云計(jì)算與虛擬化技術(shù)

1、河南科技大學(xué)林業(yè)職業(yè)學(xué)院虛擬化和云計(jì)算虛擬化和云計(jì)算高集07-5班符浩虛擬化和云計(jì)算摘要在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，管理信息系統(tǒng)基本上是由客戶機(jī)/服務(wù)器開(kāi)發(fā)的，其中客戶機(jī)/服務(wù)器是C/S(英文客戶機(jī)/服務(wù)器的縮寫(xiě))。然而，隨著WWW的廣泛應(yīng)用，目前的管理信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸開(kāi)始從C/S模式向B/S模式轉(zhuǎn)變。瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)是瀏覽器和服務(wù)器的結(jié)構(gòu)。它是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起而產(chǎn)生的一種C/S結(jié)構(gòu)的改變或改進(jìn)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面由萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器實(shí)現(xiàn)，很少事務(wù)邏輯在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)，但主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)，形成所謂的三層三層結(jié)構(gòu)。這極大地簡(jiǎn)化了客戶端計(jì)算機(jī)的負(fù)載，降低了系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)的成本和工作量，并降

2、低了用戶的總體成本。在這種背景下，云計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。云計(jì)算(臺(tái)灣翻譯為云計(jì)算)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型計(jì)算方法，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上的異構(gòu)和自治服務(wù)，為個(gè)人和企業(yè)用戶提供按需計(jì)算。因?yàn)橘Y源在互聯(lián)網(wǎng)上，并且在計(jì)算機(jī)流程圖中，互聯(lián)網(wǎng)通常由云模式表示，所以它可以被形象地比作云，“云”也是底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象概念。從某種意義上說(shuō)，云計(jì)算的出現(xiàn)剝奪了軟件和硬件之間的聯(lián)系。傳統(tǒng)的管理員不僅需要維護(hù)服務(wù)器的硬件，還需要管理軟件的應(yīng)用，這使得企業(yè)付出了巨大的成本。然而，云計(jì)算并不限制應(yīng)用和硬件之間不可避免的聯(lián)系，即通過(guò)并行計(jì)算，應(yīng)用可以在不同的硬件上執(zhí)行，應(yīng)用服務(wù)和硬件資源之間的固定對(duì)應(yīng)關(guān)系被完全消除。虛擬化是云計(jì)算的基石

3、。云計(jì)算應(yīng)用必須基于虛擬化。云計(jì)算是第三代信息技術(shù)，第一代是靜態(tài)信息技術(shù)，第二代是共享概念，共享數(shù)據(jù)和信息，第三代是動(dòng)態(tài)的，所有的信息和數(shù)據(jù)都在一個(gè)動(dòng)態(tài)的架構(gòu)上，否則就不會(huì)有云或云。將硬件投入使用必須是動(dòng)態(tài)的。這取決于產(chǎn)品在虛擬化方面的能力。虛擬化是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。只有在虛擬化環(huán)境中，云才是可能的。因此，要理解云計(jì)算，我們必須首先理解虛擬化。目錄一.摘要.1第二，虛擬化技術(shù).31)虛擬化技術(shù)介紹.32)虛擬化的含義.43)虛擬化架構(gòu).6第三，云計(jì)算.81)云計(jì)算技術(shù)介紹.82)云計(jì)算和虛擬化.113)云計(jì)算的應(yīng)用.13四.摘要.16V.參考.18虛擬化技術(shù)虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)介虛擬化是一個(gè)寬泛的術(shù)語(yǔ)。在計(jì)

4、算機(jī)中，它通常意味著計(jì)算元素在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行，而不是在真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)展硬件容量，簡(jiǎn)化軟件重構(gòu)過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以模擬多個(gè)CPU與一個(gè)CPU的并行性，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序可以在獨(dú)立的空間中運(yùn)行而不相互影響，從而大大提高了計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化是一種成熟的軟件技術(shù)，它正在迅速改變信息技術(shù)的面貌，并從根本上改變?nèi)藗兊挠?jì)算方法。如今，具有強(qiáng)大處理能力的x86計(jì)算機(jī)硬件只運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)和一個(gè)應(yīng)用程序。這使得大多數(shù)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)未得到充分利用。借助虛擬化，多個(gè)虛擬機(jī)可以在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行，從而在多個(gè)環(huán)境中共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源。不同的虛擬機(jī)可以在同一臺(tái)物理機(jī)

5、上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和多個(gè)應(yīng)用程序。虛擬化技術(shù)與多任務(wù)和超線程技術(shù)完全不同。多任務(wù)意味著多個(gè)程序在一個(gè)操作系統(tǒng)中并行運(yùn)行，而在虛擬化技術(shù)中，多個(gè)操作系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行，每個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行多個(gè)程序，每個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)虛擬中央處理器或虛擬主機(jī)上；然而，超線程技術(shù)僅通過(guò)一個(gè)CPU模擬兩個(gè)CPU來(lái)平衡程序的運(yùn)行性能，這兩個(gè)模擬CPU不能分離，只能協(xié)同工作。虛擬化是一個(gè)抽象層，它將物理硬件與操作系統(tǒng)分開(kāi)，從而提供更高的IT資源利用率和靈活性。虛擬化允許多個(gè)具有不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)在同一臺(tái)物理機(jī)上獨(dú)立并行運(yùn)行。每個(gè)虛擬機(jī)都有自己的一套虛擬硬件(如內(nèi)存、中央處理器、網(wǎng)卡等)。)，其中可以加載操作系統(tǒng)和應(yīng)用程

6、序。無(wú)論實(shí)際使用的是什么物理硬件組件，操作系統(tǒng)都將它們視為一組一致且標(biāo)準(zhǔn)化的硬件。虛擬化的概念最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，它可以劃分屬于稀有和昂貴資源的大型機(jī)硬件。隨著時(shí)間的推移，微型計(jì)算機(jī)和個(gè)人電腦可以提供更有效和更經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)分配處理能力。因此，在20世紀(jì)80年代，虛擬技術(shù)不再被廣泛使用。20世紀(jì)90年代，研究人員開(kāi)始探索如何使用虛擬化來(lái)解決一些與廉價(jià)硬件擴(kuò)散相關(guān)的問(wèn)題，如利用率不足、管理成本上升和易受攻擊等。如今，虛擬化技術(shù)處于時(shí)代的前沿，它可以幫助企業(yè)在全球范圍內(nèi)升級(jí)、管理和保護(hù)其IT基礎(chǔ)架構(gòu)。虛擬化的含義虛擬化基于虛擬機(jī)。普通虛擬機(jī)的工作原理如下：虛擬機(jī)是一個(gè)緊密隔離的軟件容器，它可

7、以像物理計(jì)算機(jī)一樣運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。虛擬機(jī)完全像物理計(jì)算機(jī)一樣運(yùn)行，包括自己的虛擬中央處理器、內(nèi)存硬盤和網(wǎng)絡(luò)接口卡。操作系統(tǒng)無(wú)法區(qū)分虛擬機(jī)和物理計(jì)算機(jī)，應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)也無(wú)法區(qū)分。甚至虛擬機(jī)本身也認(rèn)為自己是一臺(tái)“真正的”計(jì)算機(jī)。但是，虛擬機(jī)完全由軟件組成，沒(méi)有任何硬件組件。因此，虛擬機(jī)有許多物理硬件沒(méi)有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。虛擬化帶來(lái)的好處多種多樣，主要包括以下幾點(diǎn)l效率：一個(gè)服務(wù)器的原始資源被分配給幾個(gè)虛擬化的服務(wù)器，空閑資源被有效地利用，以確保企業(yè)應(yīng)用程序的最高可用性和性能。l隔離：盡管虛擬機(jī)可以共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理資源，但它們?nèi)匀煌耆嗷ジ綦x，就像它們是不同的物理計(jì)算機(jī)一樣

8、。因此，就可用性和安全性而言，隔離是在虛擬環(huán)境中運(yùn)行的應(yīng)用程序遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于在傳統(tǒng)非虛擬化系統(tǒng)中運(yùn)行的應(yīng)用程序的一個(gè)重要原因?？煽浚禾摂M服務(wù)器獨(dú)立于硬件工作，通過(guò)改進(jìn)災(zāi)難恢復(fù)解決方案提高了業(yè)務(wù)連續(xù)性。當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，而不會(huì)影響整個(gè)集群的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的高可用性。成本：它降低了部署成本，只需要更少的服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)需要更多服務(wù)器的事情，并間接降低了安全和其他方面的成本。兼容：所有虛擬服務(wù)器都與普通x86系統(tǒng)兼容。他改進(jìn)了桌面管理方法，并可以部署許多不同的系統(tǒng)，以最大限度地減少兼容性導(dǎo)致問(wèn)題的可能性。易于管理：服務(wù)器/管理員比率得到提高，管理員可以比以前更容易地管理更

9、多的服務(wù)器，而不會(huì)造成更大的負(fù)擔(dān)。通過(guò)虛擬化IT基礎(chǔ)架構(gòu)，可以降低IT成本，同時(shí)提高現(xiàn)有資產(chǎn)的效率、利用率和靈活性。在世界各地，各種規(guī)模的公司都享受著服務(wù)器虛擬化的好處。成千上萬(wàn)的組織，包括所有財(cái)富100強(qiáng)公司，都在采用服務(wù)器虛擬化解決方案。虛擬化架構(gòu)由于虛擬化技術(shù)可以通過(guò)共享和合并資源來(lái)提高效率和降低成本，因此它已被迅速應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和其他設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)的核心，由于法規(guī)、操作、組織和安全的影響，不同網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的虛擬化變得更具挑戰(zhàn)性。降低資本成本和運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)營(yíng)效率和靈活性。在服務(wù)器整合的基礎(chǔ)上，部署一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬化平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的自動(dòng)化。利用虛擬化的力量更有效地管理IT容量，提

10、供更高的服務(wù)級(jí)別，并簡(jiǎn)化IT流程。因此，我們?yōu)樾畔⒓夹g(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化創(chuàng)造了一個(gè)術(shù)語(yǔ)，稱為“虛擬基礎(chǔ)設(shè)施”。目前，常見(jiàn)的VMM工作模式如下：借助虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)，多臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理資源可以在整個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)中共享。虛擬機(jī)可以在多個(gè)虛擬機(jī)之間共享單個(gè)物理計(jì)算機(jī)的資源，以實(shí)現(xiàn)最高效率。資源在多個(gè)虛擬機(jī)和應(yīng)用程序之間共享。業(yè)務(wù)需求是將基礎(chǔ)架構(gòu)的物理資源動(dòng)態(tài)映射到應(yīng)用程序的驅(qū)動(dòng)力，即使這些需求發(fā)生了變化。X86服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)可以聚合到一個(gè)統(tǒng)一的IT資源池中，應(yīng)用程序可以根據(jù)需要隨時(shí)使用它。這種資源優(yōu)化方法有助于組織實(shí)現(xiàn)更高的靈活性，并降低資本成本和運(yùn)營(yíng)成本。虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)通常包括以下組件：l裸機(jī)虛擬機(jī)管理程序

11、，可以完全虛擬化每臺(tái)x86計(jì)算機(jī)。虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)(如資源管理和整合備份)可以優(yōu)化虛擬機(jī)之間可用資源的分配通過(guò)提供特殊功能來(lái)優(yōu)化特定信息技術(shù)流程(如部署或?yàn)?zāi)難恢復(fù))的自動(dòng)化解決方案。將軟件環(huán)境與其底層硬件基礎(chǔ)架構(gòu)分開(kāi)，以便管理員可以將多個(gè)服務(wù)器、存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)聚合到一個(gè)共享資源池中。然后，這些資源根據(jù)需要安全可靠地動(dòng)態(tài)提供給應(yīng)用程序。通過(guò)這種開(kāi)創(chuàng)性的方法，我們可以用低成本的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器構(gòu)建塊的形式構(gòu)建自我優(yōu)化的數(shù)據(jù)中心，并實(shí)現(xiàn)高水平的利用率、可用性、自動(dòng)化和靈活性。云計(jì)算云計(jì)算簡(jiǎn)介云計(jì)算(臺(tái)灣翻譯為云計(jì)算)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型計(jì)算方法，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上的異構(gòu)和自治服務(wù)，為個(gè)人和企業(yè)用戶提供

12、按需計(jì)算。因?yàn)橘Y源在互聯(lián)網(wǎng)上，并且在計(jì)算機(jī)流程圖中，互聯(lián)網(wǎng)通常由云模式表示，所以它可以被形象地比作云，“云”也是底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象概念。云計(jì)算資源是動(dòng)態(tài)的、可擴(kuò)展的和虛擬化的，并且通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供。最終用戶不需要知道云中基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)，直接擁有相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)和控制權(quán)，只需關(guān)注他們真正需要什么樣的資源以及如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得相應(yīng)的服務(wù)。狹義上，云計(jì)算是指信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需和可擴(kuò)展的方式獲取所需的資源(硬件、平臺(tái)和軟件)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在用戶眼中可以無(wú)限擴(kuò)展，可以隨時(shí)獲取、按需使用、隨時(shí)擴(kuò)展、按需付費(fèi)。這一功能通常被稱為使用信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，如

13、水力發(fā)電。廣義的云計(jì)算是指服務(wù)交付和使用的模式，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需和可擴(kuò)展的方式獲取所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以與信息技術(shù)、軟件和互聯(lián)網(wǎng)或任何其他服務(wù)相關(guān)。云計(jì)算可被視為包括以下服務(wù)級(jí)別：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。云計(jì)算服務(wù)通常提供通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)的一般在線業(yè)務(wù)應(yīng)用，軟件和數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心。云計(jì)算有以下四個(gè)顯著特征：首先，云計(jì)算提供了最可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，因此用戶不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵和其他問(wèn)題。許多人認(rèn)為數(shù)據(jù)只有存儲(chǔ)在他們能看到和觸摸的計(jì)算機(jī)中才是最安全的，但事實(shí)并非如此。由于您的粗心大意，您的計(jì)算機(jī)可能會(huì)被病毒損壞或攻擊，導(dǎo)致硬盤上

14、的數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)，而訪問(wèn)您計(jì)算機(jī)的罪犯可能會(huì)利用各種機(jī)會(huì)竊取您的數(shù)據(jù)。據(jù)報(bào)道，轟動(dòng)一時(shí)的“艷照門”事件造成個(gè)人數(shù)據(jù)泄露，因?yàn)殡娔X被送去維修。相反，當(dāng)你的文檔保存在像谷歌文檔這樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中，當(dāng)你上傳照片到像谷歌Picasa網(wǎng)站這樣的網(wǎng)絡(luò)相冊(cè)中時(shí)，你就不再需要擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失或損壞。因?yàn)樵凇霸啤钡牧硪欢?，有世界上最專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來(lái)幫助您管理信息，還有世界上最先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心來(lái)幫助您保存數(shù)據(jù)。同時(shí)，嚴(yán)格的權(quán)限管理策略可以幫助您自信地與指定人員共享數(shù)據(jù)。這樣，你可以享受到最好和最安全的服務(wù)而不用花錢，甚至比在銀行存錢更方便。其次，云計(jì)算對(duì)用戶方設(shè)備的要求最低，使用最方便。每個(gè)人都有在個(gè)人電腦上維護(hù)各種應(yīng)用程序的

15、經(jīng)驗(yàn)。為了使用最新的操作系統(tǒng)或最新版本的軟件，我們必須不斷升級(jí)我們的計(jì)算機(jī)硬件。為了打開(kāi)朋友發(fā)送的某種格式的文檔，我們不得不瘋狂地搜索和下載應(yīng)用軟件。為了防止病毒在下載過(guò)程中被引入，我們必須反復(fù)安裝殺毒和防火墻軟件。對(duì)于一個(gè)剛剛接觸電腦和互聯(lián)網(wǎng)的新手來(lái)說(shuō)，所有這些麻煩加起來(lái)就是一場(chǎng)噩夢(mèng)！如果你再也無(wú)法忍受這種電腦體驗(yàn)，云計(jì)算可能是你最好的選擇。只要你有一臺(tái)可以上網(wǎng)的電腦和一個(gè)你喜歡的瀏覽器，你所要做的就是在瀏覽器中輸入網(wǎng)址，然后享受云計(jì)算帶給你的無(wú)限樂(lè)趣。您可以直接在瀏覽器中編輯存儲(chǔ)在云另一端的文檔，并且可以隨時(shí)與朋友共享信息，而不用擔(dān)心您的軟件是否是最新版本，也不用擔(dān)心軟件或文檔是否感染了病毒。因?yàn)樵谠频牧硪欢耍袑I(yè)的IT人員來(lái)幫助您維護(hù)硬件、安裝和升級(jí)軟件、幫助您防止病毒和各種網(wǎng)絡(luò)攻擊，并幫助您在個(gè)人電腦上做您以前做的一切。此外，云計(jì)算可以在不同設(shè)備之間輕松共享數(shù)據(jù)和應(yīng)用?？紤]到不同設(shè)備中有多種數(shù)據(jù)同步方