虚拟化技术在云计算中的应用初探

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摘要：本文分析了云计算的特征和虚拟化技术的作用地位，从高级虚拟主机、面向应用和资源、虚拟化存储三个方面探讨了虚拟化技术在云计算中的应用。

关键词：云计算; 虚拟化技术; 计算力

中图分类号：TP313文献标识码：A文章编号：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

云计算是一种新兴的共享基础架构的方法，它可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。也可以说，云计算是网络计算的升级，即互联网上提供的众多虚拟服务器。其原理是使计算从本地计算机或远程服务器分布到大量的分布式计算机上。推动云计算发生和发展的因素包括：网格计算的发展、高性能存储传输技术的出现、Web 2.0的出现，尤其是虚拟化技术的发展[1]。

2 虚拟化技术在云计算中的应用

云计算的特征体现在虚拟化、分布式和动态可扩展。虚拟化，是云计算最主要的特点。每一个应用部署的环境和物理平台是没有关系的，通过虚拟平台进行管理、扩展、迁移、备份，种种操作都通过虚拟化层次完成；动态可扩展是指通过动态扩展虚拟化的层次，进而达到对以上应用进行扩展的目的；分布式是指计算所使用的物理节点是分布的。从云计算的最重要的虚拟化特点来看，大部分软件和硬件已经对虚拟化有一定支持，可以把各种IT资源、软件、硬件、操作系统和存储网络等要素都进行虚拟化，放在云计算平台中统一管理。虚拟化技术打破了物理结构之间的壁垒，代表着把物理资源转变为逻辑可管理资源的必然趋势。在未来，所有的资源都透明地运行在各种物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而虚拟化技术则是实现这一理想的唯一工具。针对云计算，虚拟化技术的融合和应用应面向高级虚拟主机、应用和资源，以及虚拟化存储等方面。

2.1 高级虚拟主机

随着互联网的普及，为用户提供的服务限制突现，稳定性和安全性也难以保证。虚拟主机技术的出现，使得在互联网上建立站点的成本大大降低，为实现安全稳定的计算力服务提供可能。虚拟服务器技术允许在一台服务器上创建多个相互隔离的虚拟专用服务器，每一个虚拟服务器均可独立进行重启，并拥有自己的root访问权限、用户、IP地址、内存、过程、文件、应用程序、系统函数库以及配置文件（如图1所示）。采用了虚拟服务器技术后，服务提供商即可为客户提供更多新的、更具吸引力的高利润服务，从而填补虚拟主机服务与独立主机服务之间的空缺。目前，虚拟主机用户对虚拟主机服务也提出了更高的要求，用户需要安全、稳定的环境，甚至是对部分资源的控制权。

图1 虚拟主机

2.2 面向应用和资源

虚拟化不是应用，而是应用所运行的环境。虚拟化在云计算中的作用和需求，必须从应用和资源出发。软件最关心的不是计算机的品牌，而是处理器所能提供的计算力。计算机硬件的作用是向应用提供它们需要的计算资源；而应用需要一个操作环境和相应的资源（如图2）。应用和资源的直接接触面就是操作系统。从这种意义上说，未来一切的虚拟化软件都会消失，而融化在操作系统之中；换言之，操作系统被虚拟化技术渗透、转化，进化为新的形态。

图2 虚拟化中面向应用和资源

2.3 虚拟化存储

通过以资源池的方式对计算机处理器和存储进行虚拟管理，可以大大提高资源的使用率。虚拟化存储是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段集中管理起来，所有存储模块在一个存储池（Storage Pool）中得到统一管理（如图3所示）。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟化存储[2]。另外，存储虚拟还可以减少成本和复杂性，并提供前所未有的灵活性和选择。这可以将高效信息流延伸到服务的边界之外，改善横向的通信和协作，推动高效计算服务的增长。

图3 虚拟化存储

3 结束语

资源的透明运行，物理资源向逻辑资源的管理，以及资源的完全自动化分配等云计算的计算力实现，是理想的推动力技术。从IBM到微软，从Google到Amazon，众多IT巨头都将目光聚焦到云计算上。云计算将成为继“虚拟现实”、“网格计算”之后，计算机领域、工业界和学术界的又一个热点。如何更有效地发挥虚拟化技术的应用，有效将虚拟化技术融合到云计算之中，在虚拟化技术的支撑下，为用户提供更快捷、准确和廉价的计算力必将成为云计算发展的首要任务。

参考文献：

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

[2] 马洪朋，李星，等. 一种网络虚拟化存储系统的设计与实现[J]. 计算机工程与科学, 2006,28(10):25-28.