虚拟化技术在新一代云计算数据中心的应用研究.pdf

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1、虚拟化技术在新一代云计算数据中心的应用研究[张敏陈云海]摘要本文描述了虚拟化技术的定义、特性、发展过程和现状，以及电信运营商IDC目前的现状和发展瓶颈，阐述了虚拟化技术为电信运营商IDC带来的新的发展机遇，包括虚拟化技术的优势、如何应用虚拟化技术建设云计算数据中心开展新型增值业务等，分析了各云计算数据中心运营商的优势和劣势，并建立了一个以电信运营商为核心的生态圈模型。关键词：虚拟化技术数据中心运营商生态圈计算张敏机2000年硕士毕业于华南理工大学，现就职于中国电信股份有限公司广东研究应院企业运营支撑部，主要从事企业信息化及知识管理等方面的研究工作。用陈云海1999年毕业于华南理工

2、大学，现就职于中国电信股份有限公司广东研究院企业运营支撑部，主要从事企业信息化、互联网应用等方面的研究工作。1什么是虚拟化技术器虚拟化技术原理如图1所示。迄今为止，虚拟化在业界还没有一个公认的定义。实际上，虚拟化涉及的范围很广，包括网络虚拟化、存储虚拟化、服务器虚拟化、桌面虚拟化、应用程序虚拟化、表示层虚拟化等。本文所说的虚拟化主要指服务器虚拟化。一般来讲，虚拟化是一个抽象层，它将物理硬件与操作系统分开，从而提供更高的IT资源利用率和灵活性。处理器、内存、存储和网络等硬件资源被抽象成标准化的虚拟硬件，与包括操作系统和应用程序在内的完整运行环境一起封装在独立于硬件的虚拟机中，而虚拟

3、机以文件形图1服务器虚拟化原理式保存，因此可以快速对其进行保存、复制和部署。服务352009.5.广东通信技术计算机应用2虚拟化技术的发展过程和现状适用于BSD、Linux、Solaris等某些开源操作系统，不适用于Windows等专有操作系统。Xen是开源准虚拟化技术2.1虚拟机演进路径的一个例子。(3)操作系统层虚拟化虚拟化技术源于大型机。早在上世纪60年代，IBM公操作系统层虚拟化没有独立的hypervisor层，主机操司就发明了一种操作系统虚拟机技术，允许在一台主机上作系统本身负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源，运行多个操作系统，让用户尽可能地充分利用昂贵的大型并且让这

4、些服务器彼此独立。操作系统层虚拟化的缺点机资源。随着技术发展和市场竞争的需要，大型机上的技是所有虚拟服务器必须运行同一操作系统(不过每个实例术开始向小型机或UNIX服务器移植。IBM、HP和Sun后有各自的应用程序和用户账户)，灵活性比较差；优点来都将虚拟化技术引入各自高端RISC服务器系统中。是本机速度性能比较高，由于架构在所有虚拟服务器上经过40多年的发展，虚拟化技术获得了长足的进使用单一、标准的操作系统，管理起来比异构环境要容步，服务器虚拟化技术也随着应用的普及日臻完善。随着易。SolarisContainer就是这方面的一个例子，Virtuozzo/X86服务器性能的提升

5、和应用普及，大量的X86服务器已OpenVZ是面向Linux的软件方案。经慢慢成为IT管理的难点，虚拟化技术也开始逐渐在x86(4)硬件虚拟化架构上流行起来，以控制服务器的无度增长以及提高服务除了软件外，虚拟化也从纯软件逐渐深入到处理器器资源的利用率。计级虚拟化和输入/输出级虚拟化，AMD和英特尔提供的最算2.2虚拟化技术的现状机新一代芯片在设计时都考虑到了硬件虚拟化功能。英特尔应目前有4种类型的虚拟化技术：的虚拟化技术（VT）和AMD的虚拟化技术（AMD-V）把用(1)完全虚拟化虚拟硬件仿真方面的部分繁重任务从软件转移到了硬件，目前最主要的虚拟化方法，使用名为hyperviso

6、r的并且把某些内存管理功能转移到了用软件处理的CPU微代一种软件，在虚拟服务器和底层硬件之间建立一个抽象码里面。这些努力使得x86平台的CPU更适合处理虚拟服层。hypervisor可以捕获CPU指令，为指令访问硬件控制务器带来的特有工作负载。器和外设充当中介。在完全虚拟化的环境下，hypervisor3虚拟化技术特性运行在裸硬件上，充当主机操作系统，而由hypervisor管综合虚拟化技术的发展过程和现状，结合其实现原理的虚拟服务器运行客户端操作系统(guestOS)。完全理，可以总结出虚拟化技术的6大特性：虚拟化技术的优点是操作系统不用改动就能安装到虚拟(1)软件实现。以软件

7、的方式模拟硬件，通过软件的服务器上；主要缺点是，hypervisor给处理器带来开销。方式逻辑切分服务器资源，形成统一的虚拟资源池，创建VMware和微软的VirtualPC是该方法的两个代表性商用产虚拟机运行的独立环境。品，而基于核心的虚拟机(KVM)是面向Linux系统的开源(2)隔离运行。运行在同一物理服务器上的多个虚拟产品。机之间相互隔离，虚拟机与虚拟机之间互不影响。包括：(2)准虚拟化计算隔离、数据隔离、存储隔离、网络隔离、访问隔离，准虚拟化(para-virtuali