云计算与虚拟化

云计算与虚拟化（精选十篇）

云计算与虚拟化 篇1

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,Iaa S)。

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 Migra⁃tion),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。

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。

云计算与虚拟化 篇2

云计算是一种基于互联网的超级计算模式，通过建立大型的、集中性的远程计算中心，为普通用户提供安全、快速的数据存储和网络计算服务。云计算被认为是网络发展到一定程度必然出现的技术模式，代表下一代互联网计算和新一代的数据中心，云计算产业被认为是继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第四次IT产业革命，而云计算之所以在全球范围内带来普遍的关注，是因为它不单纯只是一项新技术，而是因技术而引发的整个信息产业的一次重新洗牌，以及国家竞争力的再次排序。

云计算已成为国家“十二五”规划最重要的战略部署之一，工业和信息化部以及国家发改委于2010年10月18日联合印发《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》，确定在北京、上海、深圳、杭州、无锡等五个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作，标志着云计算进入加速发展期。各地方也陆续提出了云计算发展规划。截止到2012年2月，全国30个省市城市启动云计算基础设施、云计算服务平台和云计算产业园区建设。由政府统一部署规划和搭建，地方政府投入政策、资源、资金，众多国内外厂商积极参与，分工协作。从短期看，根据对五大试点城市云计算发展情况，业内预计，2015年全国“云计算”产业链规模可能达到7500亿至1万亿元，有望占到当年战略性新兴产业15%以上的产值规模。

但我们必须清醒的认识到，这次的新技术浪潮始作俑者---西方发达国家的IT巨头和核心软硬产品生产商、整体解决方案提供商们在背后推波助澜的核心目的，是制造新的市场需求，拉动他们的发展业绩，因此，绝大部分的市场份额和利润也将为他们所占领。

在国家投入巨资发展云计算产业的战略规划中，如何形成基于自主核心技术的“中国云”总体技术方案和建设标准，掌握云计算和高性能计算的核心技术，打造中国自主可控的云计算产业链，并推进我国实现可靠、低成本的信息化建设，是中国云计算产业发展的关键。

其中，作为云计算核心技术的虚拟化更是关键至关键，基础之基础。

虚拟化技术是云计算底层核心技术之一，它是将各种计算和存储资源充分整合和高效利用的关键技术。虚拟化技术能够形成低成本、高可用、高安全、高扩展性及有弹性的资源池来服务于各种云运算平台的需求。因此为了提供“按需使用，按使用付费”服务模式，云计算供应商必须利用虚拟化技术，只有利用虚拟化，他们才能获得灵活的基础设施以提供终端用户所需的灵活性。

令人忧虑的是，放眼过去，国内虚拟化市场基本上是美国公司一统天下。VMware、Citrix、微软等三大公司在虚拟化领域确立了明显的领先地位，国内大的IT厂商，浪潮，神州数码、曙光等都纷纷跟VMware达成OEM协议，更加剧了对中国虚拟化市场的蚕食。与此形成反差的是，在国内有一家公司，北京世纪红山科技有限公司在2009年就实现了服务器虚拟化软件的出口，签约单位是位列全球财富榜500强、世界最大的独立软件公司之一的CA Tech公司。、成立于2007年的世纪红山科技有限公司，技术创始人张玉昆之前一直在Sun公司从事Solaris系统虚拟化和TCP/IP内核前沿技术开发，积累了丰富的大型基础软件项目开发经验，更重要的是最初创业的一批骨干技术人员都有相关的工作背景和技术储备。2005年他们在硅谷感受到美国虚拟化市场的热度，由此对中国未来市场的乐观憧憬，使他们毅然踏上创业的旅程。在云计算概念还没有全球推广开的时候，红山已经在虚拟化技术方面有了深厚的技术沉淀和积累，展现了对信息技术的前瞻力和良好的国际视野。

2008年5月，世纪红山自主研发的虚拟化软件TurboGate v1.0 正式发布。尽TurboGate v1.0的发布并没有革命性地影响虚拟化市场，但事实上，在Turbo Gate v1.0正式发布的2008年，国内还没有相对成熟的虚拟化软件解决方案。这意味着，世纪红山当时已经在国内虚拟化市场遥遥领先。通过公司英文网站，TurboGate v2.0发布后，一家国外的公司主动找到世纪红山，通过细致的了解和产品测试后，该公司购买了TurboGate v2.0产品，成为TurboGate诞生以来第一家真正的客户。这就是后来的CA Tech公司。2011年，世纪红山又签了三年供货协议。通过CA公司的渠道，红山服务器虚拟化软件已经部署在英国电信(BT Plc.)以及DNS Europe公司。同时也积累了一些国内典型样板客户。

走进云计算与虚拟化的底层核心 篇3

作者为工业和信息化部软件与集成电路促进中心（CSIP）软件处处长。多次参与工业和信息化部各种技术标准、产业政策、战略研究规划的起草与制定。

云计算是新一代信息技术的重要发展方向，是我国新一代信息技术产业实现创新突破、跨越式发展的战略机遇。借助云计算，普通用户可以通过终端设备随时随地接入网络，实现对云中数据的共享和管理，比如上传下载文档。对于企业，可以随意获取各种高可扩展的、灵活的IT资源，快速部署企业应用，在不加大硬件投资的前提下，满足业务高速增长的需求。所有这些都需要实现云服务环境下的服务器管理与部署。

云计算的目标是将各种IT资源以服务的方式通过互联网交付给用户。虚拟化实现了IT资源的逻辑抽象和统一调度，在大规模数据中心管理和解决方案交付方面发挥着巨大的作用。服务器虚拟化使得分隔良好的工作负荷能够再次共用硬件，并且为IT部门带来了三类不同的优势。首先，当然也是被过热、拥挤不堪的数据中心所困扰的IT部门所最迫切需要的，它通过大幅减少IT服务对空间的占用以及在电力和散热方面的消耗，终止了服务器蔓延。其次，它带来了实现弹性化和更高可用性的新途径。第三，它大大加快了设置的速度。

随着CPU技术发展，多核心、大内存、大容量、多路多线程、低功耗、绿色节能、与高性能显卡融合等越来越成为主流趋势，部署在同一台服务器上应用越来越多，如何将虚拟化技术和云计算做有机结合是目前的用户所关注的焦点。而AMD在这一领域的持续投入和积极实践，在保持其低耗能高稳定性基础构件传统优势的同时，更将其基于多核，低功耗以及异构计算的虚拟化技术更好地服务于云时代，从而形成了价值云的核心，此外还联合众多国内厂商，共同构建云计算价值生态系统，这无疑为其在云计算市场的长足发展加足砝码。政府在此领域也进行积极尝试。目前重庆已启动“云端计划”，以“云”+“端”相结合的特色模式，打造百万级服务器的云计算中心，力争建设成为中国最大的离岸和在岸数据处理中心。广州市也在积极筹划建设中国最大、最先进的面向云的高性能计算服务平台。

云计算与虚拟化技术的研究 篇4

数据中心于上世纪六十年代问世, 至今已经经历了三个发展阶段, 即计算中心、信息中心和服务中心。在当今, 数据中心在各行业都发挥着其不可替代的作用, 使企业关键业务的主要载体, 为其用户提供了可靠的搜索引擎、视频、数据开发、高性能的计算等一系列的服务。随着云计算的发展, 数据中心为其提供一个可靠安全的实现平台。云计算数据中心与传统的数据中心相比而言, 具有模块化程度、自动化管理程度、绿色节能程度等相对来说比较高的特点。

云计算时代数据中心所面临的问题

(1) 云计算数据中心的网络构架和融合性问题。在传统的数据中心, 一般网络采用三层结构, 数据中心网络设备多而发杂, 平均时容易延长。尤其是存储量对平均时延长的要求比较严格;在传统数据中心受到网络和数据网络的分离的现状的阻碍, 网络的融合性较差, 从而严重影响了数据中心的发展。

(2) 数据中心的可用性和安全性。数据中心的主要业务的主要特点是开放性较高、业务形式多样化、访问量大及访问的来源不确定性等特点, 因此, 数据中心的安全隐患比较多, 目前云计算的安全防护技术还不成熟, 不能彻底的消除安全威胁, 以此, 要加强数据中心的安全保护措施刻不容缓;另一方面, 随着数据中心的规模不断扩大, 数据中心的可用性也受到社会各界的关注和重视, 数据中心要做到在网络故障时或是人为操作出现误差时能够正常运行, 或者在网络升级扩张是, 数据中心的网络性能能够正常发挥其作用。

(3) 数据中心绿色节能的问题。随着经济的不断发展, 人们提倡绿色节能的先进理念, 数据中心的构建和运营的能量消耗过大, 所以要建立起低耗能、高效率的数据中心的运营模式, 将数据中心与云计算有机的结合起来, 实现优势互补。

2. 关于云计算数据中心建设的解决方案

(1) 运用虚拟化技术。虚拟化技术是把硬件资源进行抽象化, 然后通过整合后进行资源再分配, 从而提高资源的性价比和使用率, 提高营运效率和服务水平。在云计算数据中心运用虚拟化, 也就是实现数据中心的网络虚拟化、存储虚拟化及服务器的虚拟化。虚拟化技术的运用, 可以有效的解决云计算数据中心的一些列问题, 不仅提高数据中心物理设备的利用率, 还可以有效的降低数据中心的运营成本, 并且维持数据中心网络及服务器的正常的、可靠的、连续的运行。

(2) 改变数据中心的网络构架。对于传统数据中心网络构架的缺陷应该进行经验总结, 在原有的结构模式上进行改变, 比如具有高宽带、低时延、低耗能及高可靠性、高利用率等特点的拓扑结构的涌现, 就有效的改变数据中的诸多问题。随着云计算数据中心的业务不断扩大, 以及数据中心研究的不断深入, 现有的拓扑结构也存在着一定的问题, 比如在提供低延时、高宽带的网络性能时就出现了供应不足的局面, 因此, 研究和改变云计算数据中心的网络构架问题势在必行, 要通过对网络构架的改变, 来实现网络的高宽带、高可靠性、低时延、低耗能的目的, 以保持云计算数据中心的不断进步和发展。

(3) 提高云计算数据中心的绿色节能性。由于数据中心的运行和制冷能耗方面的消耗比较大, 成本过高就直接给企业造成了一定的经济负担, 而且不利于环境的保护和资源的可持续发展, 因此, 云计算数据中心要就绿色节能这一方面进行研究和探索。在云计算数据中心的建设时, 云计算数据中心的地点企业应该选择温度比较低的环境, 有利于节约企业的制冷耗能;从云计算数据中心的供电的方面来讲, 可以采用太阳能、风能、水能等可再生能源, 既降低了企业的能源消耗, 又保护了环境, 实现资源和企业以及云计算数据中心共同走上可持续发展的道路。

(4) 云计算数据中心的安全策略。数据中心具有保护客户重要信息的重要作用, 为使用户的信息的资产安全, 所以要实施一定的安全策略。在云计算数据中心中, 网络层攻击、应用层攻击, 还有对网络基础设施进行攻击, 是在数据中心中最常见的攻击方式, 针对这些攻击方式, 云计算数据中心要展开对网络层面的防护, 比如阻断非法访问、遏制数据被篡改、对访问用户的身份进行鉴别等等, 及时监督检查攻击的情况, 有效的实施安全策略, 以保证用户的信息资产安全, 实现云计算数据的长期发展。

3. 虚拟化技术的特征及在云计算中的发展方向

在云计算数据中心的发展战略中, 虚拟化技术具有不可替代的作用。目前, 虚拟化技术具有完全虚拟化、准虚拟化、硬件虚拟化和操作系统虚拟化四种类型。通过对虚拟化的发展过程的研究表明, 虚拟化技术具有以下五个特征:

(1) 虚拟化技术是通过软件实现。虚拟化技术是通过软件模拟硬件, 这就形成了统一的虚拟平台, 创建虚拟技术实施和运行的相对独立的环境。

(2) 虚拟化技术的硬件独立。虚拟胡技术利用虚拟服务器分离了虚拟机和硬件的相互依赖模式, 为虚拟机的自由移动创造了有利的条件。

(3) 虚拟化技术的隔离运行。虚拟化技术将多个在同一个服务器上运行的虚拟机实施了隔离运行模式, 使各个虚拟机之间相对对立, 互不影响。其中包括:网络隔离、数据隔离、存储隔离等等, 各个虚拟机之间隔离运行, 不会造成数据的泄漏等问题, 使虚拟化技术网络应用更加具有安全性和可靠性。

(4) 虚拟化技术的灵活性。在虚拟化技术中, 虚拟机具有自由移动的能力, 将真实存在的硬件封装成虚拟的硬件, 然后虚拟机进行文件式保存, 这就有利于硬件的存储备份的保存以复制和自由移动。

(5) 虚拟技术的兼容性大。虚拟化技术兼容多种硬件平台, 并且支持多种操作系统的平台。

4. 虚拟化技术在与云计算的发展方向

虚拟化技术是云计算数据中心的技术基础, 为云计算带来了新的发展机遇。为了使虚拟化技术更好的迈向云计算数据中心的方向, 还要实现虚拟化技术的自动化, 做到以下几点:

(1) 动态配置及分发部署。即根据用户需求自动化的创建符合其需求的虚拟机, 然后根据虚拟资源的可用程度对资源的大小进行调适, 根据用户需求时间自动撤销虚拟机。

(2) 性能监控和状态检测。对虚拟机的物理服务器性能进行监督控制和优化;对硬件运行状态和虚拟的环境进行有效的检测和控制。

(3) 日常维护和补丁管理。虚拟化技术的日常管理主要是指设备自动断电后对文件资料的备份和灾难恢复工作;补丁管理是指虚拟化软件和虚拟机系统的补丁升级和补丁升级策略。

5. 结语

在现在科学技术飞速发展的时代, 云计算数据中心在现代高科技的高使用率和快捷凑的生活中发挥着重要的作用, 我们要保证云计算数据中心能够满足新时代中用户的应用需求, 提高服务的能力, 保证服务质量。只有将虚拟化技术与云计算数据中心有机的结合起来, 使虚拟化技术与云计算的联系更加紧密, 才能从根本上保证数据中心的高效率、高质量、低时效、低耗能的总体目标, 总而言之, 新的云计算数据中心的发展离不开虚拟化技术, 只有引进和实施虚拟化技术, 才有可能降低运营成本, 提高业务的管理能力和管理效率, 提高网络服务的安全性和可靠性, 实现绿色节能的目标, 使云计算数据中心走向可持续发展的道路, 同时也促进了虚拟技术的不断进步、创新和发展。

参考文献

[1]张敏, 陈云海, 虚拟化技术在新一代云计算数据中心的应用研究[J].广东通信技术, 2009 (5) .

[2]潘春燕, 云计算实战:把数据中心迁移到云环境[J].信息系统工程, 2009 (2) .

[3]马锦渡浅谈云的规划与实施口广西通信技术2011 (3) :7—9

[4]刘菲, 张放浅谈中小企业云计算解决方案Ⅱ1硅各2010 (14) :25.29

云计算及其历史与发展 篇5

引言：IT技术行业正处于一个重要的转折阶段，虽然这一转折仍处于早期，但它将最终改变我们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。这一全新的浪潮将由一种 全新的计算模式所驱动：企业或个人将不再需要在电脑中安装大量套装软件，而是通过Web浏览器接入到一种大范围的、按需定制的服务——我们称之为“云服务”。当这种转变日趋加速时，IT行业将会在引领用户体验方面发生根本性质的飞跃。

一、云计算的概念

云计算（cloud computing，台湾译作云端运算），是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算。由于资源是在互联网上，而在计算机流程图中，互联网常以一个云状图案来表示，因此可以形象地类比为云，‘云’同时也是对底层基础设施的一种抽象概念。

云计算是分布式处理（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。许多跨国信息技术行业的公司如IBM、Yahoo和Google等正在使用云计算的概念兜售自己的产品和服务。

云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的，通过互联网提供。终端用户不需要了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制,只关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。云计算服务通常提供通用的通过浏览器访问的在线商业应用，软件和数据可存储在数据中心。

互联网上的云计算服务特征具有和自然界的云、水循环具有一定的相似性，因此，云是一个相当贴切的比喻。通常云计算服务应该具备以下几条特征：基于虚拟化技术快速部署资源或获得服务；实现动态的、可伸缩的扩展；按需提供资源、按使用量付费；通过互联网提供、面向海量信息处理；用户可以方便地参与。

二、发展历史及现状

云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果，其成熟度较高，又有大公司推动，发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微 软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。

2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些

大学提供相关的软硬件设备及技术支持（包括数百台个人计算机及BladeCenter与System x服务器，这些计算平台将提供1600个处理器，支持包括Linux、Xen、Hadoop等开放源代码平台）。而学生则可以通过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划。

2008年7月29日，雅虎、惠普和英特尔宣布一项涵盖美国、德国和新加坡的联合研究计划，推出云计算研究测试床，推进云计算。该计划要与合作伙伴建立6个数据中心作为研究试验平台，每个数据中心配置1400个至4000个处理器。这些合作伙伴包括新加坡资讯通信发展管理局、德国卡尔斯鲁厄大学

Steinbuch计算中心、美国 伊利诺伊大学香宾分校、英特尔研究院、惠普实验室和雅虎。”。

2008年8月，IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。

微软紧跟云计算步伐，于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后，微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台，让 Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器，现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层 是微软全球基础服务系统，由遍布全球的第四代数据中心构成。为他人提供计算机硬件定制制造”。

Amazon使用弹性计算云（EC2）和简单存储服务（S3）为企业提供计算和存储服务。收费 的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似，存储服务器、带宽按容量收费，CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间：不到两年时间，Amazon上的注册开发人员达44万人，还有为数众多的企业级用户。有第三方统计 机构提供的数据显示，Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。

Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用 Google Docs之类的应用，用户数据会保存在互联网上的某个位置，可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前，Google已经允许第三 方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝：GFS、MapReduce和 BigTable，并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。

在我国，云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日，IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建 立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日，IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中 心；2008年11月28日，广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约，广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台；2008年12月30日，阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议，计划于2009年初在南京建立国 内首个“电子商务云计算中心”，首期投资额将达上亿元人民币；世纪互联推出了CloudEx产品线，包括完整的互联网主机服务“CloudEx Computing Service”, 基

于在线存储虚拟化的“CloudEx Storage Service”，供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务；中国移动研究院做云计算的探索起步较早，已经完成了云计算中 心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。

三、云计算与网格计算的区别

云计算和网格计算本没有任何关系，至于云计算和分布式计算、效用计算等等概念，读者可以以此类推。

狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在用户看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这 种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。

广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以使任意其他的服务。

云计算不是一种商业模式，不是一种付费模式，不是一种IT技术，不是一类IT产品，不是一种付费模式，不是SOA，不是虚拟化或虚拟化软件，不是简单地将购买变为租赁，不是分布式计算，不是高性能计算，不是网格计算，不是软件即服务（SaaS）。

网格计算是指分布式计算中两类比较广泛使用的子类型。一类是，在分布式的计算资源支持下作为服 务被提供的在线计算或存储。另一类是，一个松散连接的计算机网络构成的一个虚拟超级计算机，可以用来执行大规模任务。该技术通常 被用来通过志愿者计算解决计算敏感型的科研、数学、学术问题，也被商业公司用来进行电子商务和网络服务所需的后 台数据处理、经济预测、地震分析等。

网格计算强调资源共享，任何人都可以做为请求者使用其它节点的资源，任何人都需要贡献一定资源 给其他节点。网格计算强调将工作量转移到远程的可用计算资源上。云计算强调专有，任何人都可以获取自己的专有资源，并且这些资源是 由少数团体提供的，用户不需要贡献自己的资源。在云计算中，计算资源被转换形式去适应工作负载，它支持网格类型应用，也支持非网格环境，比如运行传 统或 Web2.0 应用的三层网络架构。网格计算侧重并行的计算集中性需求，并且难以自动扩展。云计算侧重事务性应 用，大量的单独的请求，可以实现自动或半自动的扩展。

网格的构建大多为完成某一个特定的任务需要，或者支持挑战性的应用。这也是会有生物网格、地理 网格、国家教育网格等各种不同的网格项目出现的原因。而云计算一般来说都是为了通用应用而设计的。云计算一开始就支持广泛企业计算、Web应用，普适性更 强。网格计算的主要思路是聚合分布的松散耦合资源。而云计算的IT资源相对集中，以Intenet的形式提供底层资源的获得和使用。

在对待异构性方面，二者理念上有所不同。网格计算用中间件屏蔽异构系统，力图使用户面向同样的 环境，把困难留在中间件，让中间件完成任务。

而云计算，不同的服务用不同的方法对待异构型，所有传统的方法在这里都可以应用。有的提供基础设施，类似传统 的服务器，用户选择操作系统和应用环境，有的则屏蔽了操作系统、基础设施和系统软件的差异，比如Paas服务。

简言之，云计算和网格没有任何内在联系。网格计算一直在发展，只是它和云计算的出现没有任何关系。网格计算作为一种面向特殊应用的解决方案将会继续在某些领域存在，而云计算作为一场IT变革，则会深刻影响整个IT产业和人类社会。

四、总结

云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间，也为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。

个人电脑或 其他电子设备不可能提供无限量的存储空间和计算能力，但在“云”的另一端，由数千台、数万台甚至更多服务器组成的庞大的集群却可以轻易地做到这一点。个人和单个设备的能力是有限的，但云计算的潜力却几乎是无限的。当你把最常用的数据和最重要的功能都放在“云”上时，我们相信，你对电脑、应用软件乃至网络的 认识会有翻天覆地的变化，你的生活也会因此而改变。

虚拟化:通向云计算的捷径 篇6

迁移到云计算并不是想像中的重大飞跃。实际上，通向云计算的一条重要捷径也许已经摆在数据中心面前，随时准备简化迁移过程。

美国信息技术情报咨询公司（Information Technology Intelligence Consulting.）的首席分析师Laura DiDio说：“虚拟化是通向云计算的梯子。”她表示，如果数据中心中已经高效运行着虚拟服务器，那么通向云计算的道路会平坦得多。“虚拟化是第一步。它使我们得以了解云计算概念，以及由此带来的重大好处，比如更容易维护、降低成本、提高可靠性和增强扩展性。许多公司在使用虚拟化方面比使用云计算来得更为成熟。现在，虚拟化更主流化了。”Laura DiDio说。

许多公司在过去的10年里不断推进庞大的服务器整合项目，旨在削减成本、减少维护以及减少数据中心对场地的需求。乍一看，虚拟化可能也让人有点畏惧，但它目前的确已经流行起来，为IT部门和企业带来了许多好处。

Laura DiDio说：“所以说，云计算是虚拟化的自然产物，其目的在于共享资源。它使用网络上的多台服务器，就像是一台计算机。如果做法得当，所有云环境都离不开虚拟化（极少数的情况下除外），但不是所有的虚拟化环境都基于云。一些公司仍然只在自己的数据中心中运行应用程序。”

她表示，自2000年以来，虚拟化一直在不断发展。“最初部署的第一代虚拟化技术相当简单，但带来了立竿见影的成效，尤其是网络泡沫破灭后的那段时期。许多用户表示，部署虚拟化技术后，硬件成本立马减少了一半。后来又出现了第二代和第三代虚拟化技术，现在我们看到许多企业在推广虚拟化的应用。他们不再仅仅满足于应用虚拟化，还开始部署桌面虚拟化和存储虚拟化。”

考虑到这一切，Laura DiDio支了五招，帮助企业更顺利地迁移到云计算，并大大提高成功的可能性。

1. 敲定云战略前要先问：通过把应用程序和流程迁移到云计算，你希望得到什么样的好处？

Laura DiDio说，一定要明确讨论的主题，弄清楚能得到什么样的好处，通常不外乎降低成本和管理复杂性、更容易配置应用程序、提高可靠性和增强扩展性。但要确定需要什么样的特定功能和特性来支持关键的应用程序。

2. 找出并讨论本公司所在行业的云计算所面临的重大挑战。

Laura DiDio说，很显然，对于银行和医疗保健等行业以及某些垂直领域来说，安全性是重大挑战。一定要考虑自己从事的业务的性质以及需要什么。

3. 寻找适合本公司及用户的经营模式。

她认为，首先要决定是使用公共云、私有云还是混合云，然后要确定自己的云交付模式，是准备使用软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）还是互联网即服务？大多数企业会选择SaaS用于在云环境上运行的应用程序，且大多数公司会选择让别人为自己做这项工作。

4. 弄清楚自己的数据在哪里，同时云提供商如何处理数据。

Laura DiDio说：“必须要关注的问题是提供商的生存能力、技术支持以及响应时间。还要询问网络延迟方面的保证，以免服务出现延迟。”她说，人们使用云计算时最担心的问题是自己的企业数据究竟放在哪里。如果我们看不到数据，又要使用公共云，那么，对云提供商就必须非常信任。一定要问清楚下列问题：万一服务出现了问题，提供商的响应时间是多少；还要询问提供商会如何满足你在正常运行时间和服务级别协议方面的要求；还要了解有哪些用户在提供商的云环境中与你共享服务器，以免你的应用程序和性能受到其他用户所运行的应用的影响。

她说：“公共云采用的是多租户环境，所以要注意其他用户，要向提供商问清楚还有谁与你共享资源；要问清楚你会不会得到一份自己的资源；与你共享资源的其他用户是否会占用你的资源等情况。”

5. 如果为了确保安全和控制而建立私有云，就要重视人员方面的培训。

Laura DiDio说：“我们与部署私有云的许多客户有过交谈。现在部署私有云的客户比公共云要多。这听起来不错，但要让私有云真正顺畅地运行，就要重视培训和认证。”

问题在于，许多公司在2007～2009年这段经济衰退期间精简了IT人员，不少公司仍在以更少的人员和更少的预算处理更多的工作。“当时最先砍掉的一笔费用就是培训和认证费用。现在由于云计算项目，派给IT部门的任务是提供更高级别的正常运行时间和可靠性，确保资源配置更容易、更快速，还要加强安全。如果要通过部署虚拟化和云计算等技术来实现这些目标，就要确保对IT人员进行必要的培训，而且经常审查现有的基础设施。

此外，还得考虑到需要更新的硬件及其成本。她说：“如果打算把较新的应用程序放到已用了五年的服务器上，那么可能会有问题。要确保拥有最新的软硬件，足以处理计划中的工作负载，要确保对虚拟化环境和云环境做了正确的配置。”她表示，还要确信自己的云战略已考虑并添加了灾难恢复和备份方面的条款。

即使确定了最初的这几步，也别急着马上开始实施。

Laura DiDio建议：“不要急着部署。在这个环节，与将来使用云环境上应用程序的用户可能会有脱节，不能忽视了人员问题。这意味着得把首席执行官、首席信息官、首席技术官、首席运营官以及IT、电信、甚至设施管理等部门的所有相关人员召集起来，坐下来讨论这些问题。”

Laura DiDio表示，我们要听听IT经理们以前与提供商打交道有过哪些经历，那样可能会听到虽然某提供商提供最优惠的价格，但是在支持方面不尽如人意，或者因最近的公司合并而对业务需求没有给予足够关注等。

在起草或签署任何提供商合同之前，有必要在这方面花点儿时间，终究会收到成效。

Laura DiDio说：“事先要尽量了解清楚情况。虚拟化和云计算技术大有潜力，但不是挥挥魔杖，各种好处就会奇迹般地出现。要投入时间，做好功课，与任何其他技术一样，云计算也有其优缺点。”

云计算与虚拟化 篇7

展望即将来临的2010年,我认为有三大趋势值得重点关注:

首先,私有云与公共云之间的界限将日趋模糊。2011年,随着越来越多的大中型企业采用私有云和混合云相结合的方式,两者的联结将日益紧密。正如互联网已经逐渐成为企业内部和外部的日常通讯协议一样,特定的IT计算资源也将成为内部云和外部云技术相互融合之后的产物。越来越多的厂商将交付新的基础架构、管理和安全工具,使用户从单独的云这种更加统一的视角去看待IT。

其次,“软件即服务”(SaaS)产品将持续广泛地运用于企业,IT部门需要能够更好的解决方案以便对用户访问进行有效控制。我们看到,目前已有众多部门采用了SaaS产品,例如Salesforce.com、workday、success factors等。虽然这些优秀的产品能够帮助企业更加快速地成长,但是我们的IT部门对于访问者仍然缺乏有效的控制,缺少有关数据存放位置的政策,甚至缺失在员工离职后禁止他们进行访问的方式。

最后,新的设备将持续深入企业应用当中,企业需要获得更多的支持。毫无疑问,iPad、iPhone和基于Android的设备将会得到更加广泛的运用,因为员工希望在工作生活中能够使用他们。由于采用SaaS应用程序,这些设备的访问通常未经IT部门的允许。尽管如此,IT部门依然需要负责保护企业资源访问、妥善处理个人数据、认可复杂的法规遵从报告。我们已经看到越来越多的厂商正在不断地对SaaS应用程序进行完善,确保在使用手持设备访问业务时,配置和管理的过程能够变得更加轻松。

云计算与虚拟化的互联网应用分析 篇8

关键词：云计算,虚拟化,网络运营平台

虚拟化和云计算技术正在快速地发展, 业界各大厂商纷纷制定相应的战略, 新的概念、观点和产品不断涌现。云计算的技术热点也呈现百花齐放的局面, 比如以互联网为平台的虚拟化解决方案的运行平台, 基于多租户技术的业务系统在线开发、运行时和运营平台, 大规模云存储服务, 大规模云通信服务等。

在过去的半个多世纪, 信息技术的发展, 尤其是计算机和互联网技术的进步极大地改变了人们的工作和生活方式。大量企业开始采用以数据中心为业务运营平台的信息服务模式。进入新世纪后, 数据中心变得空前重要和复杂, 这对管理工作提出了全新的挑战, 一系列问题接踵而来。企业如何通过数据中心快速地创建服务并高效地管理业务?怎样根据需求动态调整资源以降低运营成本?如何更加灵活、高效、安全地使用和管理各种资源?如何共享已有的计算平台而不是重复创建自己的数据中心?业内人士普遍认为, 信息产业本身需要更加彻底的技术变革和商业模式转型, 虚拟化和云计算正是在这样的背景下应运而生的。

云计算是并行计算 (Parallel Computing) 、分布式计算 (Distributed Computing) 和网格计算 (Grid Computing) 的发展。云计算是虚拟化 (Virtualization) 、公用计算 (Utility Computing) 、Iaa S (基础设施即服务) , Paa S (平台即服务) 、Saa S (软件即服务) 等概念混合演进并跃升的结果。

云计算采用创新的计算模式使用户通过互联网随时获得近乎无限的计算能力和丰富多样的信息服务, 它创新的商业模式使用户对计算和服务可以取用自由、按量付费。目前的云计算融合了以虚拟化、服务管理自动化和标准化为代表的大量革新技术。云计算借助虚拟化技术的伸缩性和灵活性, 提高了资源利用率, 简化了资源和服务的管理和维护;利用信息服务自动化技术, 将资源封装为服务交付给用户, 减少了数据中心的运营成本;利用标准化, 方便了服务的开发和交付, 缩短了客户服务的上线时间。

虚拟化是一个广义的术语, 是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行, 是一个为了简化管理, 优化资源的解决方案。如同空旷、通透的写字楼, 整个楼层几乎看不到墙壁, 用户可以用同样的成本构建出更加自主适用的办公空间, 进而节省成本, 发挥空间最大利用率。这种把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路, 在IT领域就叫做虚拟化技术。

虚拟化只是云计算的一个技术基础, 云计算除了具有虚拟化的技术基础外, 还有其他技术支撑, 这些支撑包含从软件设施的基础平台到应用都有所涉及。

下面我们就着重分析一下云计算的几个重点概念。

1. 本地无须计算。

计算全部采用实时远程网络计算资源, 云计算将计算资源和我们通常接触的资源放在同一个平台上, 而不是简单的数据获取。现在我们通常通过网络进行访问的资源, 一般都是文件、视频流、音频流等, 云计算则是将计算资源作为远程资源通过网络进行输送, 这是云计算有别于其他任何计算的一个特有的特点。将计算资源在网络上进行分配, 那么高速的网络支持是必须的, 网络必须有非常低的延迟, 并且可以将计算过程中的交互损耗降至最低。云计算也有别于以前我们接触的远程提交作业, 等待结果的计算方式, 云计算的过程是实时交互的。

2.支持多种硬件平台和多种软件平台。云计算支持多种硬件平台和多种软件平台, 甚至通信协议, 不仅要求硬件具有分布特性, 软件 (包含应用软件在内) 也要具有分布特性, 用户在使用软件资源之前, 不必考虑本地硬件的特性, 本地硬件的特性也不会对选择云计算作为计算平台的行为造成影响。

虚拟化的几个重点概念:

1.针对不同的虚拟化产品进行不同的虚拟化技术, 如服务器、桌面、网络, 不同的IT层面, 体现出不同的虚拟化方向, 而构成可以连接各种不同平台的整体方案。

虚拟化是一个接口封装和标准化的过程, 封装的过程根据不同的硬件会有不同, 通过封装和标准化, 为在虚拟容器里运行的程序提供适合的运行环境。这样, 通过虚拟化技术, 可以屏蔽不同硬件平台时间的差异性, 屏蔽不同硬件的差异所带来的软件兼容问题, 通过虚拟化技术, 可以将硬件的资源通过虚拟化软件再重新整合后分配给软件使用。虚拟化技术实现硬件无差别的封装很适合在云计算的大规模应用中作为技术平台, 但是, 虚拟化技术并不是云计算的唯一技术基础条件。只能说虚拟化是目前实现云比较切实可行的一个方案而已。

2. 虚拟化的核心解决要务是脱离硬件依赖, 可以在各种硬件上部署虚拟化产品后, 形成统一的计算界面。

从JVM到VSX等等产品, 虚拟化核心要务是脱离硬件依赖, 这样无论是软件开发还是网络应用, 都可以简化软件的开发模式方法。所以虚拟化在用户界面上, 是标准化的, 一致的, 而不是云计算那样提供各种各样不同平台适应的界面。虚拟化技术的这个特点, 使得虚拟化技术在很多应用场合大有可为。虚拟化技术之所以成为许多云计算方案中采用的技术平台, 和虚拟化这个特征是分不开的。但是并不是所有的云计算都必须以虚拟化为技术基础, 比如智能家电, 就不可能在家电中部署虚拟机等设备。

3. 对本地计算有要求, 虚拟化技术并不解决本地终端的计算问题;

虚拟化不能解决本地终端的计算问题, 无论是虚拟服务器还是虚拟桌面, 虚拟化技术也不能实现将所有的运算都转移到远程执行。虚拟化可以实现动态资源分配, 但是并不是远程的。同时, 虚拟化技术涉及网络时, 比如说在本地使用远程虚拟机时, 需要大量网络通信, 这种通信流量和在虚拟机上进行运行的程序复杂度没有任何关联, 仅仅是虚拟化技术本身需要的网络通信要求。而云计算中是不存在这个问题的。

虚拟化和云计算正在加速走向普及。

正如我们之前预测的那样, 云计算正在加速走向普及。在今年VMware公司与Forrester研究公司联合进行的年度云成熟度指数调查结果显示, 用户越来越将云计算看做是其业务竞争能力的关键性因素, 整个亚太地区的用户正在加速云计算的采用:87%的受访企业认为云计算与其业务有相关性, 而不仅仅是为了成本的节省, 这一数据在过去两年中增长了1倍, 而且企业的规模越大, 这种认知度越高, 企业对于云计算的采用率也越高。64%的被调查公司正在或者计划采用云计算, 而2009年的这一数据仅为22%, 中国用户未来计划采用云计算的比例最高, 达到了46%。

其他一些调查数据也从不同侧面显示了云计算正逐渐走向普及的事实:数据隐私已经取代安全性成为云计算用户关心的最重要因素;企业CEO在云计算采用决策中的地位上升, 从去年的53%增长到了今年的58%。

同时, 用户对于云计算和虚拟化的认知也正在走向深入:虚拟化与安全和隔离一起被认为是构建云计算的最基础模块;68%的被调查企业认为虚拟化是其最核心的十项商业应用之一, 去年这一数字为65%。

调查同时显示, 当前企业对于私有云的关注度远远超出公共云:40%的客户仅考虑使用私有云, 46%的客户将考虑使用混合云。仅有5%的用户只考虑使用私有云。

另外根据Gartner的数据, 在所有可被虚拟化的受访应用程序中, 目前其中40%已被虚拟化, 并运行在以VMware为主的虚拟基础设施上。这一数字大约每年增长10%, 这意味着大量客户不再将虚拟化用于其数据中心边缘, 而是真正将其作为核心战略来使用。

通过分析不难看出, 云计算和虚拟化的应用正在业界深入, 无论是对个人还是企业, 都将产生深远影响, 云计算和虚拟化会使IT各个层面上发生改变, 而云计算的技术热点也将呈现百花齐放的局面。

参考文献

[1]伍光军.云计算与虚拟化[J].教师, 2011, (10) .

云计算与虚拟化 篇9

目前, 绝大多数计算机实验室的建设都采用购买多台独立主机构成一个实验室的模式, 这种模式具有维护管理效率低下、 系统容易中病毒; 购买成本髙、 电力消耗大等诸多问题, 主要问题如下。

1.1 维护工作繁琐,效率低下

传统计算机实验室的管理是一项非常繁杂的任务, 多台计算机多个操作系统和教学软件的安装更新、 系统保护和病毒防护等工作需要耗费大量的人力资源。

新购买来的新机器由于品牌、 型号不尽相同, 需要单独安装母机 (即模板计算机), 每台母机需要安装多个操作系统供教学 实验使用 (现在典型 机房需安 装如Windows7、 Windows8、 Linux等操作系统 ), 每个操作 系统都需要安 装一系列 的常规软件和教学软件; 安装好母机后需要用保护卡进行网络同传复制到机房的其他各台计算机上, 由于保护卡的不稳定和网络丢包问题, 这个过程通常需要几小时, 如果系统传送中发生了网络丢包, 对没复制成功的个别计算机只能再单独进行传送。

日常使用中, 如遇到需要安装新的教学软件或考试系统时都需要改好母机再重新传送一次系统, 费时费力。

为了防止系统破坏和感染病毒, 计算机实验室多使用硬件保护卡来对系统盘做还原保护, 那么病毒库的升级就带来了新的难题, 通常的做法是一段时间后升级一次病毒库再重新发送系统; 另外, 计算机实验室必须开放USB接口和一些开放磁盘供学生保存文件, 那么学生使用的移动存储设备和上网带来的病毒就会在实验室广泛传播。

1.2 资源浪费严重

传统的大学计算机实验室机房由多台台式机构成, 如果机房开放给学生做自由上机实验使用, 那么每天都需要开启多台台式计算机, 而学生的自由使用率却不确定, 因此硬件利用率不高, 电力消耗也非常多 (表1), 二氧化碳排放量很大。

而我国政府在哥本哈根会议上正式宣布, 到2020年, 我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,

这体现了我国对地球环境高度负责的态度[1]。 为了配合 国家总的发展趋势, 需要在大学计算机实验室中设计采用一种高效低碳型的实验室体系, 极大地减少二氧化碳的排放量。

2 云计算实验室设计理论

2.1 云计算技术

云计算是以互联网为中心, 提供安全、 快速、 便捷的数据存储和网络计算服务, 即用户可以通过互连网来获取数据资源的存储和计算 “服务”。

云计算按照服务类型大致可以分为3类: 将基础设施作为服务 (Infrastructure as a Service, Iaa S) 、 将平台作 为服务 ( Platform as a Service, Paa S) 、 将软件作 为服务 ( Software as Service, Saa S)。

云计算的核心技术是分布式的计算方法, 特别强调虚拟化技术的应用。

2.2 虚拟化技术

虚拟化 (Virtualization) 技术是云计算系统的核心组成部分之一, 是将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键技术。

服务器虚拟化技术可以把一个物理服务器虚拟成若干个虚拟服务器使用, 如图1所示。 服务器虚拟化是基础设施作为服务 (Infrastructure as a Service,Iaa S) 的基础 。 服务器虚 拟化可以在有限的硬件服务器环境中部署更多的虚拟服务器以达到减少硬件投资成本、 提高资源利用率、 降低能耗的目标, 更适合当前低碳减排的要求。

真正意义的服务器虚拟化主流产品有3个: Microsoft Hy per-v、 Citrix Xen Server、 VMWare ESX, 它们都需要 硬件的支持, 以发挥软件分配硬件的资源特性。 选用Hyper-v服务器虚拟化技术配置计算机实验室。

2.3 Hyper-V 服务器虚拟化技术

Hyper-V是微软提 出的一种 虚拟化技 术 , 它是Windows Server中的一个功能组 件 , 利用它能 够快速实现 桌面虚拟化 。 可以在Hyper-V管理器里通过图形化操作的方式直接操作单个虚拟机 (如新建虚拟机、 设置虚拟机硬盘、 设置虚拟机参数、 开启虚拟机、 关闭虚拟机、 生成快照、 恢复快照等); 也可以通过Power Shell用命令行的方式直接批量操作多个虚拟机; 为了提高管理效率, 通过写Power Shell脚本来同时对多个虚拟机进行操作。

生成虚拟 机的具体 操作方式 为 : 先新建一 个将来用 作VHD模板的虚拟 机 , 并在虚拟机 里新建几个 虚拟机硬盘 (需要几个磁盘就新建几个虚拟机硬盘), 然后在虚拟机硬盘中装入需要的系统、 软件、 文件; 然后再用Power Shell脚本批量新建多个虚拟机, 每个虚拟机都挂载差异型的虚拟硬盘 (父盘选择前面已经生成的VHD模板)。 这样一台服务器生成的多个虚拟机就可以被多个用户使用了。

2.4 远程桌面技术

基于Hyper-V技术生成的虚拟机可以通过远程桌面技术 (RDP协议 ) 被直接访问。

若要通过台式机访问虚拟机, 那么只需要用 “所有程序” —“附件 ” —“远程桌面 ” 连接打开如 图2所示的对话 框 , 其中输入要连接的虚拟机IP, 如图2所示。

点击 “连接” 后输入虚拟机系统里设置的用户名和密码, 再点击 “确定”。

在弹出的图3对话框中点击 “是” 后即可进入云主机桌面对云主机进行操作。

在计算机实验室使用云盒子 (即RDP协议访问盒) 对服务器上的虚拟机进行访问, 通过云盒子访问虚拟机的方式与上述方法类似, 也是通过RDP协议远程访问虚拟主机。

3 基于虚拟化技术的云计算实验室实施

3.1 技术架构

基于虚拟化技术的云计算计算机实验室采用如图4所示的技术架构。 图4描述了一台云服务器及与其连接的实验室云盒子的架构, 即: 一台云服务器通过Hyper-V虚拟化技术生成20个虚拟机 , 实验室的 每个云盒 子通过RDP协议连接远端服 务器上的一个虚拟机。 现在总共配置了3台云服务器, 虚拟机总数是3*20=60, 计算机实验室也有60个云盒子与其对应。

3.2 使用情况

目前, 基于云计算技术的计算机实验室已经全面对学生开放, 学生可以在课余时间灵活自由使用此实验室, 做各门课程的相关实验; 并且该计算机实验室也已经作为我校计算机课程类的机考考试考场, 考试过程中开考、 发题 、 考试 、 收卷过程一切顺利, 学生察觉不到使用的究竟是虚拟机还是一般的台式机, 而相应的管理维护工作却大大减少。

4 云计算实验室优势

4.1 易于部署、维护和管理

由于计算机实验室里操作访问的虚拟机都是在服务器上利用虚拟化技术虚拟出来的, 所以无论是系统更新、 应用升级、 病毒库更新, 都只需要在服务器端操作即可, 对应到具体采用的Hyper-V虚拟化技术, 那么每次的更新维护工作就是先新建或更新一个将来用作VHD模板的虚 拟机 , 然后在该虚拟机中装入需要的系统、 软件、 文件; 然后再批量新建许多差异型的虚拟机 (虚拟机硬盘 父盘选择 已有的VHD模板) 即可, 因此比传统的PC管理工作更加简化和高效。

4.2 提高利用率、降低成本

虚拟化技术的应用使得原先需要开启的多台台式计算机转变为只需要开启一台服务器和多个云盒子 (RDP协议访问盒),从而大大提高了硬件利用率, 同时还大幅度降低了电力消耗 (表1), 降低了二氧化碳排放量, 从而实现了节能减排的目的。

表1详细计算比较了基于60台台式机的传统实验室机房和基于虚拟化技术的云计算实验室机房的用电总量。

因此, 在大学计算机实 验室中 , 师生使用 价廉 、 节能 、 减排的云盒子 (RDP协议访问盒) 配合云计算服务器构成高效低碳型的实验室体系, 那么将极大地减少用电总量。

4.3 增强了安全性和可靠性

基于云计算技术的计算机实验室可以由管理员对管理的计算机进行远程的维护及诊断, 大大缩短维护时间和降低了维护成本; 在容错方面, 如果学生使用后引入了病毒或者加装了其他非法软件, 那么可以用Hyper-V的快照技术保证系统快速返回到以前做快照时系统的状态, 从而避免了由于系统崩溃而造成的损失。

5 结语

计算机实验室的建设是高校实验室建设的重点内容, 但传统计算机实验室成本高、 管理效率低下、 资源浪费 严重 , 很快就面临被淘汰的局面。 而基于虚拟化技术、 虚拟服务器和云桌面技术的计算机实验室相反则具有成本低、 功耗低、 管理维护效率高、 资源利用率高等特点, 具有良好的发展前景。

摘要：为了解决传统计算机实验室成本高、维护效率低下、能源浪费严重等问题,构建了基于服务器虚拟化、虚拟存储,以及远程桌面技术的节能高效的云计算实验室。实践证明,该计算机实验室具有易于部署、易于维护和管理,硬件设备利用率高,安全和可靠性高等特点,具有良好的应用和发展前景。

云计算与虚拟化 篇10

在现代信息技术快速发展的背景下,互联网的应用范围不断扩大,使得高等教育信息化的水平也随之得到了提高。目前,计算机被应用到高校各个科目的教学中,应用计算机信息技术展开教学有利于提高学生的综合能力, 对提高高校日常教学水平具有非常重要的作用。因此,加强高校计算机实验室建设成为了当前高校发展的重要工作内容。

但是,当前高校计算机实验室在建设和管理过程中存在着一系列的问题,如何利用高科技技术已经成为了当前高校计算机实验室建设急需解决的内容。随着云计算的发展,为高校计算机实验室的建设和管理提供了全新的途径。本文基于云计算环境下怎样建设高校虚拟计算机实验室进行简单的探讨。

2 云计算

2.1 定义

对于云计算(Cloud Computing)的定义,长期以来都没有一个统一的说法。因此只有一个广义的解释,即是指服务的交付与使用的模式。通过网络采用易扩展、按需的手段来获取所需的服务,而这种服务既可以是互联网、软件相关的,也可以是其他的服务。云计算,其实就是效用计算、基础设施服务的系统(Iaa S)、提供软件服务的系统(Saa S)、提供平台服务的系统(Paa S)等“一切皆服务”(Xaa S)的概念与技术在混合演练之下产生的结果。图1为云计算技术的体系结构图。

从图1可以看出,云计算技术体系结构当中最为关键的部分在于管理中间件和资源池层。云计算系统能够根据自身所提供的服务来进行科学有效的分类,而这其中主要包 括了上述 所说到的 基础设施 服务的系 统(Iaa S)、提供软件服务的系统 (Saa S)、提供平台服务的系统(Paa S)。

同时,根据目前的实际情况来看,“Scientific Cloud”、“Amazon EC2”、“Eucalyptus”等是主要关注“Iaa S”实现的云计算 系统 ; 而“Microsoft Azure”、“Google App”、“Apache Hadoop”则是主要关注“Paa S”实现的云计算系统。无不例外,它们都提供出了“Web API”调用。

2.2 主要技术

SOA和Web服务。面 向服务的 架构(Service-Oriented Architecture,简称SOA)属于众多架构方法之一, 主要使用一组构件模块实现软件系统的创建。简单来说,就是把应用程序里各个功能单元通过在构件间定义良好结构以及契约连接起来。

接口的定义采用标准方式, 相较于服务硬件平台、编程语言以及操作系统而言是独立的,这就赋予了构件能在不同系统间使用统一方式实现交互的功能。

通常来说,云服务的实现是以Web的形式,就云计算系统层面来分析,使用云计算以及云存储方式提供的网络服务有存储类服务和计算类服务。

云计算借助信息服务自动化技术,把资源封装成服务提供给用户,同时借助使用标准使服务的开发与交付更加方便快捷,减少客户服务上线时间。

虚拟化技术。从广义层面来说,虚拟化技术就是一种逻辑简化的技术,屏蔽了物理层的复杂性,实现了物理层到逻辑层的变化, 就外表来看系统就是简单的逻辑形态。很早以前,计算机操作系统、编程语言等领域就已经广泛使用虚拟技术了, 能将单个资源分成很多个虚拟资源。比如,单个服务器能够支持多个虚拟机运行多个操作系统, 同时也能把多个资源合并成为一个虚拟资源。

虚拟机监控程序是虚拟机技术的核心所在,可以在虚拟机跟底层硬件间创建一个抽象层,对操作系统调用硬件实施拦截, 同时提供虚拟内存以及CPU给停留在其上面的操作系统。

现今,可以直接在硬件上运行的有VMware ESX和Citrix Xen Server, 虚拟操作系统的运行是在Hypervisor上, 这样就可以结合用户的实际需求提供相应的IT基础设施。虚拟化技术使资源的统一表示以及逻辑抽象得以实现,云计算充分利用虚拟化技术的灵活性以及伸缩性达到提升资源利用率的目的,同时还能简化资源以及服务的管理与维护。

最近几年, 涌现出了很多虚拟机迁移技术的研究,这给云计算中的容错等提供了有效的解决办法。

工作流程。软件的工作流程主要有两种,一是基于人的业务流程,二是基于规则的自动化工作流程。在由Web服务构建起来的合作应用程序中 ,其业务流程就是一组任务,Web服务是以任务参与者的身份出现, 要处理好互联网应用集成以及协作问题,就要将原本独立的Web服务进行组合,形成复杂的业务逻辑功能。

现今,Web流程管理、服务编制等的实现主要依靠于Web服务的业务流程执行语言。除此之外,借助工作流程规则云计算平台还能实现作业的自动分配。

3 高等院校计算机实验室建设现状

在当前高校快速发展的背景下,计算机实验室的建设已经取得了一定的成效,在较大程度上改善了高校计算机实验软硬件应用的环境,有效提高了高校计算机实验教学的水平。但是,在高校计算机实验室的日常应用和管理过程中,我们能够很清晰的发现计算机实验室建设中存在的问题。具体包括几个方面。

一是硬件设施建设和所需成本较大, 更新速度慢。通常情况下, 在高校计算机实验室建设的初级阶段,需要花费较多的人力、物力和财力。但是常由于资金缺乏或者报批政府采购的流程繁琐,从而导致计算机实验室在建设过程中被耽搁。

二是实验设备技术更新速度快,设备淘汰率高。由于计算机设备技术更新速度较快,很多设备的更换跟不上技术的更新。设备更换和技术更新同步的话,重新购置新设备又需要投入更多的资金,无形中增加了高校建设计算机实验室的成本。

三是软件维护和更新难度大。目前,各个高校计算机实验室为了满足学生参与实验的需求,对实验室多样性的要求以及计算机实验室的建设和管理提出了更高的要求。但是,当前高校很多计算机实验室的电脑上安装不同科目的多个专业实验应用软件,从而导致一些应用软件在应用过程中出现冲突的现象,导致系统反应速度慢或应用软件没有办法使用。

与此同时,各个专业科目所需要的计算机软件更新速度快,而高校由于条件有限导致软件难以适应教学变化的要求。

虽然目前可以通过互联网技术对计算机软件进行处理, 但是高校计算机实验设备由于生产厂家不一样,系统操作也存在着差异,从而增加了高校计算机实验室管理和维护的难度,无法满足当前高校教学的要求。

4 云计算在高校虚拟计算机实验室建设中的优势

4.1 减轻实验室软硬件维护与更新的压力

云计算所提供的服务包括三方面, 即基础设施、平台、软件。由于基础设施的维护以及软件的更新都是由云端所提供的,所以在云计算环境下的虚拟计算机实验室,并不需要定期的对硬件、软件进行更新,这极大的减轻了实验室硬件、软件更新和维护的压力。

4.2 投入低,效益高

云计算环境下的实验室建设并不需要投入大量的资金来配置那些高性能的设备,只需要一台普通的客户机,将其作为终端即可登陆到云系统中,从而对云系统中的高性能资源进行直接的利用。因此,一台普通客户机就能远程获取云系统平台的海量资源,具有高强度计算和大存储容量的性能。

在教学中,学生所需要的大型程序不需要安装在本地机器上,一旦要使用它时只需借云客户端即可安装相应的应用程序。显然,这一技术从根本上突破了实验室机器性能的限制,能够让高校实验室在低成本的前提下巨大的储存空间和最佳的性能。

4.3 高可用性

云计算的虚拟计算机实验平台始终保持着其服务的高可用性。通过在客户机中的专业设计,不但有效的减少了停机工作的时间、提升了服务的质量,更让出错的现象得到了极大的遏制,理应在高校虚拟计算机实验室中得到积极的应用。在此环境下,一旦某一个物理服务器在服务器池当中出现了失效现象时,通过负载均衡的配合,在服务器当中运行的所有虚拟机都会自动重启(无需人工操作 ),然后恢复工作 ;而一旦单片虚拟机出现了失效的现象时,虚拟机便会自动的重启,重新恢复工作。

4.4 提供巨大的资源存储能力

在云计算环境下,所构建的虚拟资源池在为我们提供储存的空间上,理论上是不受限制的。数量庞大的物理资源能够容纳下海量的数据。同时,我们还可以根据自身的实际需要来对存储的空间进行增加,这有利于满足海量信息增长对存储空间的需求。

5 基于云计算的虚拟计算机实验室模型构建

5.1 虚拟资源层

所谓虚拟资源池,即是将相同类型的资源通过各种不同的技术手段来构造成“同构”或是接近“同构”的虚拟资源池。同时,虚拟资源池能够有效地屏蔽掉物理资源的复杂性,从而真正实现物力资源向逻辑资源转化的目标。

另外, 还能够将物理资源有效的整合成跟实物、位置等无关的方式来进行调用,这既可以降低维护管理的复杂程度,也能够有效提高资源的利用率。比如利用虚拟软件分别在两台服务器上虚拟出5台虚拟机,并动态分配虚拟的内存、CPU、硬盘、网络资源等。同时,在这些虚拟机上分别安装上不同的操作系统,并配置上相应的程序, 以此就能够建立起由10台服务器构建成的云计算环境下的虚拟资源池。

5.2 物理资源层

所谓物理资源层,即是具备物理意义的资源(如物理机、通信线路、存储器等),通过将这些资源进行网络联接来有效的实现资源的共享。在云计算的系统中,需要共享的资源主要有存储资源、计算资源、网络资源等。而在高校计算机实验室的建设当中,所需要共享的则是服务器、PC机、交换机、存储设备、工作站等。主要使用的设备则是高校内部局域网的设备(既可以是一个高校的内部局域网设备,也可以是多个高校的内部局域网设备)。“云”即是通过这些物理设备共同构成的。

5.3 云客户端

云客户端 最大的作 用在于能 够为云计 算应用以及相 应的用户 提供出一 种统一的 、规范的接 口 ,在云客户端 当中 , 网络浏览 器是最为 常见的 ( 如“IE”、“Firefox”等 ), 而用户通过云客户端 , 能够使访问“云”中资源的过程更加的便捷。 云客户端对于系统的硬件要求其实并不高, 在高校实验室系统的构建过程中,我们只需 要将云客 户端安装 在每一个 实验室的 终端计算机当中即可。

在这样的环境下,我们能够实现在不建立高性能本地终端机器的情况下对云计算平台中的资源进行便捷的访问。这样的过程显然强过大存储容量和高强度计算的工作。比如在教学过程中,如果学生需要对大型程序(如“Oracle”、“SQL”等)进行运用时,就可以通过云客户端来安装这些程序。同时,学习过程当中,学生能够通过“云”来对自己的学习作业进行安全、有效的存储,在需要使用时, 直接登录即可下载自己之前已经存储的作业。

5.4 云管理层

云资源管理、云平台安全管理、负载均衡管理、云数据管理是云管理层的四大主要功能。云资源管理,主要负责的是对虚拟资源层当中的各种虚拟资源进行管理( 如分配资 源、监控 资源状态、 添加、更 新、删除 、维护等);云平台安全管理,主要包括了网络安全管理、访问安全管理、用户登录验证管理、数据安全管理、用户权限管理等; 负载均衡管理, 其主要是按照一定的策略,在根据资源的状态数据的前提下进行负载均衡工作 ,这其中主要包括进程迁移、任务调度等; 云数据管理,主要起到的是保存、维护、保护的作用,而其主要针对的对象则是计算机以及软件云计算平台系统当中的用户数据、资源数据、实验数据、软件数据、系统数据等,能够对这些云数据进行加密的处理, 从而在安全性上带来一定的保障。

6 结束语

总之,云计算技术的应用,势必将让高校计算机实验室的教学管理、实验设备维修和维护管理等工作更加的高效化、信息化、规范化。这不但让资源的利用更加的合理,真正实现工作效率的提高,也能够通过对实验资源的供需进行迅速、准确地动态分析来对管理的水平带来实质性的提高。