基于云計算探討虛擬化技術

摘 要：近幾年來伴隨著一項新的計算技術——云計算的誕生，受到了IT業(yè)屆的廣泛重視，并在互聯(lián)網(wǎng)時代孕育出了勃勃生機。那么這個所謂的云（Cloud）到底是什么？云計算能為我們信息化發(fā)展帶來怎樣的飛躍？本文將從云計算的發(fā)展歷史，及其特征、分類與云架構入手，闡述云計算的關鍵技術，并指出云計算廣闊的發(fā)展前景。

關鍵詞：云計算；云構架；SaaS；PaaS；IaaS

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 10-0000-01

一、云計算的基本思路

自上個世紀40年代，美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼研制出世界上首臺電子計算機以來，計算模式已經(jīng)經(jīng)歷了單機、終端—主機、客戶端—服務器等幾個重要時代的變遷。2008年3月，谷歌公司董事長埃里克·施密特（Eric Schmidt）在北京召開媒體見面會時提出，隨著數(shù)字化技術的飛速發(fā)展，全球用戶使用計算機的方式正在悄悄發(fā)生轉變，用戶會開始從以桌面系統(tǒng)為中心逐漸向以網(wǎng)絡為中心的應用模型轉化。在不久的未來，所有的服務和應用都將以互聯(lián)網(wǎng)的方式提供，這就是“云計算”的基本思路。

二、云計算的定義

云計算該如何準確的定義它呢？事實上，很難用一句話來定義真正的云計算。2009年1月，杰里米·格蘭恩（Jeremy Geelan）曾發(fā)表《21位專家定義云計算》文章，指出21位專家給出了21種定義。綜合21位專家的觀點我們可以這樣定義：云計算（CloudComputing）是網(wǎng)格計算（Grid Computing）、分布式計算（Distributed Computing）、并行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）、網(wǎng)絡存儲（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負載均衡（Load Balance）等傳統(tǒng)計算機技術和網(wǎng)絡技術發(fā)展結合的產物。

云計算，是一種依托互聯(lián)網(wǎng)資源并相互利用的新方式，可根據(jù)用戶的需求在互聯(lián)網(wǎng)上進行實時計算，確保網(wǎng)絡資源能夠有效利用。由于資源是通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)至用戶終端，通常我們用一個云狀圖案在計算機程序操作流程圖中表示互聯(lián)網(wǎng)，所以形象地稱為云計算?！霸啤保–loud）同時也是對底層基礎設施的一種抽象﹑模糊概念。雖然云計算的定義各種各樣，但是所表現(xiàn)出的基本特點是一致的，即計算與存儲是彈性的，用戶只需一個簡單的終端就能通過云計算服務獲得超大的計算與存儲能力，對于用戶來說云計算的計算能力與存儲空間是無限的。

三、云計算的分類及特點

目前，按照云計算的服務類型IT界普遍認同以下三類：

（一）基礎設施云（Infrastructure Cloud）

這種云主要提供操作硬件資源的服務接口。其特點是：通過調用硬件資源的服務接口，用戶可以自由靈活的獲取計算能力和存儲空間，不受到任何邏輯上的限制。即用戶不用知道所需要用的計算能力與存儲空間存放放在了那臺電腦上，用戶只需要一個簡單的終端，連上網(wǎng)絡，向云計算中心提出請求，直接由服務中心根據(jù)需要，分配相應的計算能力與存儲空間，而提供這些計算能力與存儲空間的資源可能和用戶在同一個城市，也有可能與用戶相距千里之外?；A設施云的局限之處是用戶需要進行大量的工作來設計和實現(xiàn)自己的應用模型?；A設施云不能做任何形勢假設。因為它只能為用戶提供計算和存儲等基礎操作功能，不能做任何應用模型的假設。

（二）平臺云（Platform Cloud）

這種云為用戶提供一個托管平臺，用戶可以將各種運用托管到此平臺中，以便為下一步的調用做好準備。其特點是：托管在平臺上的各種運用必須嚴格遵循該平臺事先已經(jīng)定義的限制和規(guī)則，例如：數(shù)據(jù)存儲模型、編程使用語言及編程框架等。

（三）應用云（Application Cloud）

這種云為用戶提供直接應用，這些應用普遍是基于瀏覽器的具體指向某一特定功能。其特點是：靈活性最低，因為一種應用云只能針對一種特定的功能，無法提供其他功能的應用。

四、云計算的關鍵技術

無論是電子信息工程、網(wǎng)絡技術，還是各種預算、管理等，都離不開云計算。其中，快速部署、資源調配、虛擬化技術是云計算關鍵技術的重點和難點。

（一）快速部署（Rapid Deployment）

高效、快速、準確的存儲方案，歷來是用戶對數(shù)據(jù)的要求。云計算對快速部署則是最高的。原因在于云環(huán)境中資源、應用動態(tài)性高。用戶所需的服務主要采用按需部署方式。而且，不同層次的云計算服務部署模式是不一樣的。另外，部署過程所采用的軟件系統(tǒng)也各不相同，系統(tǒng)結構也各不相同，部署工具能適應被部署對象的變化。

（二）資源調配（Resouce Despatching）

是指在某一工作環(huán)境下和一定的資源使用規(guī)則，在不同資源使用者之間進行資源調配過程。使用這些資源的用戶通常又對應著不同的任務，而每一個任務在操作系統(tǒng)中同時又對應于一個或者多個進程。所以虛擬機的出現(xiàn)使得所有的任務都被封裝在一個虛擬機里。虛擬機的監(jiān)控程序一直以來都是虛擬機的核心技術，其監(jiān)控程序是在虛擬機和底層硬件之間建立一個抽象層，把操作系統(tǒng)對硬件資源的調用程序攔截下來，并為該操作系統(tǒng)提供虛擬技術的內存和CPU資源。由于虛擬機技術具有較好的隔離性，可以采用虛擬機技術的動態(tài)遷移來完成多計算任務的遷移。

（三）虛擬化技術（Virtualization Technology）

虛擬化技術就是將底層資源進行了抽象化處理，這種抽象方法不但不受實現(xiàn)、地理位置的影響，而且也不受底層資源的物理配置所限。

該項技術早在20世紀70年代就IBM的虛擬計算系統(tǒng)中就已經(jīng)應用。但是，伴隨著云計算技術的興起，虛擬化技術再次成為業(yè)界研究的焦點和熱點，其根本原因是：在不斷加大計算機系統(tǒng)功能的同時，其本身的管理難度也在加大。當計算系統(tǒng)發(fā)展到以用戶為中心的階段時，人們更關心的是如何通過接口和服務來滿足復雜多變的用戶需求。由于虛擬化技術能夠合理調配種計算資源，解除上下層資源的相互約束關系，進一步提升資源的利用率，因而受到業(yè)界內的高度重視。

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