基于Linux平台的虚拟化研究

2019-12-24林文芳张皓瑜

网络安全技术与应用 2019年9期

◆林文芳王莉张皓瑜

基于Linux平台的虚拟化研究

◆林文芳王莉张皓瑜通讯作者

（四川旅游学院信息与工程学院四川 610100）

Linux是一种稳定的开源系统，它的诸多优点深受广大用户的欢迎。Linux有多种版本，根据用户的不同需求，基于Linux的研究也越来越广泛。虚拟化技术并不算一门新兴的技术，但在计算机领域还有很大优化空间，其应用能给广大的用户带来很多的便利，非常值得去开发研究。本文就Linux在虚拟化方面的应用作出研究，供相关读者参考。

Linux；虚拟化技术；服务器；存储虚拟化；桌面虚拟化

随着社会的发展，人们对于计算机的需求也日益增加，从而促进了计算机技术的不断发展和壮大。Linux作为一种开源操作系统，是当今社会中运用比较广泛的，基于Linux的虚拟化研究也是一个比较新颖的方向。虚拟化是一个较为广义的词语，通常指计算机在虚拟的基础上工作，它能有效地解决资源浪费问题，将有限的资源根据用户的不同需求制定合理的使用方案，从而提高资源的利用率。

1 Linux系统概念原理和架构

Linux最早由芬兰的Linus Torvalds发布，这是一个开源系统，所有人都可以更改其源代码，所以之后由全世界众多程序员共同开发设计，Linux得以日益发展壮大。根据不同需求，Linux可以拥有很多版本，但都共同基于一个Linux内核。由于它占用资源少而且稳定性也高，并且其支持各种设备，比如我们常用的电脑、手机、各种大型计算机等。它也适用于各种场合：比如家庭、企业和政府等方面。

Linux系统的特别之处就在于它强大的内存管理和文件管理系统。它支持多用户多进程操作，每个用户都可以拥有自己独特的配置并且与其他用户互不干扰。而多进程操作意思是Linux的每一个任务进程都是独立的，都可以同时执行并且互不影响。

由于Linux系统的免费、安全、可靠等各种优势，我们选择在其之上进行虚拟化技术的研究。

2 虚拟化技术原理及其应用形式

虚拟化技术，一般是指计算元件在虚拟的而非真实的基础上运行。在虚拟化技术中可以同时运行多个操作系统，并且每一个操作系统可以运行多个程序。虚拟化技术是当前较为火热的一项技术，应用也较为普遍。通过虚拟化，用户的很多烦琐的工作得到了简化，给用户带来便利，大大提高了工作效率。其中用户所需的使用灵活性、安全性、可用性、可扩展性等大大提高，并且可降低管理成本，获得更高的资源利用率。虚拟化技术在资源供应方面也有很大的优势，通过虚拟能够以更小的单位将进行资源分配。

随科技的进步，虚拟化技术也开始在不同领域生根发芽，按照其在传统领域的应用可分为服务器虚拟化、展现层虚拟化、桌面虚拟化和应用程序虚拟化。随着云计算的发展，又出现了两种新的应用形式即存储虚拟化和网络虚拟化。

3 Linux系统下实现虚拟化

虚拟化技术的实现要考虑诸多因素，例如其实现的难易程度、可操作性和稳定性等。我们本次研究决定选择KVM技术来进行虚拟化平台的构建。本文大致就以下几种虚拟化形式进行讨论：

3.1 服务器虚拟化

该形式是从硬件上将众多的服务器集成到少数几个上，从数量上大大减少了不必要的浪费，同时不同的服务器及应用从逻辑层面上来说互不影响。通过这样的整合，提升了资源的利用率，像CPU、存储等的使用紧张情况也得到了缓解，也保持了性能的稳定性。正因减少了各个单元的使用量，降低了能源使用情况，达到了节能的效果。采用虚拟化技术能有效降低运营成本，虚拟机的部署相对简单，后期维护也不用投入太多时间精力，人工干预较情况少。而对用户来说，服务器备份更为方便和灵活。用户使用一段时间后，管理者可根据服务器所剩资源进行合理地调整和分配，以达到资源的最大利用化。

3.2 存储虚拟化

该形式是指在存储设备中采用虚拟化技术，但存在一些问题，比如产品的扩展性容易受到限制。而要实现存储虚拟化系统的关键是将众多的、不同的存储内容统一映射到同一存储管理部件内，将所有存储信息整合和管理，再进行配置和分配。存储虚拟化的优势就在于兼容多种存储设备，数据能在不同设备上进行共享，只要用户需要就能提取到存储信息。透明存储能使用户有效看到资源利用情况，并且能优化备份和数据容错等问题。

3.3 桌面虚拟化

该形式是指将计算机的系统终端进行虚拟化，从而更加安全灵活的使用桌面。其实质上是将用户使用与系统管理进行了有效的分离，即用户可以通过相关设备，随时随地通过网络访问桌面系统。桌面虚拟化可以通过下面几种方式：（1）远程登录使用服务器上的桌面。这种通过远程登录的方式的特点是所有的软件都在服务器端运行，客户端登录到服务器运行的是远程的登录界面，这样就能够看到桌面运行远程的程序。（2）网络服务器运行改写过的桌面。这种方式通过用相关软件对原来的桌面软件进行重写，从而能够在浏览器里运行完整的桌面，但其缺点是，重写软件可能会造成某些功能的缺失。（3）应用层虚拟化提供桌面虚拟化。该方式是通过软件打包，按照用户的需求将软件推送到用户的桌面，不需要时再收回，这更能体现该方式的隐私性，保证用户数据的安全性。