云計算與虛擬化技術

1、河南科技大學林業(yè)職業(yè)學院虛擬化和云計算虛擬化和云計算高集07-5班符浩虛擬化和云計算摘要在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡環(huán)境下，管理信息系統(tǒng)基本上是由客戶機/服務器開發(fā)的，其中客戶機/服務器是C/S(英文客戶機/服務器的縮寫)。然而，隨著WWW的廣泛應用，目前的管理信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸開始從C/S模式向B/S模式轉(zhuǎn)變。瀏覽器/服務器結(jié)構(gòu)是瀏覽器和服務器的結(jié)構(gòu)。它是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的興起而產(chǎn)生的一種C/S結(jié)構(gòu)的改變或改進。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面由萬維網(wǎng)瀏覽器實現(xiàn)，很少事務邏輯在瀏覽器中實現(xiàn)，但主要事務邏輯在服務器中實現(xiàn)，形成所謂的三層三層結(jié)構(gòu)。這極大地簡化了客戶端計算機的負載，降低了系統(tǒng)維護和升級的成本和工作量，并降

2、低了用戶的總體成本。在這種背景下，云計算應運而生。云計算(臺灣翻譯為云計算)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型計算方法，通過互聯(lián)網(wǎng)上的異構(gòu)和自治服務，為個人和企業(yè)用戶提供按需計算。因為資源在互聯(lián)網(wǎng)上，并且在計算機流程圖中，互聯(lián)網(wǎng)通常由云模式表示，所以它可以被形象地比作云，“云”也是底層基礎設施的抽象概念。從某種意義上說，云計算的出現(xiàn)剝奪了軟件和硬件之間的聯(lián)系。傳統(tǒng)的管理員不僅需要維護服務器的硬件，還需要管理軟件的應用，這使得企業(yè)付出了巨大的成本。然而，云計算并不限制應用和硬件之間不可避免的聯(lián)系，即通過并行計算，應用可以在不同的硬件上執(zhí)行，應用服務和硬件資源之間的固定對應關系被完全消除。虛擬化是云計算的基石

3、。云計算應用必須基于虛擬化。云計算是第三代信息技術，第一代是靜態(tài)信息技術，第二代是共享概念，共享數(shù)據(jù)和信息，第三代是動態(tài)的，所有的信息和數(shù)據(jù)都在一個動態(tài)的架構(gòu)上，否則就不會有云或云。將硬件投入使用必須是動態(tài)的。這取決于產(chǎn)品在虛擬化方面的能力。虛擬化是動態(tài)的基礎。只有在虛擬化環(huán)境中，云才是可能的。因此，要理解云計算，我們必須首先理解虛擬化。目錄一.摘要.1第二，虛擬化技術.31)虛擬化技術介紹.32)虛擬化的含義.43)虛擬化架構(gòu).6第三，云計算.81)云計算技術介紹.82)云計算和虛擬化.113)云計算的應用.13四.摘要.16V.參考.18虛擬化技術虛擬化技術簡介虛擬化是一個寬泛的術語。在計

4、算機中，它通常意味著計算元素在虛擬的基礎上運行，而不是在真實的基礎上運行。虛擬化技術可以擴展硬件容量，簡化軟件重構(gòu)過程。CPU的虛擬化技術可以模擬多個CPU與一個CPU的并行性，允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，應用程序可以在獨立的空間中運行而不相互影響，從而大大提高了計算機的工作效率。虛擬化是一種成熟的軟件技術，它正在迅速改變信息技術的面貌，并從根本上改變?nèi)藗兊挠嬎惴椒?。如今，具有強大處理能力的x86計算機硬件只運行一個操作系統(tǒng)和一個應用程序。這使得大多數(shù)計算機遠未得到充分利用。借助虛擬化，多個虛擬機可以在一臺物理機上運行，從而在多個環(huán)境中共享一臺計算機的資源。不同的虛擬機可以在同一臺物理機

5、上運行不同的操作系統(tǒng)和多個應用程序。虛擬化技術與多任務和超線程技術完全不同。多任務意味著多個程序在一個操作系統(tǒng)中并行運行，而在虛擬化技術中，多個操作系統(tǒng)可以同時運行，每個操作系統(tǒng)運行多個程序，每個操作系統(tǒng)運行在一個虛擬中央處理器或虛擬主機上；然而，超線程技術僅通過一個CPU模擬兩個CPU來平衡程序的運行性能，這兩個模擬CPU不能分離，只能協(xié)同工作。虛擬化是一個抽象層，它將物理硬件與操作系統(tǒng)分開，從而提供更高的IT資源利用率和靈活性。虛擬化允許多個具有不同操作系統(tǒng)的虛擬機在同一臺物理機上獨立并行運行。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件(如內(nèi)存、中央處理器、網(wǎng)卡等)。)，其中可以加載操作系統(tǒng)和應用程

6、序。無論實際使用的是什么物理硬件組件，操作系統(tǒng)都將它們視為一組一致且標準化的硬件。虛擬化的概念最早出現(xiàn)在20世紀60年代，它可以劃分屬于稀有和昂貴資源的大型機硬件。隨著時間的推移，微型計算機和個人電腦可以提供更有效和更經(jīng)濟的方法來分配處理能力。因此，在20世紀80年代，虛擬技術不再被廣泛使用。20世紀90年代，研究人員開始探索如何使用虛擬化來解決一些與廉價硬件擴散相關的問題，如利用率不足、管理成本上升和易受攻擊等。如今，虛擬化技術處于時代的前沿，它可以幫助企業(yè)在全球范圍內(nèi)升級、管理和保護其IT基礎架構(gòu)。虛擬化的含義虛擬化基于虛擬機。普通虛擬機的工作原理如下：虛擬機是一個緊密隔離的軟件容器，它可

7、以像物理計算機一樣運行自己的操作系統(tǒng)和應用程序。虛擬機完全像物理計算機一樣運行，包括自己的虛擬中央處理器、內(nèi)存硬盤和網(wǎng)絡接口卡。操作系統(tǒng)無法區(qū)分虛擬機和物理計算機，應用程序和網(wǎng)絡中的其他計算機也無法區(qū)分。甚至虛擬機本身也認為自己是一臺“真正的”計算機。但是，虛擬機完全由軟件組成，沒有任何硬件組件。因此，虛擬機有許多物理硬件沒有的獨特優(yōu)勢。虛擬化帶來的好處多種多樣，主要包括以下幾點l效率：一個服務器的原始資源被分配給幾個虛擬化的服務器，空閑資源被有效地利用，以確保企業(yè)應用程序的最高可用性和性能。l隔離：盡管虛擬機可以共享一臺計算機的物理資源，但它們?nèi)匀煌耆嗷ジ綦x，就像它們是不同的物理計算機一樣

8、。因此，就可用性和安全性而言，隔離是在虛擬環(huán)境中運行的應用程序遠遠優(yōu)于在傳統(tǒng)非虛擬化系統(tǒng)中運行的應用程序的一個重要原因。可靠：虛擬服務器獨立于硬件工作，通過改進災難恢復解決方案提高了業(yè)務連續(xù)性。當服務器出現(xiàn)故障時，可以在最短的時間內(nèi)恢復，而不會影響整個集群的運行，從而實現(xiàn)整個數(shù)據(jù)中心的高可用性。成本：它降低了部署成本，只需要更少的服務器來實現(xiàn)需要更多服務器的事情，并間接降低了安全和其他方面的成本。兼容：所有虛擬服務器都與普通x86系統(tǒng)兼容。他改進了桌面管理方法，并可以部署許多不同的系統(tǒng)，以最大限度地減少兼容性導致問題的可能性。易于管理：服務器/管理員比率得到提高，管理員可以比以前更容易地管理更

9、多的服務器，而不會造成更大的負擔。通過虛擬化IT基礎架構(gòu)，可以降低IT成本，同時提高現(xiàn)有資產(chǎn)的效率、利用率和靈活性。在世界各地，各種規(guī)模的公司都享受著服務器虛擬化的好處。成千上萬的組織，包括所有財富100強公司，都在采用服務器虛擬化解決方案。虛擬化架構(gòu)由于虛擬化技術可以通過共享和合并資源來提高效率和降低成本，因此它已被迅速應用于數(shù)據(jù)中心和其他設備。在網(wǎng)絡的核心，由于法規(guī)、操作、組織和安全的影響，不同網(wǎng)絡和服務的虛擬化變得更具挑戰(zhàn)性。降低資本成本和運營成本，提高運營效率和靈活性。在服務器整合的基礎上，部署一個標準的虛擬化平臺來實現(xiàn)整個IT基礎架構(gòu)的自動化。利用虛擬化的力量更有效地管理IT容量，提

10、供更高的服務級別，并簡化IT流程。因此，我們?yōu)樾畔⒓夹g基礎設施的虛擬化創(chuàng)造了一個術語，稱為“虛擬基礎設施”。目前，常見的VMM工作模式如下：借助虛擬基礎架構(gòu)，多臺計算機的物理資源可以在整個基礎架構(gòu)中共享。虛擬機可以在多個虛擬機之間共享單個物理計算機的資源，以實現(xiàn)最高效率。資源在多個虛擬機和應用程序之間共享。業(yè)務需求是將基礎架構(gòu)的物理資源動態(tài)映射到應用程序的驅(qū)動力，即使這些需求發(fā)生了變化。X86服務器、網(wǎng)絡和存儲可以聚合到一個統(tǒng)一的IT資源池中，應用程序可以根據(jù)需要隨時使用它。這種資源優(yōu)化方法有助于組織實現(xiàn)更高的靈活性，并降低資本成本和運營成本。虛擬基礎架構(gòu)通常包括以下組件：l裸機虛擬機管理程序

11、，可以完全虛擬化每臺x86計算機。虛擬基礎架構(gòu)服務(如資源管理和整合備份)可以優(yōu)化虛擬機之間可用資源的分配通過提供特殊功能來優(yōu)化特定信息技術流程(如部署或災難恢復)的自動化解決方案。將軟件環(huán)境與其底層硬件基礎架構(gòu)分開，以便管理員可以將多個服務器、存儲基礎架構(gòu)和網(wǎng)絡聚合到一個共享資源池中。然后，這些資源根據(jù)需要安全可靠地動態(tài)提供給應用程序。通過這種開創(chuàng)性的方法，我們可以用低成本的行業(yè)標準服務器構(gòu)建塊的形式構(gòu)建自我優(yōu)化的數(shù)據(jù)中心，并實現(xiàn)高水平的利用率、可用性、自動化和靈活性。云計算云計算簡介云計算(臺灣翻譯為云計算)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型計算方法，通過互聯(lián)網(wǎng)上的異構(gòu)和自治服務，為個人和企業(yè)用戶提供

12、按需計算。因為資源在互聯(lián)網(wǎng)上，并且在計算機流程圖中，互聯(lián)網(wǎng)通常由云模式表示，所以它可以被形象地比作云，“云”也是底層基礎設施的抽象概念。云計算資源是動態(tài)的、可擴展的和虛擬化的，并且通過互聯(lián)網(wǎng)提供。最終用戶不需要知道云中基礎設施的細節(jié)，直接擁有相應的專業(yè)知識和控制權，只需關注他們真正需要什么樣的資源以及如何通過網(wǎng)絡獲得相應的服務。狹義上，云計算是指信息技術基礎設施的交付和使用模式，即通過網(wǎng)絡以按需和可擴展的方式獲取所需的資源(硬件、平臺和軟件)。提供資源的網(wǎng)絡被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在用戶眼中可以無限擴展，可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展、按需付費。這一功能通常被稱為使用信息技術基礎設施，如

13、水力發(fā)電。廣義的云計算是指服務交付和使用的模式，即通過網(wǎng)絡以按需和可擴展的方式獲取所需的服務。這種服務可以與信息技術、軟件和互聯(lián)網(wǎng)或任何其他服務相關。云計算可被視為包括以下服務級別：基礎設施即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)和軟件即服務(SaaS)。云計算服務通常提供通過瀏覽器訪問的一般在線業(yè)務應用，軟件和數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)中心。云計算有以下四個顯著特征：首先，云計算提供了最可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲中心，因此用戶不必擔心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵和其他問題。許多人認為數(shù)據(jù)只有存儲在他們能看到和觸摸的計算機中才是最安全的，但事實并非如此。由于您的粗心大意，您的計算機可能會被病毒損壞或攻擊，導致硬盤上

14、的數(shù)據(jù)無法恢復，而訪問您計算機的罪犯可能會利用各種機會竊取您的數(shù)據(jù)。據(jù)報道，轟動一時的“艷照門”事件造成個人數(shù)據(jù)泄露，因為電腦被送去維修。相反，當你的文檔保存在像谷歌文檔這樣的網(wǎng)絡服務中，當你上傳照片到像谷歌Picasa網(wǎng)站這樣的網(wǎng)絡相冊中時，你就不再需要擔心數(shù)據(jù)丟失或損壞。因為在“云”的另一端，有世界上最專業(yè)的團隊來幫助您管理信息，還有世界上最先進的數(shù)據(jù)中心來幫助您保存數(shù)據(jù)。同時，嚴格的權限管理策略可以幫助您自信地與指定人員共享數(shù)據(jù)。這樣，你可以享受到最好和最安全的服務而不用花錢，甚至比在銀行存錢更方便。其次，云計算對用戶方設備的要求最低，使用最方便。每個人都有在個人電腦上維護各種應用程序的

15、經(jīng)驗。為了使用最新的操作系統(tǒng)或最新版本的軟件，我們必須不斷升級我們的計算機硬件。為了打開朋友發(fā)送的某種格式的文檔，我們不得不瘋狂地搜索和下載應用軟件。為了防止病毒在下載過程中被引入，我們必須反復安裝殺毒和防火墻軟件。對于一個剛剛接觸電腦和互聯(lián)網(wǎng)的新手來說，所有這些麻煩加起來就是一場噩夢！如果你再也無法忍受這種電腦體驗，云計算可能是你最好的選擇。只要你有一臺可以上網(wǎng)的電腦和一個你喜歡的瀏覽器，你所要做的就是在瀏覽器中輸入網(wǎng)址，然后享受云計算帶給你的無限樂趣。您可以直接在瀏覽器中編輯存儲在云另一端的文檔，并且可以隨時與朋友共享信息，而不用擔心您的軟件是否是最新版本，也不用擔心軟件或文檔是否感染了病毒。因為在云的另一端，有專業(yè)的IT人員來幫助您維護硬件、安裝和升級軟件、幫助您防止病毒和各種網(wǎng)絡攻擊，并幫助您在個人電腦上做您以前做的一切。此外，云計算可以在不同設備之間輕松共享數(shù)據(jù)和應用?？紤]到不同設備中有多種數(shù)據(jù)同步方