【文章內(nèi)容簡介】 理復(fù)雜、能耗嚴重、成本增加及信息安全等方面的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保、易管理的數(shù)據(jù)中心。 虛擬化及云計算技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心并不是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的復(fù)制，而是一種全新的 IT 服務(wù)提供模式，通過提供簡單的用戶接口實現(xiàn)自動化補署 IT 資源；能夠提供足夠的按需可擴展的計算容量和能力；通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)全新的應(yīng)用服務(wù)。 虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢 虛擬化技術(shù)應(yīng)用 于數(shù)據(jù)中心可給用戶帶來巨大益處： ? 資源整合，硬件成本縮減 通過虛擬化可以實現(xiàn)多個獨立的系統(tǒng)同時運行在同一個物理系統(tǒng)上。完成多應(yīng)用需求，然而卻不用采購額外的服務(wù)器。充分利用計算機資源。 ? 兼容性 與物理計算機一樣，虛擬機承載著自身的客戶操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，并具有物理計算機上的所有組件（主板、 VGA 卡、網(wǎng)卡控制器等）。因此，虛擬機與所有標準的 x86 操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動程序完全兼容，這樣，您就可以使用虛擬機來運行您在 x86 物理計算機上運行的所有相同軟件。 ? 封裝 虛擬機實質(zhì)上是一個軟件容器，它將一整套虛擬硬件資源與操作系統(tǒng)及其所有應(yīng)用程序捆綁或“封裝”在一個軟件包內(nèi)。封裝使虛擬 8 機具備超乎尋常的可移動性并且易于管理。例如，您可以將虛擬機從一個位置移動和復(fù)制到另一位置，就像移動和復(fù)制任何其他軟件文件一樣。 ? 資源動態(tài)平衡 當(dāng)需求增加時，可以把虛擬機系統(tǒng)及應(yīng)用軟件動態(tài)在線遷移到具有足夠可用資源的系統(tǒng)中，實現(xiàn)整個平臺計算資源動態(tài)平衡。而應(yīng)用對外提供的服務(wù)不中斷。 ? 管理成本降低、效率提高 虛擬化系統(tǒng)的創(chuàng)建和部署快捷簡單，是以通用的映像模式快速復(fù)制來實現(xiàn)，部署一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)往 往只需幾分鐘時間就可以完成，完全顛覆了傳統(tǒng)應(yīng)用安裝和部署方式。在虛擬化的環(huán)境中，虛擬化軟件一般會提供一個集中虛擬化平臺管理中心，所有物理資源（服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等）和虛擬機資源都可以通過集中管理中心進行統(tǒng)一管理，可以大大提高整個數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)及應(yīng)用的靈活高效管理。 ? 物理 /環(huán)境成本降低 硬件服務(wù)器需求減少意味著電源電能消耗的降低和減少、降溫制冷需求減少、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備減少和網(wǎng)絡(luò)布線、簡化等其他不動產(chǎn)成本削減。同時還可以提高整個數(shù)據(jù)中心空間的更合理利用與優(yōu)化。 ? 資源共享 在基本 Linux 服務(wù)器系統(tǒng)上，通過虛擬機軟件可以支持同時運行Linux、 windows、 solaris (x86/x86_64)、 FreeBSD 等系統(tǒng)。不僅服務(wù)器利用率提高，網(wǎng)絡(luò)和存儲基礎(chǔ)設(shè)施也可以實現(xiàn)優(yōu)化。組件減少， 9 出錯機率降低，管理輕松。 ? 維護成本降低 由于穩(wěn)定性的原因，虛擬的服務(wù)器和存儲基礎(chǔ)設(shè)施維護起來成本較高。用來運行舊的成本高的服務(wù)器應(yīng)用軟件可以被簡便地虛擬到一個新的、低成本的系統(tǒng)上。 ? 高性能應(yīng)用需求 應(yīng)用程序不會因為運行在虛擬機系統(tǒng)而在性能上有所下降，具有和運行在物理機上的系統(tǒng)相同的性能表現(xiàn) 。 ? 滿足高安全性需求 每個虛擬機可以根據(jù)需求設(shè)定自己的安全策略與機制，互不影響與干擾，就如同分別運行在不同的物理機器上；同時開源的虛擬機軟件本身通過安全專家機構(gòu)評審，具有可靠的安全性。 ? 實現(xiàn)不同系統(tǒng)運行需求 在工業(yè)標準服務(wù)器系統(tǒng)上，通過虛擬機軟件可以支持同時運行Linux、 windows、 solaris （ x86/x86_64）、 FreeBSD等系統(tǒng)。 云計算技術(shù)的優(yōu)勢 云計算技術(shù)提供的是多種功能服務(wù)的集合，在虛擬化技術(shù)支撐下幾乎可以達到無所不能的功能，對云計算平臺組織中心及用戶都會帶來具大的優(yōu)勢。 對云計算平臺組織中心來說，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在： ? 集中管理 10 云計算平臺就是通過最新的 IT 技術(shù)對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的升華，最集中的體現(xiàn)是通過虛擬化技術(shù)引擎和云計算管理平臺，實現(xiàn)對資源的統(tǒng)一化及動態(tài)化分配和管理，一組服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲通過虛擬化技術(shù)，可以看做是一個超大規(guī)模的計算機，好像是只有一個服務(wù)器、一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、一個大的存儲。通過管理平臺，可以對其進行資源的動態(tài)分配和調(diào)整及回收，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心相比，其資源利用率可以提供數(shù)倍，管理效率可以提高 70%以上，資源的劃分可以虛擬的方式進行，而且通過安全設(shè)置可以保證虛擬的資源的 安全性和獨立性。 ? 無限可擴展能力 云計算平臺是可以按需要動態(tài)在線增加資源的（如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲、軟件、服務(wù)），通過云計算的管理平臺可以實現(xiàn)按需在線擴展能力，當(dāng)云計算平臺整體計算資源不足時，可以增加各自的獨立計算單元，服務(wù)器不足時，可以在線增加服務(wù)器，系統(tǒng)自動安裝，自動加載到管理平臺中心，用作新的運算單元。存儲不足時，可以在線增加存儲，提供新的存儲容量的需求。從理論上，云計算平臺可以支持無限的服務(wù)器數(shù)量和存儲空間。 ? 最可靠的平臺 云計算平臺中通過高可用性軟件，可以實現(xiàn)最可靠的運算平臺，任何一臺服務(wù)器的失敗， 云計算管理平臺都可以自動發(fā)現(xiàn)，并把失敗的服務(wù)器從可用服務(wù)器列表中剔除，從而保證任意時間用戶請求的計算資源都是建立的可用的服務(wù)器之上，同時，通過 HA 功能，還可以保證失敗的虛擬機計算資源可以自動遷移到其他可用的服務(wù)器上。網(wǎng) 11 絡(luò)配置為多鏈路，任何一條鏈路的失敗，都有另一條鏈路可替代，以確保網(wǎng)絡(luò)的高可用。存儲的配置可以通過冗余配置和備份的方法保證數(shù)據(jù)的高可靠性。 通過服務(wù)的負載均衡功能，可以保證服務(wù)的高可用性，用戶申請多臺功能相同的服務(wù)計算單元，同時申請兩個負載均衡器（互為備份），這樣用戶只需訪問負載均衡器，來獲得服 務(wù)保證，負載均衡器把用戶請求轉(zhuǎn)發(fā)到功能服務(wù)器上，獲得響應(yīng)，一旦功能服務(wù)器或負載均衡器失敗，由備份負載均衡器接管理負載均衡功能，負載均衡器可以把失敗的功能服務(wù)器隔離，但對用戶來講，其請求仍然可以由其他的功能服務(wù)器提供。達到高可用性、高效運行環(huán)境。 ? 快速部署能力 不象傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用部署方式，云計算中的服務(wù)的部署是簡單而快速的，通常的作法是，把最常用的服務(wù)以模板的方式事先創(chuàng)建好，并放置于模板管理庫中，當(dāng)用戶需要某一服務(wù)時，只需從模板庫中選擇自己需要的功能，并從資源池中選擇所需硬件資源，發(fā)出申請，云計算平臺會 自動按用戶的需求在幾分鐘之內(nèi)就構(gòu)建成。而不象傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，一個功能服務(wù)器的申請需要從系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用等一系列安裝步驟才能完成，而且這個過程需要數(shù)小時甚至數(shù)天才能完成，并且還需要數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)管理員人為操作才能完成。 ? 廣泛適應(yīng)性平臺及豐富應(yīng)用 建立在工業(yè)標準服務(wù)器之上的云計算平臺具有廣泛的適應(yīng)性，通過虛擬化技術(shù)可以支持通用的主流的操作系統(tǒng)，主要包括 windows 系 12 統(tǒng)， Linux 系統(tǒng)， Solaris 系統(tǒng)（ Solaris 9,10 x86 版本及OpenSolaris),FreeBSD 系統(tǒng)。所以在云計算平臺上可以 構(gòu)建通用的適用于不同操作系統(tǒng)的應(yīng)用和功能 ? 超低的總體擁有成本 TCO 通常情況云計算平臺的底層通過采用虛擬化技術(shù)，每個服務(wù)器上可以運行獨立的多個操作系統(tǒng)，使得單個服務(wù)器及存儲資源利用率可以達到 70%以上，從而降低硬件投資成本；由于當(dāng)然各主流硬件廠商及軟件供應(yīng)商及操作系統(tǒng)廠商都推出了云平臺的價格列表，軟件的許可證不再按傳統(tǒng)的收費模式來計算，不是按運行多少實例及操作系統(tǒng)個數(shù)來計算軟件許可，這樣就可以大大節(jié)省了硬件、軟件采購成本及軟件許可費用。原先需要在 1000 臺服務(wù)器上運行的應(yīng)用現(xiàn)在可以在100臺甚至更少的服務(wù)器 上完成，加上云平臺方便的管理功能，使得整個平臺的長期運維成本大大節(jié)省，減少了系統(tǒng)管理的復(fù)雜度，從而降低的整體成本 TCO。 ? 虛擬化及動態(tài)資源調(diào)整 云平臺計算資源的物理位置及底層的基礎(chǔ)架構(gòu)對于用戶來說是透明和不相關(guān)的，通過虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)硬件資源的整合與再分隔，所分配置獨立的計算資源可以根據(jù)需要動態(tài)地調(diào)整，從而達到整個云計算平臺的資源的平衡，最合理地利用硬件計算資源。 云計算平臺對用戶來說，帶來的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在： ? 易用性 云計算平臺通常會提供一個統(tǒng)一的、易用的客戶端工具（一般主 13 要是通用的瀏覽器），用戶通過客戶 端工具可以方便地連接到云計算平臺，在云計算平臺上申請自己所需的服務(wù)（功能）與所需的硬件資源（ cpu、 memory、 storage、 work 等），然后經(jīng)過驗證獲得自己獨立的運算系統(tǒng)，通過工具登錄到系統(tǒng)，就和使用本地操作系統(tǒng)和功能軟件一樣，沒有任何改變，也不需任何培訓(xùn)就可以使用并進行自己的運算。 ? 節(jié)省硬件、軟件投資和維護費用 用戶只需依所申請資源的使用時間、流量帶寬、空間、 IO 等因素按月 /年來支付廉價的使用費用，而不用去購買任何硬件、軟件許可等昂貴的費用，也不需要專業(yè)系統(tǒng)管理員去安裝、配置復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境， 也不用考慮如何架構(gòu)一個 HA 高可用計算環(huán)境，只需放心地使用從云中申請的高可靠性平臺支撐的資源與服務(wù)（功能）。 ? 安全的平臺 云計算平臺通常是由業(yè)界最專業(yè)的 IT 廠商協(xié)助構(gòu)建，提供最高的安全設(shè)置和高可靠性運行環(huán)境，客戶不必擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)失效，所以運行的環(huán)境比自己的 IT 服務(wù)人員搭建的計算環(huán)境要具有更安全可靠的服務(wù)運行環(huán)境。 ? 豐富的功能選擇性 通常情況下，云計算平臺可以提供各種豐富的功能應(yīng)用平臺，幾乎包括的用戶所需的常用的各種功能，這樣用戶就可以按自己的需要從中選擇自己的最需要的功能模塊。比如最常見的郵件服務(wù)器、 WEB服務(wù)器、中間件應(yīng)用開發(fā)平臺、 CAD 設(shè)計、動漫設(shè)計、 CI 設(shè)計、 CRM、 14 ERP、高性能運算（ HPCC）等功能是云計算平臺中最常見的功能。 ? 位置無關(guān)性、設(shè)備無關(guān)性 無論用戶處于任何地方，在公司還是外地，使用的是手持設(shè)備、筆記本還是 PC 機，只需通過 inter 連接地云計算平臺都可以方便地處理自己的云中業(yè)務(wù)，由于所有計算都是在云計算平臺中 ，所以客戶端任何可連接互連網(wǎng)的瘦客戶機都可以無障礙的進行自己的計算。 云計算的其它功能： ? 云計算平臺硬件資源動態(tài)分配與收回功能 當(dāng)某一虛擬機系統(tǒng)不再有效，云計算平臺系統(tǒng)管理員可以通過云計算虛擬機管理中心，銷毀虛擬機并回收硬件資源。收回的硬件資源可以被再分配服務(wù)于其他新的用戶或企業(yè)。 ? 云計算平臺計算資源無限在線可擴展功能 云計算平臺具有無限可在線擴展計算資源的功能，主要體現(xiàn)為最初創(chuàng)建云計算平臺時可能不會直接搭建上百臺服務(wù)器和海量存儲。最常見的做法是初期搭建符合基本用戶使用的少量的硬件服務(wù)器和存儲，隨著平臺用戶的增多，如果當(dāng)前的云計算資源滿足不了更多的用戶的時候，可以購買新的硬件計算資源和相應(yīng)的軟件許可。在線擴展整個云計算平臺計算能力。 同樣云計算從功能上來分是無所不能，通用的作法也是初期只需購買少量的滿足當(dāng)前用戶使用功能需求，隨著用戶使用云計算平臺人數(shù)的增加及新的功能需求出現(xiàn)，可以分批添加新的功能軟件，搭建新的功能服務(wù)器。提 供 IaaS、 PaaS、 SaaS服務(wù)。 15 ? 云計算平臺可以方便實現(xiàn)商業(yè)云平臺功能 對運維商來說，初期可以作為私有云方式提供內(nèi)部資源 /服務(wù)計算平臺，私有云計算平臺的資源使用是不考虛資源使用費用與成本，然后可以免費開發(fā)公共服務(wù)與應(yīng)用給外面的企業(yè)或用戶，隨著云計算平臺用戶的增多，更多行業(yè)用戶的加入，可以考慮構(gòu)建商業(yè)云的模式，通過云計算平臺中商業(yè)計費模塊，可以方便地實現(xiàn)資源服務(wù)計費功能，用戶就可以按使用資源的多少和使用時間，云計算平臺自動生成用戶帳單系統(tǒng)和支付系統(tǒng)，從而上升為真正商業(yè)公共云計算平臺。 云計算的服務(wù)形式 云 計算集成了當(dāng)今 IT 最新的各種技術(shù)，從廣泛意義上講，云計算無所不能，從當(dāng)前規(guī)范的定義上來講，通過云計算可以實現(xiàn)如下功能服務(wù)。 ? IaaS 架構(gòu)即服務(wù) 通過虛擬化技術(shù)，可以在云計算平臺上，按需分配相應(yīng)的虛擬硬件資源（ CPU、 Memory、 Storage、 Network）等，在虛擬的硬件資源上安裝并運行不同虛擬機系統(tǒng)（ linux， windows， OpenSolaris，F(xiàn)reeBSD 等），不同的虛擬機系統(tǒng)可以給不同的用戶使用，用戶擁有root/administrator 最高權(quán)限和密碼，完全可以利用和控制自己的虛 擬機系統(tǒng)，用戶是感覺不到自己是登錄到虛擬機系統(tǒng)上，象使用安裝在物理機器上的操作系統(tǒng)一樣使用虛擬機系統(tǒng)，用戶自己決定運行什么樣的應(yīng)用。 16 在管理上，云平臺管理員可以預(yù)先安裝好常用的操作系統(tǒng)（ linux，windows 等）并制作成模板，給用戶分配并創(chuàng)建虛擬機資源時不需要從頭開始安裝系統(tǒng)，只需要選擇已經(jīng)安裝好的模板，并選擇相應(yīng)的虛擬機硬件資源，就可以快速構(gòu)建一個新的虛擬機系統(tǒng)，這個過程大概只需要幾分鐘時間就可以完成。完全不同于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)安裝。 更高級的功能，用戶可以自己登錄到云計算平臺上，通過 GUI web界面 自己選擇要用的系統(tǒng)模板，并選擇希望使用的硬件資源，自己創(chuàng)建虛擬機操作系統(tǒng)，這樣就可以大大節(jié)省云平臺管理員的工作負擔(dān)。并實現(xiàn)云計算平臺資源自動化申請和創(chuàng)建功能。 如果在商業(yè)的云計算平臺中，加上帳單計費和支付系統(tǒng)，用戶只需支付使用硬件資源時間上的費用，不用考虛或購買軟件許可證，大大節(jié)省了硬件和軟件上的投資。實現(xiàn)架構(gòu)即服務(wù) IaaS功能。 ? Paas 平臺即服務(wù) 平臺即服務(wù)功能就是為 IaaS 加上各種功能服務(wù)器軟件，提供一個計算平臺的某種功能。常見的平臺即服務(wù)的功能服務(wù)器如開發(fā)服務(wù)器