三大方面解析虚拟化技术在云计算数据中心中的应用

通过对云计较数据中心进步资源操作率和用户QOS的需求举办说明，环绕个中的要害技能假造化技能，从处事器假造化、收集假造化、存储假造化三个方面举办总结，针对云计较平台成立其可用性模子，说明白IAAS，PAAS，SAAS 三种云处事模式的可用性计较要领，最后通过尝试验证了云计较可用性参考模子合用于常见的云处事模式。

1.概述

今朝数据中心的局限敏捷成长，按照Netcraft处事器数目陈诉，Akamai Technology到达10.5万台，OVH到达10万台，Google按照能耗预计约90万台。快速成长的数据中心正面对着用户需求多、能耗高、运维本钱高、安详性差等的突出题目。因此，数据中心必要回收新的技能，来实现低落本钱，进步资源操作率和体系靠得住性的目标。

云计较观念从提出之初，其方针很是明晰，即操作假造化技能整合现有零星资源为可扩展的动态资源，以收集为载体提供硬件基本办法、运行平台、营业成果软件等情势的自动化处事，而用户操作收集便可以以低廉的价值、精采的处事质量担保(QOS)、按需地得到资源和处事。其具有按需处事、普及的收集接入、资源共享、弹性计较、处事可怀抱的特性，今朝云计较研究中存眷的热门首要包罗进步资源操作率、节省能源、低落运行本钱、云计较安详等。

云计较数据中心，要求资源可以或许被同一调治、收集可扩展、体系高靠得住、运维自动化。假造化技能对底层硬件资源举办抽象，对上层应用措施透明，其通过整合零星的资源为假造可打点的动态资源，从而实现资源的按需打点，进步动态资源的操作率。因此假造化技能是敦促数据中心成长的焦点技能。

2.假造化技能

数据中心硬件首要包罗处事器，存储和收集。因此假造化技能也分为三个部门，别离为处事器假造化技能、存储假造化技能、收集假造化技能。

2.1 处事器假造化

处事器假造化的方针是进步处事器资源的操作率，实现数据中心的绿色节能。从技能实现方案来说，可以大抵分为操纵体系级假造化(OS-Level)、主机假造化(Hosted)、裸金属假造化(Bare-Metal)。

操纵体系级假造化是在操纵体系中模仿出一个运行应用措施的容器VE(Virtual Environment)，全部假造机共享内核空间，机能最好，淹灭资源起码，弱点是操纵体系强关联性，如基本操纵体系为Windows，假造机体系只能是Windows。代表产物有Parallels公司的Virtuozzo(商用产物)和OpenVZ(开源项目)。

主机假造化技能引入假造机打点层Virtual Machine Monitor(VMM)，构建出根基的假造硬件平台，到达假造化体系的独立性。

Hosted假造化中VMM必要打点全部资源的调治，因此假造化机能较差，首要合用于小我私人用户和测试环节。代表产物有VMware Workstation、Microsoft Virtual PC、Virtual Server、Oracle Virtual Box等。

裸金属假造化技能回收VMM取代操纵体系直接打点硬件资源的方法，这种打点硬件资源方法的机能处于主机假造化与操纵体系假造化之间，裸金属假造化技能的代表产物有VMware公司的Vsphere Esxi系列产物、微软公司的Microsoft Hyper-V系列产物和思杰公司的Citrix XenServer系列产物，以上假造化技能较量成熟，在金融、证券、互联网等行业的天生情形中大量被行使。

2.2 收集假造化

收集假造化的是操作物理收集资源在逻辑上分别出各自独立的假造收集，到达以满意多租户权限疏散、自由管控逻辑收集、收集流量断绝的收集技能成长偏向。假造局域网(VLAN)因为4096个逻辑收集的限定，很难满意由大量假造机组成的大二层收集的收集需求。

在假造化产物中，VMware等假造化厂商就提出了Vswitch的观念通过软件互换机办理统一台物理处事器内部的VM二层收集互访，跨物理处事器的VM二层互访转发给传统的接入层互换机行止理赏罚。

但Vswitch陈设带来两个题目，一是对付VSwitch的打点题目，Vswitch是在处事器中举办陈设，恍惚了收集打点和处事器打点的边界;二是Vswitch的机能题目，因为统一台物理机的VM二层流量照旧由处事器的CPU来处理赏罚，不切合假造化进步资源机能的操作率的要求。

为办理假造互换机的打点题目，Cisco起首提出了Nexus1000V技能架构。通过陈设Nexcus1000V软件，设置打点层面的假造化，像打点物理互换机一样打点Vswtich，实现对传统VSwitch的成果扩展，但该产物也只办理了收集和处事器打点的界线题目，同时还对处事器机能有必然的影响。

为了办理机能题目，IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)尺度组织提出了802.1Qbg EVB(Edge Virtual Bridging)和802.1Qbh BPE(Bridge Port Extension)两个尺度，今朝Cisco 回收FEX+VN-Link(包罗vNIC，vETH，Port Profile)技能实现了802.1Qbh尺度系统。

2.3 存储假造化

存储假造化的界说为操作存储体系的内部体系对计较、收集和应用资源举办进一步抽象和断绝，目标是实现独立于数据打点、应用措施和收集的逻辑上同一的存储资源。

在假造运行情形下，为假造平台提供假造存储装备首要包罗下面4种方法：1)基于收集存储协议(Network Storage Protocol)，包罗并行文件体系、NFS、OCFS2等方法。这种方法必要高靠得住的收集支持，弱点是不变性和机能不高。2)物理硬盘(含分区)，包罗SAN磁盘，iSCSI 磁盘等。这种方法弱点是存储空间容量巨细不易调解。3)基于假造磁盘镜像文件的方法，今朝常见的镜像文件名目有vmdk、vhd、img等名目。这种方法的利益是可以通过设置文件机动设置镜像文件属性。4)基于逻辑卷的方法，可以动态地增减容量的巨细，支持Snapshot、条带化、进步IO并行机能等属性，今朝逻辑卷打点器材首要有基于Linux内核自带的LVM、HPLVM、EVMS、VxVM等逻辑卷打点器材。

3.云计较可用性参考模子

按照Berkeley对云计较模子的界说，可以分为基本架构平台IAAS(Infrastructure as a service)，平台处事PAAS(Platform as a service)，营业软件SAAS(Software as a Service)三层布局[6]，个中IAAS首要存眷收集架构和假造化技能，提供基本架构处事，PAAS首要面向应用开拓，提供开拓平台处事，SAAS面向终端用户，提供软件产物处事。据Gartner2013年公有云市场份额将会增添18%，到达1310亿美金，在IAAS方面，增添速率为47.3%，市场份额为90亿美元，跟着越来越多的企业把基本架构、应用和营业数据迁徙到云计较平台，对云处事提供商的处事质量QOS(Quality Of Service)提出了越来越高要求。

3.1 云计较可用性模子

（编辑：湖南网）

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