基于虛擬化技術的云計算平臺架構

1虛擬化技術研究

虛擬化技術，可以把一個物理單元虛擬成多個邏輯單元，這樣，一個物理單元就可以運行多個應用。這對于資源使用效率的提高，有著不可估量的作用，并且各種資源的管理也更加方便。目前云計算模式主要分為：私有云、公有云和混合云。無論是哪種云，其目標都是整合資源為客戶服務，系統資源具備高性能的處理能力成為了必然要求。

目前，傳統處理器的利用率普遍低下，很大部分資源都被白白浪費，哪怕最昂貴的處理器的利用率也僅在20％左右。面對這一問題，虛擬化技術應運而生，有效的解決了服務器處理能力的利用率問題。虛擬化技術包括：內存虛擬化、存儲虛擬化、硬件虛擬化、軟件虛擬化等各項技術。本文研究的基于虛擬化技術的云計算平臺主要實現了服務器的虛擬化，將一個服務器當成多個服務器使用，大大提高了處理能力。

比如說，一般的服務器，3個獨立的物理服務器可以運行3種不同的應用，但是在采用服務器虛擬化之后，這3種不同的應用可以運行在3個獨立虛擬的服務器上，而這3個虛擬化的服務器只需要用一個物理服務器來托管。由此可見，服務器虛擬化大大提高了服務器處理能力的利用率，節約了大量資源。

目前應用最廣泛的虛擬化技術分為全虛擬化和半虛擬化。研究表明，虛擬化的特性為云計算平臺抽象了硬件資源。這樣，云計算平臺的彈性設計就可以獲得大量的便利，基于SOA的云計算平臺的可擴展性也大大增強。針對全虛擬化來說，采用的是DBT技術，在虛擬機運行的時候，在敏感指令前插入指令將執行陷入到虛擬機監視器中，這種技術的優點在于代碼的轉換是動態的。本文中提出的基于虛擬化技術的云計算平臺就是采用全虛擬化技術構建的，而且是采用全虛擬化的KVM.

2服務器云的構建

云計算平臺的功能實現和子系統運行都要依賴于服務器云，因而，服務器云對于整個云計算平臺的重要性不言而喻。近年來，計算機逐漸從大型機向微型個人計算機過渡，但是用戶對于獲得異構類型的操作系統和應用程序仍然比較困難。目前來說，用戶在輕量級的設備選擇應用比較茫然和混亂，難以得到完善的服務。云計算平臺依托其自動性，可以為用戶對服務的選擇提供極大的便利。虛擬化技術使得底層差異封裝為統一的應用接口，用戶在使用時，只需要通過云計算平臺選取自己需要的服務即可。這大大方面了用戶，也提高了系統的利用率。

3云計算模式的特性研究

與分布式計算和網絡計算相比，云計算具有其他兩者無可比擬的優勢。主要表現在以下幾個方面：

首先，云計算具有超大的規模。以Google出為例，目前的Google云計算已經擁有了100多萬臺服務器，超大規模的基礎模塊決定著云計算無可比擬的計算能力。IBM、微軟、Yahoo等的云計算平臺也擁有海量的服務器，平均達到了幾十萬臺。其次，云具有擴展性。云計算的擴展性主要體現在計算資源、存儲能力和負載均衡這三個方面。而云計算平臺構建所采用虛擬化技術。不僅滿足了云計箅平臺的擴展，更大大提高了平臺的處理能力，能夠為用戶提供更加全面的服務。

同時，針對用戶不斷增長和變化的需求。云計算平臺可以通過規模的動態伸縮來滿足。在進行復雜的工作時。云計算能夠將負載分成小塊，并將工作分配到可逐漸擴展的云計算中心，這個過程所需要的管理費用幾乎為零。

云計算的優越性小僅體現在其處理計算能力上，管理上的自動性也使得云計算優于其他類型的計算。在應用中，不需要云計算平臺管理員的干預，用戶可以通過用戶接口按照自己的需要申請計算資源和應用，方便的建立起資源環境。

另外，云計算模式基于SOA的架構，動態的分配共享的計算資源，具有高靈活性、高可用性以及虛擬性。在物理層面上，云計算平臺可以支持的硬件包括：PCServer、PC機和小型機等。

總結以上幾點云計算的優勢可以看出，云計算跟網絡計算和分布式計算相比，更加具有商業性和適應性，應用范圍也更加廣泛。云計算的這些功能要實現，理論上來說需要高性能的服務器來支撐，這需要高昂的設備費用。但是，基于虛擬化技術的云計算平臺很好的解決了這個問題。在保證云計算平臺高可用性和高可靠性的前提下，大大降低了設備成本，使其能更好更廣泛的服務于客戶。

4云計算平臺總體架構

本文研究的服務器云的主要構成為：硬件服務器HP、IBM3650、Red Hat Enterprise Linux Server操作系統和KVM.通過Red Hat臺云計算平管理軟件，將所有的服務器整合為一個統一的云計算服務器平臺。然后把統一的硬件資源抽象出來，這些硬件資源包括CPU資源池、memory資源池、network資源池和storage資源池。根據需要，任意云都可以在統一的資源池中獲取硬件資源并運行。

5結論

云計算是一種新型的計算模式，能夠為面向市場的資源管理方式提供強有力的支持。但是，目前的云計算還存在一砦問題，其中最主要的問題就是云計算系統的耗能太大。因此，如何減少能耗，提高能源的利用率，建造高效的冷卻系統是現在主要的研究方向。此外，為了更加方便的創建云計算應用，拓展應用范圍，開發出更容易使用的編程環境和編程工具也亟待解決的問題。總的來說，云計算以其無可比擬的優越性確定了其廣闊的發展前景，但是我們不能盲目樂觀，要深知云計算，特別是基于虛擬化技術的云計算平臺的成熟，還有一個漫長的過程。我們的研究工作依然任重而道遠。
 

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