基于云计算和VMwarevSphere虚拟化技术的架构分析

陈海燕

摘 要：现阶段，VMwarevSphere虚拟化技术已经成为构建云计算环境的关键技术，信息化管理与建设也使用了云计算和虚拟化技术，使管理平台获得升级，提高了资源利用效率。文章以云计算和VMwarevSphere虚拟化技术为基础，对技术框架进行解析，关注数据和云端层设计、优化架构底层设计，研究了应用软件服务系统。

关键词：云计算;VMwarevSphere;虚拟化技术;架构

0    引言

VMwarevSphere在V13操作模块基础上发展起来的云计算操作系统，能够将应用程序与操作系统从底层软件中分离出来，简化操作流程。具体应用环节，vSphere以原生架构ESX和ESXiServere为基础，可满足多个虚拟机同时并发条件。操作系统主要包括3个部分，一是虚拟化管理器，利用ESX Server调配内存、CPU和存储;二是独立完全运行模式，满足虚拟机与资源合理分配;三是客户端管理软件VMware Infrastructure Client。

1    云计算与VMwarevSphere虚拟化技术分析

1.1  云计算

云计算是分布式处理技术的一种，可通过网络技术将数据计算分解成小程序，并将计算结果实时反馈给用户。云计算的发展与互联网技术存在密切关系，其生命力较强，是IT行业发展的趋势。基于云计算技术应用，可在较短时间内，完成对数以万计数据的处理，其网络服务能力获得提升[1]。如今云计算服务能够进行效用计算、并行计算、网络存储和虚拟化，其相关服务类型包括IaaS，PaaS和SaaS等形式。随着技术的成熟发展，目前云计算技术被广泛应用在金融和教育领域中，可突破时间和空间限制，实现对网络资源的充分利用。

1.2  虚拟化

虚拟机能够模拟计算环境，所有虚拟机均通过vmm管理，并对内存、处理器进行调配，确保运行状态稳定。利用vmm对虚拟机进行调度时，能够在主机系统中实现对虚拟机的有效控制。通常情况下，vmm的运行机制较为复杂，运行完成后系统管理权限被收回，虚拟机的优势也较为明显，可将多个操作系统安装在同一台电脑上，并进行统一学习，完成跨平台合作。

虚拟化技术也实现了对平台的综合利用，能够在平台迁移时提供可移植服务。使用虚拟机可以在一台电脑上对多个客户机进行管理与操作，确保相关技术得到进步，满足技术发展要求。虚拟化技术主要表达逻辑资源，因此物理条件对其约束能力不大，需要关注技术升级，确保技术应用可性。

2    基于云计算VMwarevSphere虚拟化技术架构解析

2.1  数据和云端层

vSphere云端层主要存储云端数据，具体指平台和架构部分的云端设计，可分为内部云端和外部云端。内部云端主要包括各类硬件。例如，在IaaS和PaaS中，相关的资源类型为OS和硬件设备。外部云端主要是第三方服务，提供资源库并结合具体IT架构。VMwarevSphere主要通过虚拟化技术将数据中心转变为云计算架构，通过虚拟化功能完成数据分析，并提供相应服务。由于将IT基础框架作为服务使用，因此可将VMwarevSphere看作为整体框架，而非单个产品框架，在架构设计中，重点关注数据分布和云端层优化。

2.2  架构底层设计

架构服务设计中，需要构建资源集成系统，使得硬件资源和软件资源的效用最大化。通过ESX和ESXi服务器可实现硬件资源虚拟化。系统主要包括运算部分、存储部分和网络部分。

2.2.1  运算部分（vCompute）

ESX和ESXi能够实现服务器整合，并提供高质量服务，使得相关测试和运算成为可能。在底层架构设计中，通过DRS可实现资源有效调配，能够根据实际需求选择是否优先和滞后相关操作，满足动态反应下负载结构平衡。

2.2.2 存储部分架构（vStoreage）

相关结构包含了VMFS以及动态分配Thin Provisioning，能够提供多种存储连接模式，使用相关存储方式能够减少或避免计划内停机问题，对维护系统结构稳定性与安全性，产生显著的应用价值。技术应用中，通过vStoreage API简化管理流程，提升软件系统运行服务效率。VMFS是专门采集和设计高性能集群文件的系统，可在VMware虚拟机中，虚拟数据中心环境，达到访问共享存储数据的目的[2]。

2.2.3  网络部分架构（vNetwork）

相关网络虚拟化技术主要通过VMware实现，布置在数据中心物理主机上的虚拟机可以在网络环境下运行，并进行数据互联互通。目前应用比较成熟的交换机为vSwitch，通过虚拟网络接口卡Vmic，能够提供完整的网络框架，并提出相对可靠的数据层，为相关决策提供支持。实践应用中，vSphere提供了Distribute Network架构，具体包括了Bridged架构、NAT模式和Host only架构，使得相关层面达到优势互补。网络架构应用中，通过与Cisio合作为用户提供了多样化选择，并选择专门运行在本协议框架内的分布式网络，提升了技术应用合理性与要求可靠性。

2.3  应用软件服务

应用软件设计需要以VM设计为基础，通过对多個服务器的排列与组合，达到理想的干预效果。虚拟机的迁移是指将原有操作系统移动到目标主机。目前，在云计算中使用虚拟机迁移思想，并对操作解决方案进行研究，实现了对应用软件服务能力不足的改善。Vmotion的特点是及时性与科学性，相关数据资源获取更加真实可靠，并且具有广泛性。通过对移动软件的有效利用，当系统中1台设备出现故障时，不会对整体服务器造成影响。应用程序服务和基础架构服务设计，如图1所示。

Vmotion实时解决方案的主要特点是生成数据处理中心，此外也支持NFS服务，可将整个虚拟机封装在文件系统中，实现共享与部分存储功能。共享装置设计为SAN和NAS，通过数据迁移完成内存和运行的智能化管理。当管理系统中一台服务器出现故障后，系统可在其他服务器上重新启动虚拟机，因此无须增加新的服务器，能够接触系统独占，具有便利性。同时，相关步骤无须人工干预，可通过后台系统主动完成[3]。

值得注意的是，在不同主机系统上同步运行相同虚拟机时，应特别重视数据资源安全，确保数据信息零损失，相关操作不需要复杂的集群和专业化硬件，可通过单一机制和管理方法对应用程序进行调取和应用。基于VMware Date Recovery的应用，能够提供数据资源备份服务，相关方法属于磁盘备份的一部分，实现VDR和VCB插件的良好应用，并且对备份数据进行管理。管理过程中，无论是VM管理、运行、数据创建、维护等流程均需要VMware管理平台。VMware vCenter Client具有动态迁移和资源优化特点，能够实现容错、备份和应用部署等操作，使得管理系统软件应用性能获得本质的提升。

3    结语

综上所述，本文研究了虚拟化和云计算技术概念和主要构成，并且对云计算技术下VMwarevSphere虚拟化技术平台进行了详细分析，分别在数据云端层、底层框架和应用软件服务领域对虚拟化技术进行了全面解读，为简化IT操作，提高软件系统服务水平奠定良好基础。未来IT行业发展中，将单纯服务器与基础框架进行合并十分重要，是行业发展趋势，相关设计理念将重塑IT设计理念。

[参考文献]

[1]杜小月.云计算中服务器虚拟化技术的研究[J].技术与市场，2020（3）：117，119.

[2]张竹，任艳，韩鹏程，等.虚拟化技术于高校教学资源共享化的应用与研究[J].电脑知识与技术，2019（18）：297-299.

[3]张亚龙.基于VMware vSphere虚拟架构的服务器虚拟化系统部署—以中国—东盟多语种全媒体融合云平台为例[J].视听，2019（8）：216-217.

（编辑 王雪芬）