云计算中的虚拟化关键技术应用贾俊强李志刚

云计算中的虚拟化关键技术应用贾俊强李志刚

贾俊强李志刚

贾俊强李志刚

（国网新疆电力有限公司信息通信公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要：随着计算机技术的广泛应用，我国俨然已进入了一个全新的信息时代。众多企业在大数据技术的应用下，为企业管理提供了便利，尤其是云计算虚拟化技术，得到了业界认可。云计算虚拟化技术主要针对企业大数据进行收集与整理，实现精准计算。其中融合了诸多先进的计算机技术，有效改善了传统信息技术的不足，并在此基础上提升了数据信息的处理能力。

关键词：云计算；虚拟化技术；应用

1虚拟化技术

1.1服务器虚拟化

服务器虚拟化是利用虚拟化技术在物理服务器上划分出N台（N>10）虚拟逻辑服务器，这些虚拟出的逻辑服务器以独立个体形式运行，逻辑服务器彼此间互不干扰。虚拟出来的逻辑服务器能让原先资源只有5%~20%的使用率提高至80%~95%，让使用率得到充分提升。操作系统与硬件的解耦方式的实现是通过在它们之间引入虚拟化层以便建立逻辑服务器。虚拟化层的主要功能在于一个服务器能够搭载多个操作系统实例。这些操作系统共享服务器的硬件资源，每个操作系统都有专属的CPU、内存、存储、网络等资源，这些资源是虚拟机模拟出来的虚拟资源，但与真实的物理硬件资源并无差异。当前服务器虚拟化架构主要有两种模式：裸金属架构和寄居架构。裸金属架构也叫原生架构，不需要宿主操作系统，将虚拟化软件直接运行在计算机硬件系统上，然后在虚拟层上安装操作系统与应用程序，依赖虚拟层内核和服务器控制器控制与管理；裸金属架构模式侧重性能和安全的隔离，能够在原生态的硬件环境下运行大型数据库。寄居架构则是将虚拟层运行在服务器的主操作系统上，通过主操作系统对物理资源进行虚拟化管理。寄居架构模式相对简单，对硬件要求较低。但是寄居架构有个致命的缺陷，当服务器主操作系统出现故障时，虚拟机中的操作系统也无法运行。服务器虚拟化技术可以减少硬件成本的投入，有效提高硬件资源的利用率，有着强大的安全性与故障隔离性，加强硬件负载均衡，实现计算机资源的最佳使用与优化。

1.2存储虚拟化

存储虚拟化技术旨在提高设备存储效率，整合不同类型存储资源，为用户提供统一访问接口，从而解决异构存储系统的扩展性、兼容性、容错性等问题。存储虚拟化结构存在两种模式：对称结构与非对称结构。对称结构也称作“带内存储虚拟化技术”，存储设备的虚拟化主要在存储设备和应用服务器的数据路径上实现。它的数据与控制信息使用相同的传输路径，使用虚拟化管理软件（运行在虚拟化控制器上）实现虚拟化功能。非对称结构亦称“带外存储虚拟化技术”，将虚拟化管理软件安装在存储网络中的独立服务器上，以此实现存储设备的逻辑映射、存储分配、数据安全保障等功能；先访问映射后的虚拟设备，而后通过数据通路直接访问存储设备，数据和指令不并在同一个路径上。云环境下的存储虚拟化结构可设计成三层模式（物理层、逻辑层、虚拟层）。虚拟层与逻辑层之间的映射表存放着虚拟卷和逻辑卷的关系信息，映射表信息的建立与更新，可实现虚拟卷存储容量的动态扩充与缩减，满足存储容量的实时需求。逻辑层与物理层的映射表存放着逻辑存储池与存储节点的关系信息，通过映射表可以准确地定位逻辑存储池在存储节点中的物理地址。层与层之间通过映射表链接，以实现存储资源的统一管理与动态分配。用户无需关心存储设备所在的具体位置，只管放心存储与访问数据。存储虚拟化技术的应用有着两大优势：首先减少了在云存储中物理存储介质之间因厂家原因而存在的差异性；其次是存储空间的灵活伸缩性，可动态扩展存储空间，按需动态分配存储空间，大大减少了设备费用的投入。

1.3桌面虚拟化

随着云计算的高速发展，在传统企业终端和资源整合管理领域中产生了新型的典型应用——桌面云。桌面云采用虚拟化技术将个人计算机终端与用户的桌面工作环境分离开来进而迁移，每个用户的操作系统、应用和用户配置文件等数据以整体打包的方式存储在云服务器上，以镜像方式配置专属的虚拟桌面。以浏览器或专业程序为介质平台，访问存储在云服务器上的虚拟桌面以及各种应用程序，所有操作的数据结果将最终保留在云计算中心，用户无需额外再配置应用程序和文件，可随时更换地点和客户端，使用所产生的体验仿佛就像用户使用自己的个人电脑一样，并无差异。虚拟化桌面架构可采用四层模式：硬件平台层—虚拟化平台层—云桌面控制层—网络接入层，外加终端层，每层实现特殊的功能。硬件平台层为云计算中心底层，为虚拟化平台运行与管理提供硬件基础设施资源，如服务器、存储设备、网络设备等物理硬件资源。有效提供虚拟化平台建设必需的各种硬件措施。虚拟化平台层使用虚拟化技术对服务器、桌面、应用软件进行虚拟化，以虚拟机资源方式实现硬件虚拟和软件虚拟。常见的虚拟化工具有VMware、KVM、Xen、Wine等。虚拟化技术具有资源有效共享、自动化管理、负载动态优化、解决平台依赖问题等优势，确保物理资源层提供可用性、安全性、灵活性、可扩展性等服务。云桌面控制层通过桌面云管理平台管理云桌面系统，负责用户会话接入管理，以及用户所需的桌面资源和应用资源的分配。网络接入层为协议层是远程连接访问的技术关键，用户通过桌面连接协议连接虚拟化桌面主机，实现虚拟化桌面的访问。常见的远程连接协议有：微软的RDP协议、Cirix的ICA协议、Redhat开发的SPICE协议以及VMvare的PCoIP协议等。各个协议功能大致相同，但各有优势。终端层用户接入云桌面的支持方式应该是多样化的，用户可以通过本地计算机局域网接入，也可以使用移终端（手机、笔记本、IPAD等）通过Internet、4G、VPN、无线网络等方式接入，实现漫游式访问服务。桌面虚拟化实现了终端客户的办公桌面在云服务器上的统一部署，让办公和使用数据集中化存储，极大缓解了因为各种PC工作环境所带来的压力。用户无需再担心因为地点或终端的更换而额外再配置应用程序和文件所带来的烦扰。

1.4应用虚拟化

传统的应用程序运行还是依赖自身所在的操作系统，由操作系统统一分配CPU、内存、存储空间等资源。随着软件数量的递增，势必由于动态链接库等系统信息相同而导致运行冲突，运行程序无法正常运行，程序“灾难”接踵而来。应用虚拟化技术可以有效解决这个问题。应用虚拟化技术即搭建一个虚拟运行平台，应用软件的安装、运行、更新等操作都是在一个隔离的环境中进行，不依赖于操作系统，不影响注册表信息、配置文件等，有效保证了本地操作系统与其他应用软件的完整性。将操作系统与程序应用的解耦合，是应用虚拟化技术的核心关键。SaaS的基础是应用虚拟化，应用软件在云端以服务的形式进行封装部署，客户端通过IE、远程桌面或应用程序技术流方式调用远程的应用程序服务。应用虚拟化有着自身的优势：（1）可在不同平台上运行，增强了软件的可移植性与兼容性；（2）避免软件之间的配置冲突，确保底层操作系统的安全性；（3）降低软件管理等方面的费用。

2结语

基于云计算的虚拟化技术有着广泛的商业应用前景。当前虚拟化技术已经深入到各种IT基础设施中，随着规模的不断扩大，服务器虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化、应用虚拟化等技术的成熟发展，已经根本上改变了IT基础设置的管理和使用方式。虚拟化技术的使用，能节约硬件设备成本，提高设备的性能和使用效率，增强应用软件的可移植型，降低管理成本，提高系统的安全性和可靠性。

参考文献：

［1］武志学.云计算虚拟化技术的发展与趋势［J］.计算机应用，2017，37（4）：915-923.

［2］谭生龙.存储虚拟化技术的研究［J］.微计算机应用，2010，31（1）：33-38.