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云计算与虚拟化

2016-10-18苗诚

电脑知识与技术 2016年21期
关键词:存储云计算虚拟化

苗诚

摘要:云计算 (Cloud Computing)在当今形势下已经被赋予了不同的含义。可以是通过一个远程虚拟服务器,能够在远程随意控制服务器的启动和关闭,在该服务器中加载应用程序。也可以是若干台的服务器,抑或是成千上万的服务器,运算着目前世界上最为繁杂的系统。作为云计算系统的核心成分——虚拟化(Virtualization)技术,能够充分整合各种终端介质的存储资源,并通过高效的运算,为用户提供相关的网络服务。

关键词:云计算;虚拟化;服务器;存储

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)21-0222-02

海量的计算及存储功能,都能够安全有指向性的,向授权应用程序和用户通过云计算来实现和访问。通过建立包括发布平台、大容量数据库等运算支持,与计算能够不断变化自身的工作载荷,并通过设备扩容的形势自动扩展。通过使用存储云 (Storage Cloud),用户的应用程序和存储数据可以得以安全的保存,并能够通过集成部分照片、位置GPS等信息,与用户本地数据创建聚合 (Mashup),实现数据的深度挖掘。

云计算与传统模式的差异就在于,云计算是利用网络来提供信息技术的多样化的深度服务,其内部功能进行有机的封装,通过网络API提供服务。因此所谓运算、存储等都将统筹成为资源,为相关服务提供支撑。云计算对于效率的要求尤为重要,在大规模部署应用程序的过程中能够实现迅捷准确的满足客户需求。

云计算的模式在我国尚属起步阶段,但对于整个IT界已经造成了翻天覆地的影响。企业可以通过自己建立数据中心来提供相关服务,也可以具备风险承担能力的电信基础设施运营商来提供,因此基础设施服务(IAAS)是云计算的主要运营模式。

作为云计算系统的核心成分——虚拟化(Virtualization)技术,能够充分整合各种终端介质的存储资源,并通过高效的运算,为用户提供相关的网络服务。相对于真实的电子产品(电脑等)及网络介质,它通过采用抽象的算法,将对象归类并创建对象接口集,在忽略部分外部差异的情况下,通过特定的网络操作来触发接口功能,实现网络服务的提供。其方式又可大致分为以下几类:

1 虚拟化服务器

虚拟化服务器技术可以将单独的物理服务器通过虚拟划分的方式,分割成为多个虚拟服务器提供给不同的用户使用。这种技术是基础电信设施即服务的基础条件(Intrastructure as a Service,IaaS)。

虚拟化服务器所应具备的功能和技术如下:

多实例:多个虚拟服务器可以在同一个物理服务器上并行运行。

并行隔离:多实例并行运行的情况下,虚拟机之间要完全的保证隔离开来,确保虚拟服务器的运行安全及资源的高效利用。

CPU共享:通过对物理CPU的虚拟分割,通过分时共享的方式运行虚拟CPU的相关指令,因此便能够极大的提升CPU的资源利用率。

内存分割:对物理内存进行统一的管理,分割成为多个各自相对独立的虚拟内存,在每个虚拟内存空间运行提供服务时可以做到无牵连性。

虚拟化I/O接口:对于各虚拟模块实例提出的I/O请求,将物理设备封装后开放虚拟接口,确保虚拟进程的接口响应。

无感知恢复:虚拟机之间拥有快速热迁移技术(Live Migration),通过利用这种技术,当一个虚拟机出现故障,能够在用户没有明显感知的情况下,迅速将所提供的服务迁移到另一无故障的虚拟机,确保用户的使用。

负载均衡:通过对物理设备的利用情况进行分析,从而做到动态的调整各个虚拟服务器的利用率,使物理服务器达到高效的运行。

集中管理:对于物理服务器采用集中管理的方式,能够实时的响应各种突发情况,并能够根据客户的需求进行数据操作。

部署快捷:通过模块化的方式能够进行快速部署,能够同时满足不同虚拟机上的操作系统,提供响应的更新和升级服务。

2 虚拟化存储

通过虚拟化的存储方式,对整个云系统进行统一的资源整合管理,利用统一的存储空间为用户提供服务。这种存储方式的功能和特点如下:

集中存储:存储资源以数据中心的模式集中管理,统一调配。

分布扩展:利用易于扩展、接口丰富的存储介质在服务器中实现异构分布式存储,用户可以采用虚拟化的接口进行统一访问。

节约能源:整个云系统有着极大的耗电量,为确保用户服务不受时间上的影响,需提供全时段访问机制,不能有停机的时间。通过利用合理的分布方式和系统构成,能够调节系统运行功耗,根据用户使用情况变更模式,起到节能减排的作用。

硬盘映射:通过硬盘映射镜像的方式,将虚拟化的硬盘提供给客户作当做本地存储设备使用,能够让用户感觉如同使用本地硬盘。

安全加密:每个云账户在加入系统之前,均必须通过安全认证,并获取认证证书,同时为确保用户数据的私密性,用户数据在云端存储均通过加密,只有用户本人或用户授权的账户可以解密。

管理层级:对于云端数据需对权限进行层级上的管理,上级权限可查看或操作下级数据,下级则无法查看上级数据,平级之间无法互相查看数据。

3 应用虚拟化

应用程序对底层设备的影响,通过一定机制将其分类抽象出来,从而解除硬件对操作系统的依赖关系便是应用虚拟化。虚拟化环境中对应用与底层硬件设备的冲突做到了屏蔽,因此原则上应用于本地的硬件、操作系统等环境已经无关。应用的虚拟化是服务的基础条件,其具备的特征和功能如下:

虚拟环境:创建一个虚拟的运行环境,可以兼容各种系统的可执行文件。

解耦合:通过云端利用底层异构性基础,利用虚拟化应用,解除应用与本地系统和硬件的依赖或冲突的关系,实现程序的无差别运行。

通用性:通过应用虚拟化,可以使任何一个程序都能在云系统中实现共享和运行。

实时更新:通过云端海量数据收集到的情况,能够对各种应用做到第一时间的更新,并通过层级下放,迅速将更新结果发布至客户端。

个性化:可以由用户自定义个性化的虚拟应用,也可选择用户熟悉的虚拟环境。

4 虚拟化平台

虚拟化平台是指面向开发人员开放的,可嵌入到云端的各种应用的一个统一接口,开发人员可以通过将自己的应用通过平台置于云端,并利用云系统运行为客户提供各种定制化的服务。虚拟化平台的特称及功能如下:

语言兼容:支持各种主流开发工具级程序语言,如:VB、VC、VC++、Java、C#、Delphi、Basic等。

严格审查:对于上传至云端的各种开发成品都要进行严格的审查,审查内容包括开发人员身份验证,软件知识产权认证及安全性认证。

测试模拟:对即将推出的开发产品进行真实环境模拟测试,以验证推出后的服务效果。

有偿服务:通过合理的计费系统,保障开发人员的利益,虚拟平台同事也得到一定比例服务费用。

升级更新:服务提供者可对自己的产品进行不定期的更新,以完善自身的服务,而平台对开发人员开放完善的升级和更新接口。

监控管理:对于虚拟平台上的各种操作,要有完善的监控日志、实时告警等手段,保障安全合法运行。

5 虚拟化桌面

虚拟化桌面即是将用户完全从自身终端解放出来,实现应用的无差异化。云端将用户完整的应用环境记录下来,用户可以通过网络,在云端高性能的硬件和无差异的网络环境来运行各种应用程序,运行虚拟化桌面具有以下接入标准和功能:

管维集中:为用户提供服务的软件将集中的管理在服务器端,对于相关的数据将在云端进行集中的维护和管理,同时也可减少现场工作。

连贯使用:用户在本地完成操作后,云端将保持用户的操作记录和配置情况,确保用户在下次登录时能够保持操作的连贯性。

故障恢复:用户的桌面环境将以虚拟机的形势被保存下来,通过对虚拟机的操作记录及用户备份,能够快速发现故障并及时回复,恢复过程中通过热迁移的方式让用户端能够无故障感知。

云计算从本质上讲,是向用户提供虚拟化的服务。从云计算到虚拟化的跨越过程中,实现了资源利用率的最大化,通过创建高度虚拟化的平台,实现了资源的充分共享,最终实现应用、数据、存储等资源以服务的形式提供给网络客户,极大的提高了工作效率,降低了客户的使用成本,同时也帮助客户提升了安全等级,更好的满足各种客户的需求。随着科技的发展,云计算与虚拟化必将成为未来网络发展的必由趋势,也将推动互联网科技走上一个新的高度。

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