基于云计算环境的虚拟化技术应用研究

袁夫+郭红

摘要：随着数据量和需求的不断增加，公司、企业、高校中计算机硬件的更新和网络的维护越来越成为一个棘手的问题，构建“云”平台正成为越来越多公司、企业、高校的选择。云计算环境加上虚拟化技术正是“云”平台实现的关键技术。

关键词：云计算；虚拟化；协议

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0102-02

1 前言

虚拟化技术从传统意义上主要是指执行的虚拟化，随着云计算的发展，出现了存储虚拟化和网络虚拟化。多种虚拟化技术在云计算环境下的综合应用，催生了多种“云”平台服务和产品。

2 执行虚拟化技术

执行虚拟化技术是一种用于模拟执行环境的技术。它不仅可以为操作系统、编译程序或者应用程序提供模拟运行环境，还可以实现系统级的硬件虚拟化。

2.1 硬件级虚拟化

硬件虚拟化技术是指为计算机提供抽象执行環境以运行客户机操作系统的虚拟化技术。它实现了操作系统和客户机的分离，将多个操作系统运行在一台物理计算机上的多个虚拟环境中，因此，硬件虚拟化也被称为系统虚拟化。这里的虚拟运行的客户端操作环境被称为虚拟机，虽然由于物理计算机的硬件环境不同，虚拟机的设计和实现方式会有不同，但是无论哪种情况，这些虚拟机都需要被提供一系列的硬件虚拟环境，包括CPU、内存、网络接口、I/O设备等。

“云”平台中，客户端的操作系统就是运行在服务器端的抽象执行环境下的，实际上就是在服务器端模拟运行多个客户端计算机，即虚拟机。在硬件虚拟化中通过虚拟机管理程序实现对虚拟机的监控和管理的。虚拟机管理程序是实现硬件虚拟化最关键的组件，它又被叫做虚拟机管理器（VMM）。虚拟机管理器可以是一个程序或者是软件和硬件的集成体，可以执行底层物理硬件的抽象。

服务器虚拟化是硬件虚拟化的一个典型应用。服务器虚拟化可以实现在一台物理计算机上多个虚拟机的隔离运行，每个虚拟机独立运行自己的操作系统和应用软件，同时对系统资源按照需求进行灵活的分配，从而最大程度的满足每台虚拟机的性能需求和安全需求。在一个数据中心中，为了支持更多的服务对象，很可能存在多台物理服务器提供相同的应用和服务，为了便于管理和提高服务质量，利用应用服务器虚拟化技术可以将多台应用服务器抽象为一台虚拟服务器。当然也可以将一台物理服务器虚拟为多个服务器使用，为每个虚拟的服务器提供抽象的硬件资源。

桌面虚拟化的实现是建立于服务器虚拟化的基础之上的。桌面虚拟化技术将个人计算机的桌面环境抽象化，以便采用客户端/服务器的方式来访问，此时，支持硬件虚拟化的设备就显得非常重要了，通过它实现访问托管在同一台服务器上的多个桌面环境。

2.2 操作系统级虚拟化

操作系统虚拟化主要是在单一的操作系统环境下工作，可以创建多个执行容器来隔离运行多个应用程序。利用操作系统虚拟化技术，可以有效的整合服务器：在一台物理服务器上运行多台不同的应用服务器，每台应用服务器与其他服务器完全隔离开来，在各自的用户空间运行，同时还可以共享物理服务器的操作系统和其他组件。

2.3 编程语言级虚拟化

编程语言级虚拟化主要包含一个用来运行进程编译程序二进制代码的虚拟机。可以实现应用程序的部署和管理执行，并能够完成跨平台和系统的移植。编程级的虚拟机又被称为进程级虚拟机，其最大的优势是跨平台的提高统一、安全的执行环境。

2.4 应用虚拟化

应用级虚拟化的虚拟器管理器和硬件虚拟化相比要简单很多，因为它只需要模拟提供应用程序运行的部分环境。一般只有在原有环境不支持应用所需特性时，该技术才发挥作用，并且通常设计的是局部文件系统、库或者操作系统部件等的模拟。

3 存储虚拟化技术

虚拟存储（Storage Virtualization）是指将多个独立存在的、不同类型的物理存储体，通过软件和硬件技术，全部转化为一份逻辑上的虚拟的存储单元，集中管理，供用户统一使用。有这样一个形象的比喻，对于用户来说，虚拟化的存储资源就好比一个庞大的池子，用户既不必关心数据究竟从哪儿来也不必关心数据将流到哪儿去。对于管理者来说，对这个“大池子”进行集中管理，根据不同的具体需求将存储资源进行动态的分配。这样一来，存储空间如同一个流动的水池，能够根据需要进行任意的分配。

4 网络虚拟化技术

虚拟网络是指将网络资源包括硬件资源和软件资源实现整合，然后向客户端用户提供虚拟的网络连接服务。这种虚拟化的技术在网络虚拟中的实现主要分为两类，即局域网和广域网的虚拟化，其中虚拟局域网技术可以将多个本地网络组合为一个逻辑网络，也可以将一个本地网络分割为多个逻辑网络，从而提高内部网络的利用率，虚拟专用网则在保证外部链接安全性和私密性的同时，实现了远程用户对内部网络的访问。

5 结语

基于云计算环境的虚拟化技术的利用，构建“云”平台，可以高效的满足公司、企业、高校的办公需求和科研需求，同时降低硬件、软件维护成本和运营成本，相关技术和产品的研发一定会成为一个市场的热点，从而获得越来越快的发展，为人们的生活带来更多的便利。

参考文献

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