云計算中關于虛擬化管理的詳細解析

一個云計算的應用必定是基于虛擬化的，將硬件變成服務要看產品在虛擬化的能力，只有在虛擬化的環境下，云才是可能。本文將介紹虛擬化的發展歷程、云計算時代的虛擬化技術、服務器虛擬化、應用程序虛擬化以及SystemCenter對虛擬化的管理，本文的重點在于虛擬化管理，因為這是我們在實際應用中落地的東西。

虛擬化發展歷程：

虛擬化的概念在20世紀60年代首次出現，利用它可以對屬于稀有而昂貴資源的大型機硬件進行分區。隨著時間的推移，微型計算機和PC可提供更有效、更經濟的方法來分配處理能力，因此到20世紀80年代，虛擬技術已不再廣泛使用。

但是到了20世紀90年代，研究人員開始探索如何利用虛擬化解決與廉價硬件激增相關的一些問題，例如，利用率不足、管理成本不斷攀升和易受攻擊等�，F在，虛擬化技術處于時代前沿，可以幫助企業升級和管理他們在世界各地的IT基礎架構并確保其安全。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。

云計算的平臺包括三類服務：軟件基礎實施即服務IaaS、平臺即服務PaaS、軟件即服務SaaS，而這三類服務的基礎則是虛擬化平臺，其關系結構如下圖1所示：

毫無疑問，虛擬化正在重組IT工業，同時它也正在支撐起云計算，如果把云計算單純理解虛擬化，其實也并為過，因為沒有虛擬化的云計算，是不可能實現按需計算的目標的。

虛擬化技術

虛擬化是資源的邏輯表示，這種表示不受物理限制的約束，它的主要目標是對包括基礎設施、系統和軟件等IT資源的表示、訪問、配置和管理進行簡化，并為這些資源提供標準的接口來接收輸入和提供輸出。

虛擬化技術包括兩個層面，其一是硬件層面的虛擬化，其二是軟件層面的虛擬化。實際上，我們通常所說的虛擬化是指服務器虛擬化技術，除此之外，在應用層、表示層、桌面、存儲和網絡都可以做全方位的虛擬化，虛擬化的類型可以用下圖2來表示：

虛擬化的類型

（1）網絡虛擬化

網絡虛擬化通常包括虛擬局域網和虛擬專用網。虛擬局域網是其典型的代表，它可以將一個物理局域網劃分成多個虛擬局域網，或者將多個物理局域網中的節點劃分到一個虛擬局域網中，這樣提供一個靈活便捷的網絡管理環境，使得大型網絡更加易于管理，可以通過集中配置不同位置的物理設備來實現網絡的最優化。

虛擬專用網幫助管理員維護IT環境，防止來自內網或者外網中的威脅，使用戶能夠快速、安全地訪問應用程序和數據。目前虛擬專用網在大量的辦公環境中使用。

（2）存儲虛擬化

存儲虛擬化就是為主機創建物理存儲資源的過程。通過虛擬化技術，多個存儲介質模塊（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個存儲池中得到統一管理。Redundant Array of independent Disk，（RAID）技術是虛擬化存儲技術的雛形，目前使用的存儲還有Network Attached Storage（NAS）和Storage Area Network（SAN）。

（3）桌面虛擬化

桌面虛擬化技術，維基百科上給出的定義是：“Desktop virtualization（或者成為Virtual Desktop Infrastructure）是一種基于服務器的計算模型，并且借用了傳統的瘦客戶端的模型，但是讓管理員與用戶能夠同時獲得兩種方式的優點：將所有桌面虛擬機在數據中心進行托管并統一管理；同時用戶能夠獲得完整PC的使用體驗。桌面虛擬化最大的好處在于能夠使用軟件從集中位置來配置PC及其它客戶端設備，這樣方便了企業用戶集中管理計算機，運維部門可以在數據中心加強對應用軟件、系統補丁、殺毒軟件的管理和控制。

（4）表示層虛擬化

在本地計算機顯示和操作遠程計算機桌面，在遠程計算機執行存儲信息和程序，一般通過終端服務來實現。

（5）應用虛擬化

在一臺計算機上顯示和操作計算機桌面，在另一臺計算機上執行程序和存儲信息。

目前在微軟的虛擬化產品線中，已經有了服務器虛擬化、應用虛擬化、桌面虛擬化、表示層虛擬化產品，如下圖3所示：

服務器虛擬化

服務器虛擬化可以說是最為熟悉的，就是讓多個操作系統和應用程序同時運行在不同的虛擬機上，而這些虛擬機建立在同一個物理服務器上。但是一個服務器上的虛擬服務器的數量取決于硬件的能力，所有虛擬服務器共享相同的硬件上，但是相互獨立運行，單獨的虛擬服務器可以自行升級、啟動，不會影響到其他虛擬服務器。

服務器虛擬化解決了存在物理服務器環境下問題，通過虛擬化層可以隔離同一臺機器上、不同操作系統中運行的程序，避免資源的沖突。另外，服務器虛擬化可以動態移動沒有充分利用的硬件資源到最需要應用的程序中，從而提高底層硬件資源的利用率。