虛擬化技術(shù)基本原理及應(yīng)用

席軼敏

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虛擬化技術(shù)基本原理及應(yīng)用

席軼敏

中興通訊股份有限公司，江蘇 南京 210012

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)對互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的變革。在云計(jì)算應(yīng)用的過程中，核心的虛擬化技術(shù)區(qū)別于分布式計(jì)算，不僅降低了IT系統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)成本，而且還能夠保證云計(jì)算的安全性與可靠性，對人們的生產(chǎn)與生活產(chǎn)生了非常重要的影響。通過對虛擬化技術(shù)的基本原理以及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行初步探究，說明虛擬化技術(shù)的應(yīng)用效果，以促進(jìn)我國云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展。

虛擬化；基本原理；實(shí)際應(yīng)用

引言

虛擬化技術(shù)能夠?qū)?yīng)用程序的執(zhí)行環(huán)境通過打包的方式轉(zhuǎn)移到云計(jì)算平臺(tái)中，讓程序的執(zhí)行環(huán)境與物理環(huán)境有明顯的區(qū)別。通過動(dòng)態(tài)化地變革云計(jì)算中的存儲(chǔ)應(yīng)用和服務(wù)，能夠保證云計(jì)算的完整。隨著虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬化技術(shù)在IT技術(shù)的多個(gè)層面都得到了廣泛的應(yīng)用，很多產(chǎn)品更是實(shí)現(xiàn)了IT資源軟件、硬件操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等的虛擬化，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理。虛擬化技術(shù)能夠減少物理空間的占用，促進(jìn)物理資源的整合，保證資源的自動(dòng)化配置，所以研究虛擬化技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 虛擬化技術(shù)的發(fā)展變遷

盡管虛擬化技術(shù)是基于云計(jì)算技術(shù)發(fā)展而來的，但虛擬化并不屬于新興技術(shù)，反而經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷程才形成現(xiàn)今的技術(shù)模型。虛擬化技術(shù)早在1959年就由計(jì)算機(jī)科學(xué)家Christopher Strachey在國際信息處理大會(huì)上提出。隨后IBM公司根據(jù)虛擬化技術(shù)來研制操作系統(tǒng)，可以保證大型機(jī)的資源得到充分利用。20世紀(jì)90年代，VMware公司實(shí)現(xiàn)86位服務(wù)器的虛擬化架構(gòu)，隨后許多企業(yè)開始針對虛擬化技術(shù)進(jìn)行深入研究，包括我們熟悉的微軟，都推出了自己的虛擬化產(chǎn)品[1]。

2 虛擬化的定義

要想研究虛擬化技術(shù)，首先就應(yīng)明確虛擬化的概念。通常來說，虛擬化作為廣泛的詞語，在不同的行業(yè)有著不同的含義。但是無論如何，虛擬化技術(shù)的本質(zhì)都是將物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M資源，從而保證資源的統(tǒng)一管理和調(diào)配。虛擬化技術(shù)的最終目的是保證資源的合理利用。根據(jù)這樣的理解，虛擬化技術(shù)即指用戶和應(yīng)用程序都能通過恰當(dāng)?shù)姆绞絹肀硎居?jì)算機(jī)資源，包括地理位置、物理包裝或者資源實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容。也就是說，通過虛擬化技術(shù)能夠?yàn)橛?jì)算能力存儲(chǔ)資源和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)提供一個(gè)邏輯視圖，而不局限于物理視圖[2]。

虛擬化是指通過計(jì)算機(jī)資源的邏輯組成，能夠保證原始配置的獲益方式得到全面提升。這種新的資源并不受到地理位置和現(xiàn)實(shí)位置的影響，在虛擬化的過程中也可以針對類似的資源提供抽象的接口、保證屬性與操作能夠隱藏，而且可以通過恰當(dāng)?shù)姆绞骄S護(hù)資源信息。

3 虛擬化的目的

虛擬化的主要目的是簡化基礎(chǔ)設(shè)施和資源管理的方式，保證資源的合理配置，減少運(yùn)營成本。隨著虛擬機(jī)的大量應(yīng)用，越來越多的企業(yè)也開始分析虛擬化技術(shù)，通過應(yīng)用虛擬化技術(shù)來轉(zhuǎn)變自身的傳統(tǒng)架構(gòu)。虛擬化技術(shù)可以應(yīng)用于云桌面、辦公云計(jì)算云開發(fā)、云管理、云測試等不同方面。虛擬技術(shù)也能適應(yīng)不同的工作內(nèi)容，引領(lǐng)企業(yè)的快速發(fā)展。通過運(yùn)用虛擬化技術(shù)可以打破使用環(huán)境的局限，因?yàn)樵谲浻布沫h(huán)境中可以直接模擬不同的環(huán)境，這樣就可以避免對成績依賴的問題。通過虛擬化技術(shù)，也能夠表現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的邏輯組過程，保證資源的原始配置方式得到全面提升。運(yùn)用虛擬化技術(shù)可以節(jié)省成本，減少硬件采購的消耗，也可以降低機(jī)房溫度控制[3]。

4 虛擬化技術(shù)的分類

4.1 平臺(tái)虛擬化

平臺(tái)虛擬化能夠?qū)Ψ?wù)器的操作系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化處理，其中虛擬服務(wù)器可以將操作系統(tǒng)的物理分層轉(zhuǎn)變?yōu)槿我獾牟僮飨到y(tǒng)，包括微軟Windows或者Linux服務(wù)器的虛擬化能夠?qū)崿F(xiàn)軟件虛擬化和硬件虛擬化。軟件虛擬化能夠保證操作平臺(tái)虛擬化，而這種操作虛擬方式屬于架構(gòu)[4]。硬件虛擬化則是通過直接在物理硬件上的虛擬化平臺(tái)運(yùn)行。這種原生的架構(gòu)不需要操作系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)。

4.2 資源虛擬化

資源虛擬化就是通過虛擬計(jì)算機(jī)利用存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)虛擬資源，通過存儲(chǔ)虛擬資源保證設(shè)備中的物理存儲(chǔ)融合為統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)虛擬化則是指通過網(wǎng)絡(luò)帶寬分割不同的通道，并根據(jù)這些不同的通道控制資源的運(yùn)行，也就是常見的局域網(wǎng)[5]。

4.3 應(yīng)用虛擬化

在程序軟件服務(wù)開展虛擬化的技術(shù)中就是將整個(gè)應(yīng)用程序從操作系統(tǒng)中獨(dú)立出來，保證程序的運(yùn)行處于操作程序內(nèi)部，但是又不過分地依賴操作程序。通過這樣的虛擬化方式可以保證應(yīng)用程序的執(zhí)行文件得到全面的應(yīng)用。

5 虛擬化技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，虛擬化技術(shù)將業(yè)務(wù)應(yīng)用和軟件底層架構(gòu)分離開，業(yè)務(wù)運(yùn)行在虛擬機(jī)上，由虛擬機(jī)屏蔽了底層硬件、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層面的差異，形成相對統(tǒng)一、簡單的運(yùn)行環(huán)境。通過應(yīng)用和底層架構(gòu)分離，運(yùn)營商可以規(guī)劃采購和部署基礎(chǔ)平臺(tái)，擺脫不同制式設(shè)備的高昂成本難題。這一點(diǎn)對運(yùn)營商很重要。運(yùn)營商通過集中采購統(tǒng)一管理降低設(shè)備成本和運(yùn)維成本，同時(shí)利用IT產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)，通過合并設(shè)備減少運(yùn)營商的設(shè)備投資，降低能耗，提高市場響應(yīng)速度，減少傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作的革新周期。規(guī)模化經(jīng)濟(jì)要求覆蓋硬件投資不再受限于軟件應(yīng)用部署，使其他模式的功能演進(jìn)成為可能。支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多版本、多租戶。允許針對多個(gè)不同的應(yīng)用、不同的用戶、不同的租戶，使用相同的平臺(tái)。允許網(wǎng)絡(luò)操作者在不同的服務(wù)或業(yè)務(wù)及不同的客戶基礎(chǔ)中共享資源。

6 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種開源軟件也促進(jìn)了虛擬化技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，新理念、新技術(shù)、新應(yīng)用層出不窮，所以未來虛擬化技術(shù)必然會(huì)蓬勃發(fā)展。本文通過分析虛擬化技術(shù)的基本原理和未來的應(yīng)用，明確了虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)，并且提出了虛擬化技術(shù)應(yīng)用需要注意的問題，為虛擬化技術(shù)的發(fā)展提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

[1]謝藝平，趙丹銳. 淺析服務(wù)器虛擬化常見的安全隱患及其防范措施[J]. 現(xiàn)代信息科技，2018，2（11）：153-154.

[2]賈林. 虛擬化技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2018（21）：200.

[3]王宇. 淺談服務(wù)器虛擬化在政府部門信息化建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 科技風(fēng)，2018（33）：62.

[4]周錦. 基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)和存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的醫(yī)院雙活數(shù)據(jù)中心的建立[J]. 科技風(fēng)，2018（32）：95，99.

[5]朱立瑞. 虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2018（20）：116.

Basic Principle and Application of Virtualization Technology

Xi Yimin

ZTE Corporation, Jiangsu Nanjing 210012

With the rapid development of modern science and technology, big data, cloud computing and other technologies have made tremendous changes in the development of the internet. In the process of cloud computing application, its core virtualization technology can be distinguished from distributed computing, which not only reduces the cost of operation and maintenance of IT systems, but also ensures the security and reliability of cloud computing, and has a very important impact on people’s production and life. In the paper, the basic principle and practical application of virtualization technology are preliminarily explored, and the application effect of virtualization technology is illustrated, which promotes the rapid development of cloud computing technology in China.

virtualization; basic principles; practical application

TP391.9

A

席軼敏（1976—），女，江西撫州人，碩士研究生學(xué)歷，中級職稱，任職中興通訊，主要從事核心網(wǎng)虛業(yè)務(wù)虛擬化相關(guān)的開發(fā)工作。