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云計(jì)算和虛擬化虛擬化(Virtualization)技術(shù)是云計(jì)算系統(tǒng)的核心組成部分之一,是將各種計(jì)算及存儲(chǔ)資源充分整合和高效利用的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬化的定義:虛擬化是為某些對(duì)象創(chuàng)造的虛擬(相對(duì)于真實(shí))版本,比如操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源等。它是表示計(jì)算機(jī)資源的抽象方法,通過(guò)虛擬化可以用與訪問(wèn)抽象前資源一致的方法訪問(wèn)抽象后的資源,可以為一組類似資源提供一個(gè)通用的抽象接口集,從而隱藏屬性和操作之間的差異,并允許通過(guò)一種通用的方式來(lái)查看和維護(hù)資源。服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化技術(shù)可以使一個(gè)物理服務(wù)器虛擬成若十個(gè)服務(wù)器使用。服務(wù)器虛擬化是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(InfrastructureasaService,IaaS)的基礎(chǔ)。服務(wù)器虛擬化需要具備以下功能和技術(shù):1)多實(shí)例:在一個(gè)物理服務(wù)器上可以運(yùn)行多個(gè)虛擬服務(wù)器。2)隔離性:在多實(shí)例的服務(wù)器虛擬化中,一個(gè)虛擬機(jī)與其他虛擬機(jī)完全隔離,以保證良好的可靠性及安全性。3)CPU虛擬化:把物理CPU抽象成虛擬CPU,無(wú)論任何時(shí)間一個(gè)物理CPU只能運(yùn)行一個(gè)虛擬CPU的指令。而多個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)提供服務(wù)將會(huì)大大提高物理CPU的利用率。4)內(nèi)存虛擬化:統(tǒng)一管理物理內(nèi)存,將其包裝成多個(gè)虛擬的物理內(nèi)存分別供給若干個(gè)虛擬機(jī)使用,使得每個(gè)虛擬機(jī)擁有各自獨(dú)立的內(nèi)存空間,互不干擾。5)設(shè)備與I/O虛擬化:統(tǒng)一管理物理機(jī)的真實(shí)設(shè)備,將其包裝成多個(gè)虛擬設(shè)備給若干個(gè)虛擬機(jī)使用,響應(yīng)每個(gè)虛擬機(jī)的設(shè)備訪問(wèn)請(qǐng)求和I/O請(qǐng)求。6)無(wú)知覺(jué)故障恢復(fù):運(yùn)用虛擬機(jī)之間的快速熱遷移技術(shù)(LiveMigration),可以使一個(gè)故障虛擬機(jī)上的用戶在沒(méi)有明顯感覺(jué)的情況下迅速轉(zhuǎn)移到另一個(gè)新開(kāi)的正常虛擬機(jī)上。7)負(fù)載均衡:利用調(diào)度和分配技術(shù),平衡各個(gè)虛擬機(jī)和物理機(jī)之間的利用率。8)統(tǒng)一管理:由多個(gè)物理服務(wù)器支持的多個(gè)虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)生成、啟動(dòng)、停止、遷移、調(diào)度、負(fù)荷、監(jiān)控等應(yīng)當(dāng)有一個(gè)方便易用的統(tǒng)一管理界面。9)快速部署:整個(gè)系統(tǒng)要有一套快速部署機(jī)制,對(duì)多個(gè)虛擬機(jī)及上面的不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用進(jìn)行高效部署、更新和升級(jí)。存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化的方式是將整個(gè)云系統(tǒng)的存儲(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一整合管理,為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)虛擬化具有以下功能和特點(diǎn):1)集中存儲(chǔ):存儲(chǔ)資源統(tǒng)一整合管理,集中存儲(chǔ),形成數(shù)據(jù)中心模式。2)分布式擴(kuò)展:存儲(chǔ)介質(zhì)易于擴(kuò)展,由多個(gè)異構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ),以統(tǒng)一模式訪問(wèn)虛擬化后的用戶接口。3)節(jié)能減排:服務(wù)器和硬盤的耗電量巨大,為提供全時(shí)段數(shù)據(jù)訪問(wèn),存儲(chǔ)服務(wù)器及硬盤不可以停機(jī)。但為了節(jié)能減排,需要利用更合理的協(xié)議和存儲(chǔ)模式,盡可能減少開(kāi)啟服務(wù)器和硬盤的次數(shù)。4)虛擬本地硬盤:存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)當(dāng)便于用戶使用,最方便的形式是將云存儲(chǔ)系統(tǒng)虛擬成用戶本地硬盤,使用方法與本地硬盤相同。5)安全認(rèn)證:新建用戶加入云存儲(chǔ)系統(tǒng)前,必須經(jīng)過(guò)安全認(rèn)證并獲得證書。6)數(shù)據(jù)加密:為保證用戶數(shù)據(jù)的私密性,將數(shù)據(jù)存到云存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)必須加密。加密后的數(shù)據(jù)除被授權(quán)的特殊用戶,其他人一概無(wú)法解密。7)級(jí)層管理:支持級(jí)層管理模式,即上級(jí)可以監(jiān)控下級(jí)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而下級(jí)無(wú)法查看上級(jí)或平級(jí)的數(shù)據(jù)。應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化是把應(yīng)用對(duì)底層系統(tǒng)和硬件的依賴抽象出來(lái),從而解除應(yīng)用與操作系統(tǒng)和硬件的耦合關(guān)系。應(yīng)用程序運(yùn)行在本地應(yīng)用虛擬化環(huán)境中時(shí),這個(gè)環(huán)境為應(yīng)用程序屏蔽了底層可能與其他應(yīng)用產(chǎn)生沖突的內(nèi)容。應(yīng)用虛擬化是SaaS的基礎(chǔ)。應(yīng)用虛擬化需要具備以下功能和特點(diǎn):1)解耦合:利用屏蔽底層異構(gòu)性的技術(shù)解除虛擬應(yīng)用與操作系統(tǒng)和硬件的耦合關(guān)系。2)共享性:應(yīng)用虛擬化可以使一個(gè)真實(shí)應(yīng)用運(yùn)行在任何共享的計(jì)算資源上。3)虛擬環(huán)境:應(yīng)用虛擬化為應(yīng)用程序提供了一個(gè)虛擬的運(yùn)行環(huán)境,不僅擁有應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件,還包括所需的運(yùn)行環(huán)境。4)兼容性:虛擬應(yīng)用應(yīng)屏蔽底層可能與其他應(yīng)用產(chǎn)生沖突的內(nèi)容,從而使其具有良好的兼容性。5)快速升級(jí)更新:真實(shí)應(yīng)用可以快速升級(jí)更新,通過(guò)流的方式將相對(duì)應(yīng)的虛擬應(yīng)用及環(huán)境快速發(fā)布到客戶端。6)用戶自定義:用戶可以選擇自己喜歡的虛擬應(yīng)用的特點(diǎn)以及所支持的虛擬環(huán)境。平臺(tái)虛擬化平臺(tái)虛擬化是集成各種開(kāi)發(fā)資源虛擬出的一個(gè)面向開(kāi)發(fā)人員的統(tǒng)一接口,軟件開(kāi)發(fā)人員可以方便地在這個(gè)虛擬平臺(tái)中開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用并嵌入到云計(jì)算系統(tǒng)中,使其成為新的云服務(wù)供用戶使用。平臺(tái)虛擬化具備以下功能和特點(diǎn):1)通用接口:支持各種通用的開(kāi)發(fā)工具和由其開(kāi)發(fā)的軟件,包括C、C++、Java、C#、Delphi、Basic等。2)內(nèi)容審核:各種開(kāi)發(fā)軟件(服務(wù))在接入平臺(tái)前都將被嚴(yán)格審核,包括上傳人的身份認(rèn)證,以保證軟件及服務(wù)非盜版、無(wú)病毒及合法性。3)測(cè)試環(huán)境:一項(xiàng)服務(wù)在正式推出之前必須在一定的測(cè)試環(huán)境中經(jīng)過(guò)完整的測(cè)試才行。4)服務(wù)計(jì)費(fèi):完整合理的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以保證服務(wù)提供人獲得準(zhǔn)確的收入,而虛擬平臺(tái)也可以得到一定比例的管理費(fèi)。5)排名打分:有一整套完整合理的打分機(jī)制對(duì)各種服務(wù)進(jìn)行排名打分。排名需要給用戶客觀的指導(dǎo)性意見(jiàn),嚴(yán)禁有誤導(dǎo)用戶的行為。6)升級(jí)更新:允許服務(wù)提供者不斷完善自己的服務(wù),平臺(tái)要提供完善的升級(jí)更新機(jī)制。7)管理監(jiān)控:整個(gè)平臺(tái)需要有一個(gè)完善的管理監(jiān)控體系以防出現(xiàn)非法行為。桌面虛擬化桌面虛擬化將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端設(shè)備解耦。服務(wù)器上存放的是每個(gè)用戶的完整桌面環(huán)境。用戶可以使用具有足夠處理和顯示功能的不同終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)該桌面環(huán)境。桌面虛擬化具有如下功能和接入標(biāo)準(zhǔn):1)集中管理維護(hù):集中在服務(wù)器端管理和配置PC環(huán)境及其他客戶端需要的軟件可以對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)、應(yīng)用和系統(tǒng)進(jìn)行集中管理、維護(hù)和控制,以減少現(xiàn)場(chǎng)支持工作量。2)使用連續(xù)性:確保終端用戶下次在另一個(gè)虛擬機(jī)上登錄時(shí),依然可以繼續(xù)以前的配置和存儲(chǔ)文件內(nèi)容,讓使用具有連續(xù)性。3)故障恢復(fù):桌面虛擬化是用戶的桌面環(huán)境被保存為一個(gè)個(gè)虛擬機(jī),通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行快照和備份,就可以快速恢復(fù)用戶的故障桌面,并實(shí)時(shí)遷移到另一個(gè)虛擬機(jī)上繼續(xù)進(jìn)行工作。4)用戶自定義:用戶可以選擇自己喜歡的桌面操作系統(tǒng)、顯示風(fēng)格、默認(rèn)環(huán)境,以及其他各種自定義功能。本質(zhì)
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