多種、多個存儲設備統一管理起來，為使用者提供大容量、高數據傳輸性能的存儲系統，就稱之為虛擬化存儲[2]。另外，存儲虛擬還可以減少成本和復雜性，并提供前所未有的靈活性和選擇。這可以將高效信息流延伸到服務的邊界之外，改善橫向的通信和協作，推動高效計算服務的增長。

圖3 虛擬化存儲

3 結束語

資源的透明運行，物理資源向邏輯資源的管理，以及資源的完全自動化分配等云計算的計算力實現，是理想的推動力技術。從IBM到微軟，從Google到Amazon，眾多IT巨頭都將目光聚焦到云計算上。云計算將成為繼“虛擬現實”、“網格計算”之后，計算機領域、工業界和學術界的又一個熱點。如何更有效地發揮虛擬化技術的應用，有效將虛擬化技術融合到云計算之中，在虛擬化技術的支撐下，為用戶提供更快捷、準確和廉價的計算力必將成為云計算發展的首要任務。

參考文獻：

[1] Greg Boss， Padma Malladi， Dennis Quan，等. Cloud Computing[R]. 2007，4-5.

[2] 馬洪朋，李星，等. 一種網絡虛擬化存儲系統的設計與實現[J]. 計算機工程與科學， 2006，28(10):25-28.