淺談大數據背景下虛擬化與云計算的優勢及應用

姚金玲 李莉

摘要：近年來，云計算得到越來越廣泛地應用。作為21世紀信息技術領域最重要的技術之一，云計算正在并將繼續推動信息產業的持續進步，并為社會進步和經濟發展提供更多動能。虛擬化作為云計算核心技術之一，為云計算提供了重要的支撐。本文對虛擬化和云計算分別進行了闡述，基于大數據背景下對他們之間的區別和聯系進行了探討，并提出了兩者各自的適用場景。

關鍵詞：大數據;云計算;虛擬化;關系

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）21-0044-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

近年來，隨著虛擬化和云計算在當前的互聯網行業日益普及，云計算可以說是最熱門也最前沿的技術之一了。而在云計算當中，虛擬化技術又是其中的核心。正因為二者確實有著很緊密的聯系，很多人往往把虛擬化技術當作云計算。其實虛擬化和云計算的外延和內涵均不同。虛擬化是將一臺物理機虛擬成多臺可以獨立運行的邏輯機，從而使得資源能夠更加高效利用的技術。云計算以虛擬化技術為基礎，通過網絡向用戶提供即時的計算資源服務的技術。本文對云計算和虛擬化的內容及發展進行了闡述，并探討了大數據背景下兩者之間的關系。

1 淺談虛擬化

1.1什么是虛擬化？

虛擬化是對物理機的資源進行虛擬化的一種技術，這些資源包含CPU、內存、硬盤、網卡等。虛擬化軟件可以把物理機上的物理資源分割成多個邏輯資源，并用這些邏輯資源組合成多臺可獨立運行的虛擬機。對于終端用戶而言，這些虛擬機運行獨立的操作系統，有獨立的內存和硬盤資源，可以像一臺真實存在的機器一樣使用。虛擬化技術一方面極大提高了資源配置的靈活性，另一方面極大提高了物理資源的利用率。通過使用虛擬化技術，用戶可以將一臺物理機進行邏輯切割，按需進行各種資源的配置和回收，極大地減少了企業的IT運營成本。

虛擬化技術簡化了用戶對物理資源的訪問。虛擬化管理軟件向最終用戶隱藏了真實物理資源的不同，提供了一套標準的輸入輸出接口供用戶使用。虛擬化支持Windows和Linux等各種操作系統。通過使用標準接口，用戶可以在底層物理資源發生變化時不受到任何影響。

這種方式降低了用戶與底層硬件資源之間的耦合程度，從而使得IT基礎設施的運行維護得到簡化。

1.2虛擬化的分類？

按照不同的維度，虛擬化技術可以有不同的分類。然而從應用上進行分類，虛擬化技術可以分為操作系統虛擬化、應用程序虛擬化、桌面虛擬化和網絡虛擬化。下面就主要的虛擬化技術減少如下。

操作系統虛擬化，即虛擬化構建在操作系統層面上，虛擬化軟件向用戶交付的是一個“操作系統”。對于最終用戶而言，其不需要了解物理機上具體的硬件資源配置，使用的是又虛擬化軟件構建出來的操作系統。Vmware的workstation、微軟的Virtual PC;IBM的Power VM均屬于此種技術。

應用程序虛擬化，即虛擬化構建在應用程序的層面上，虛擬化軟件向用戶交付的是一個虛擬的應用程序。這種虛擬的應用程序通過服務器發布到用戶終端上，用戶終端就像這些應用安裝在本地一樣來使用這些虛擬的應用程序。通常一臺服務器可以供多臺終端進行使用，當應用程序發生改變時，只需要升級服務器上的應用程序即可，終端上計劃不需要進行任何動作，從而可以大大減少了終端上應用程序維護的工作量。這種技術的典型代表有微軟的APP-V、Citrix的Xen APP。

桌面虛擬化，即虛擬化構架在遠程桌面的層面上，虛擬化軟件向用戶交付的遠程桌面。在這種技術中，用戶終端可以最簡化硬件配置，通過連接遠程服務器發布虛擬桌面進行操作。

微軟的VDI、Citrix的Xen Desktop，V mware的Vmware view、IBM的Virtual Infrastructure Access機屬于這種技術。

虛擬化技術使用軟件的方式對IT資源進行邏輯劃分，從而是用戶可以采用更加優化的方法進行IT資源的統籌規劃，使得IT資源可以實現動態分配、靈活調度和跨域共享，極大地提高了IT資源的利用率，減少了IT的運維服務成本，在各行各業中發揮著重要的作用。

2 何為云計算

2.1 什么是云計算

云計算的概念最早是由互聯網巨頭谷歌公司提出來的，它被定義為一種互聯網應用模式。目前，云計算的概念主要有廣義和狹義兩種模式。廣義的云計算是指它是針對服務的交付和使用模式，這種模式是用互聯網以按需和易拓展的方式滿足廣大用戶的服務需求。狹義的云計算被定義為一種互聯網基礎設施交付和使用方式，是指通過互聯網基礎設施以一種按需和易拓展的形式來滿足用戶的需求。

2.2 云計算的優勢

作為當前信息技術領域最重要的技術之一，云計算具有非常多的優勢。首先，云計算技術提高了全社會的IT資源利用率，降低了全社會的IT能耗，減少了二氧化碳排放，進而對于對保護全球環境有很大的好處;其次，促進了信息技術產業的進一步分工，IT資源將逐漸向技術實力雄厚、專業人士眾多的大型企業集中，大部分中小企業將更多依托于云端服務部署自己的信息系統，提高了全社會的信息系統的可靠性;最后，云計算技術極大降低了信息技術投入成本和后期運維成本，并能快速響應IT信息資源的彈性需求，具有更大的靈活性，提高了用戶體驗，使得企業可以從較為復雜的IT技術中擺脫出來，從而更加專注于自己的業務和市場。

3 虛擬化與云計算的區別和聯系

3.1 云計算和虛擬化的區別

①云計算是一個概念，沒有特指具體的技術，是一種基于網絡的IT資源的交付模式。在這種交付模式中，用戶可以像使用水電的方式使用IT資源，而不需要自己建設相關的基礎設施。虛擬化是一種具體技術，是指將物理的IT資源進行分割成多個可以獨立運行的邏輯資源，以充分有效利用資源的技術。根據其實現功能的不同，可分為操作系統虛擬化、應用程序虛擬化、桌面虛擬化等。

②云一般具有一定的規模。很多大型企業的私有云一般擁有數百上千臺服務器，而阿里、百度、Amazon等大型云計算已經擁有數百萬臺服務器。通過具有一定規模的服務器，“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。云計算可以擁有每秒上億次的運算能力，從而能夠利用強大的運算能力完成諸如天氣預測、基因篩選和大數據分析等工作。虛擬化通常是把單臺或多臺物理設備進行邏輯劃分，從而形成多個可以獨立運行的邏輯實體。

③云計算是一種服務交付模式。用戶不需要自己搭建數據中心，只需要通過網絡接入云服務商的云平臺，即可按需以一定的成本使用云平臺提供的服務。在云平臺的模式下，計算能力作為一種社會基礎資源，云服務提供商就像水電廠提供水電一樣，將IT信息資源提供給公眾使用。對云服務用戶而言，不需要投入很大的一次性成本，就可以迅速地擁有非常專業的IT服務;對于云服務商而言，可以利用技術優勢建設更專業的云計算平臺，從而以一定的資源服務更多的用戶;對于整個社會而言，IT資源得到了更有效的利用，成本得到了進一步的所見。

④云計算支持用戶在任意地點，使用任意終端獲得云服務商提供的服務。而具體為用戶提供服務的物理資源對用戶是完成透明的。用戶只知道所請求的資源來自“云”，而不必關心具體的IT資源。用戶的應用在“云”中某臺或多臺服務器上運行，但實際上用戶無須了解、也不用擔心應用部署的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網絡來得到所需要的服務。這樣就把用戶從復雜的技術細節中解脫出來，而只需關注自己的業務流程和業務邏輯。

⑤自服務模式對于云計算而言是必不可少的。對于云計算平臺而言，可以自動按照服務等級為用戶提供服務，而不需要人工進行干預。我們在向云服務商申請云資源時，通常會將自己的需求以一個表單的形式提交給云平臺，云平臺就會自動生成相應的資源。而自服務模式不是虛擬化的基本構件。雖然某些虛擬化技術包含了自服務組件，但自服務模式對于虛擬化來說既不是必要條件，也不是充分條件。

3.2 云計算和虛擬化的聯系

虛擬化是云技術的關鍵支撐技術之一。云中的大量IT資源通過虛擬化技術進行邏輯劃分，從而形成多個可獨立運行的邏輯分區供云用戶使用。云計算在很多方面都離不開虛擬化技術的支撐。首先，快速的彈性部署是云計算重要特征之一，而虛擬化技術使得用戶所需信息資源的快速部署成為可能;其次，虛擬化保證了云計算可以以低成本最大限度地利用資源，

通過利用虛擬化技術，云計算可以在單臺或者多臺物理服務器上劃分更多的虛擬資源，從而使得硬件資源能夠最大限度地被利用，節省更多的能源和資源上的成;最后，虛擬化技術使得云平臺遷移和備份更容易，在傳統的IT運維管理模式下，完成服務器遷移或者備份恢復是一件既費時又費力的工作，在云平臺上則完全不同，虛擬化能夠讓這一過程變得更簡單，而且能大幅減少系統恢復時間，提高應用系統可用率。除此之外，虛擬化還為云計算提供了更易于控制的環境。利用虛擬化提供的技術，云平臺服務供應商可以更容易的部署經過優化的更加安全的鏡像，為云用戶提供更好的可靠性。簡而言之，虛擬化之于云計算就像風之于云，云用戶依靠虛擬化所提供的可擴展性和可靠性。沒有虛擬化，云技術就是不完整的。

云計算的基礎設施功能在數字經濟時代愈發顯現。傳統行業逐步遷云帶來的存量市場，以及互聯網行業的深入發展快速裂變帶來的增量市場。中亞硅谷智能云計算在如此大環境下，對云計算服務進行了深入研究，開發出有針對性的云計算產品公有云、私有云和混合云，滿足所有對云計算服務有需求的企業，有效幫助企業降低設備成本和運維成本。

總的來說，虛擬化以及云計算這兩者并不是相互捆綁的技術，而是能夠直接優勢互補為用戶提供更加的優質的服務。在云計算的部署這一個方案里面，虛擬化技術能夠直接使其IT資源應用變得更加的靈活。而在虛擬化的應用過程里面，云計算也提供了按需所取的資源以及服務。在一些特定場景里面，云計算以及虛擬化沒有辦法剝離，僅僅只有相互搭配才可以更加的好地解決客戶需求。

4 小結

以上我們對虛擬化和云計算，以及他們之間的區別和聯系分別進行了闡述。由于不同對信息資源有著不同的需求，選擇云平臺或虛擬服務器的決定還取決于具體的情況。如果使用云平臺，用戶可以選擇私有云或托管在公共云上，也可以創建混合云。對于存在敏感數據的用戶而言，虛擬服務器是更好的選擇。此外，云平臺對于中小企業來說是更好的選擇，通過專業的云服務商，他們可以以低廉成本快速獲得所需的云資源，節省了大量基礎設施投資和運維成本。

參考文獻：

[1]張健.淺談虛擬化與云計算的關系[J].中國科技博覽，2014（25）：346.

【通聯編輯：唐一東】

基金項目：思政教育融入《計算機文化基礎》課程的研究（編號.JY20170232）;產教融合模式的研究——以電子信息工程技術專業為例（編號：JY20170341）

作者簡介：姚金玲（1982-），女，河北藁城人，天津職業大學，講師，碩士，研究方向：云計算與大數據、計算機網絡安全。