虛擬化技術(shù)在新一代云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用研究

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1、虛擬化技術(shù)在新一代云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用研究[張敏陳云海]摘要本文描述了虛擬化技術(shù)的定義、特性、發(fā)展過程和現(xiàn)狀，以及電信運(yùn)營商IDC目前的現(xiàn)狀和發(fā)展瓶頸，闡述了虛擬化技術(shù)為電信運(yùn)營商IDC帶來的新的發(fā)展機(jī)遇，包括虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、如何應(yīng)用虛擬化技術(shù)建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心開展新型增值業(yè)務(wù)等，分析了各云計(jì)算數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，并建立了一個(gè)以電信運(yùn)營商為核心的生態(tài)圈模型。關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商生態(tài)圈計(jì)算張敏機(jī)2000年碩士畢業(yè)于華南理工大學(xué)，現(xiàn)就職于中國電信股份有限公司廣東研究應(yīng)院企業(yè)運(yùn)營支撐部，主要從事企業(yè)

2、信息化及知識(shí)管理等方面的研究工作。用陳云海1999年畢業(yè)于華南理工大學(xué)，現(xiàn)就職于中國電信股份有限公司廣東研究院企業(yè)運(yùn)營支撐部，主要從事企業(yè)信息化、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等方面的研究工作。1什么是虛擬化技術(shù)器虛擬化技術(shù)原理如圖1所示。迄今為止，虛擬化在業(yè)界還沒有一個(gè)公認(rèn)的定義。實(shí)際上，虛擬化涉及的范圍很廣，包括網(wǎng)絡(luò)虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化、表示層虛擬化等。本文所說的虛擬化主要指服務(wù)器虛擬化。一般來講，虛擬化是一個(gè)抽象層，它將物理硬件與操作系統(tǒng)分開，從而提供更高的IT資源利用率和靈活性。處理器、

3、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等硬件資源被抽象成標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬硬件，與包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在內(nèi)的完整運(yùn)行環(huán)境一起封裝在獨(dú)立于硬件的虛擬機(jī)中，而虛擬機(jī)以文件形圖1服務(wù)器虛擬化原理式保存，因此可以快速對(duì)其進(jìn)行保存、復(fù)制和部署。服務(wù)352009.5.廣東通信技術(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用2虛擬化技術(shù)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀適用于BSD、Linux、Solaris等某些開源操作系統(tǒng)，不適用于Windows等專有操作系統(tǒng)。Xen是開源準(zhǔn)虛擬化技術(shù)2.1虛擬機(jī)演進(jìn)路徑的一個(gè)例子。(3)操作系統(tǒng)層虛擬化虛擬化技術(shù)源于大型機(jī)。早在上世紀(jì)60年代，IBM公操作系統(tǒng)層虛擬

4、化沒有獨(dú)立的hypervisor層，主機(jī)操司就發(fā)明了一種操作系統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù)，允許在一臺(tái)主機(jī)上作系統(tǒng)本身負(fù)責(zé)在多個(gè)虛擬服務(wù)器之間分配硬件資源，運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，讓用戶盡可能地充分利用昂貴的大型并且讓這些服務(wù)器彼此獨(dú)立。操作系統(tǒng)層虛擬化的缺點(diǎn)機(jī)資源。隨著技術(shù)發(fā)展和市場競爭的需要，大型機(jī)上的技是所有虛擬服務(wù)器必須運(yùn)行同一操作系統(tǒng)(不過每個(gè)實(shí)例術(shù)開始向小型機(jī)或UNIX服務(wù)器移植。IBM、HP和Sun后有各自的應(yīng)用程序和用戶賬戶)，靈活性比較差；優(yōu)點(diǎn)來都將虛擬化技術(shù)引入各自高端RISC服務(wù)器系統(tǒng)中。是本機(jī)速度性能比較高，由于

5、架構(gòu)在所有虛擬服務(wù)器上經(jīng)過40多年的發(fā)展，虛擬化技術(shù)獲得了長足的進(jìn)使用單一、標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，管理起來比異構(gòu)環(huán)境要容步，服務(wù)器虛擬化技術(shù)也隨著應(yīng)用的普及日臻完善。隨著易。SolarisContainer就是這方面的一個(gè)例子，Virtuozzo/X86服務(wù)器性能的提升和應(yīng)用普及，大量的X86服務(wù)器已OpenVZ是面向Linux的軟件方案。經(jīng)慢慢成為IT管理的難點(diǎn)，虛擬化技術(shù)也開始逐漸在x86(4)硬件虛擬化架構(gòu)上流行起來，以控制服務(wù)器的無度增長以及提高服務(wù)除了軟件外，虛擬化也從純軟件逐漸深入到處理器器資源的利用率。計(jì)級(jí)

6、虛擬化和輸入/輸出級(jí)虛擬化，AMD和英特爾提供的最算2.2虛擬化技術(shù)的現(xiàn)狀機(jī)新一代芯片在設(shè)計(jì)時(shí)都考慮到了硬件虛擬化功能。英特爾應(yīng)目前有4種類型的虛擬化技術(shù)：的虛擬化技術(shù)（VT）和AMD的虛擬化技術(shù)（AMD-V）把用(1)完全虛擬化虛擬硬件仿真方面的部分繁重任務(wù)從軟件轉(zhuǎn)移到了硬件，目前最主要的虛擬化方法，使用名為hypervisor的并且把某些內(nèi)存管理功能轉(zhuǎn)移到了用軟件處理的CPU微代一種軟件，在虛擬服務(wù)器和底層硬件之間建立一個(gè)抽象碼里面。這些努力使得x86平臺(tái)的CPU更適合處理虛擬服層。hypervisor可以捕獲

7、CPU指令，為指令訪問硬件控制務(wù)器帶來的特有工作負(fù)載。器和外設(shè)充當(dāng)中介。在完全虛擬化的環(huán)境下，hypervisor3虛擬化技術(shù)特性運(yùn)行在裸硬件上，充當(dāng)主機(jī)操作系統(tǒng)，而由hypervisor管綜合虛擬化技術(shù)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，結(jié)合其實(shí)現(xiàn)原理的虛擬服務(wù)器運(yùn)行客戶端操作系統(tǒng)(guestOS)。完全理，可以總結(jié)出虛擬化技術(shù)的6大特性：虛擬化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作系統(tǒng)不用改動(dòng)就能安裝到虛擬(1)軟件實(shí)現(xiàn)。以軟件的方式模擬硬件，通過軟件的服務(wù)器上；主要缺點(diǎn)是，hypervisor給處理器帶來開銷。方式邏輯切分服務(wù)器資源，形成統(tǒng)一的虛擬

8、資源池，創(chuàng)建VMware和微軟的VirtualPC是該方法的兩個(gè)代表性商用產(chǎn)虛擬機(jī)運(yùn)行的獨(dú)立環(huán)境。品，而基于核心的虛擬機(jī)(KVM)是面向Linux系統(tǒng)的開源(2)隔離運(yùn)行。運(yùn)行在同一物理服務(wù)器上的多個(gè)虛擬產(chǎn)品。機(jī)之間相互隔離，虛擬機(jī)與虛擬機(jī)之間互不影響。包括：(2)準(zhǔn)虛擬化計(jì)算隔離、數(shù)據(jù)隔離、存儲(chǔ)隔離、網(wǎng)絡(luò)隔離、訪問隔離，準(zhǔn)虛擬化(para-virtuali