云计算论文虚拟化技术论文

云计算论文虚拟化技术论文摘要：云计算真正实现了按需计算，有效地提高了对软硬件资源的使用效率。在云计算中，利用虚拟化技术，能对资源池进行有效的管理和分配，通过对资源的合理配置而提高资源的利用率，有效地整合各服务器的资源，减小企业成本；利用虚拟化技术，可以虚拟出各种应用场景，能够很方便地将原有环境重新部署形成新的环境，满足不同的应用场合，简化了重新部署的过程，还增强的系统的可移植性，由此可见，虚拟化技术的发展对云计算的发展具有非常重要的意义。随着互联网的发展，人们对网络的需求越来越多，网络提供给人们的服务也越丰富，而这些网络服务需要海量数据的存储和强大计算能力来满足日益增长的业务需求，这样虚拟化的云计算就产生了，云计算的产生并非来自学术理论，而是直接产生于企业计算、互联网领域，它更关心如何扩展系统、如何方便IT管理，另外，在应用程序运行的平台中，需要依赖于有一定资源的环境，并且这些环境还要相对独立，这就使得应用程序可以单独占用其资源，但是有些程序间又需要共享某些资源，这就又不能进行简单的物理隔离来实现，这时，使用虚拟化技术就方便多了，应用虚拟化技术不仅能够从硬件层面上进行有效的硬件资源分配而且还能够在软件层面上提供一种全新的虚拟出的独立的环境，这就有效提高了资源的利用率[1]。1云计算的基本概念到目前为止，有关云计算的概念有多种说法，而美国国家标准技术研究院NIST（NationalInstituteofStandardsandTechnology）给出的云计算的定义是：云计算是基于网络的，是一种按使用量付费的模式，这种模式可以实现随时随地，便捷地，随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源，这些资源包括网络，服务器，存储，应用软件和服务等，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互[2]。云计算具有无可估量的商业价值，世界各大型IT企业对云计算都很关注，2006年，Google总裁首次正式提出“云计算”的名词，在后续的发展中，云计算是一种全新的商业模式，得到商业界和学术界的不断认可。2云计算的商业服务模式从用户的角度来讲，云计算的商业服务模式有三种，基础设施即服务IaaS（InfrastructureasaService），平台即服务PaaS（PlatformasaService）和软件即服务SaaS（SoftwareasaService），结构如图1所示，层次越低通用性就越强，层次越高专用性就越强。基础设施即服务IaaS：它是面向最底层的硬件资源，它将物理服务器的各种硬件资源进行整合，对外只提供一个使用资源的接口，它是为IT行业创造虚拟的计算和数据中心，使得其能够把计算单元、存储器、I/O设备、带宽等计算机基础设施，集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务，也就是说它把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施，作为计量服务提供给客户，把虚拟的资源池作为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化的服务，这是一种托管硬件的方式，用户付费使用厂商的硬件设施及服务；IaaS的优点在于允许用户动态申请或释放节点，按使用量计费，运行IaaS的服务器规模通常多达几十万台，甚至更多，用户几乎可以认为能够申请的资源是无限的，由于IaaS是供公众共享的，因而资源使用率会较高[3]。平台即服务PaaS：它是面向众多互联网应用开发者，是把开发环境作为一种服务来提供，这是一种分布式平台服务，厂商提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给用户，用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他用户，PaaS能够给企业或个人提供研发的中间件平台，提供应用程序开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用等服务[4]。软件即服务SaaS：它是一种基于互联网提供软件服务的应用模式，是一种随着互联网技术的发展和应用软件的成熟，在21世纪开始兴起的完全创新的软件应用模式，SaaS服务模式与传统的销售软件永久许可证的方式有很大的不同，它采用软件租赁的形式，这种模式是未来管理软件的发展趋势[5]。3云计算的好处与传统网络相比较，云计算的好处归纳出以下几点：第一，无处不在的网络访问：云计算环境中，网络能够提供很多功能，用户可通过一致的标准机制从任何地方通过多种客户端和网络连接获取所需要的服务；第二，资源共享池：云计算服务提供商将计算资源集中到资源池里，通过多租用户的方式共享给多个用户，根据用户的需要对不同的物理资源和虚拟资源进行动态分配，资源的所在地对用户而言是具有保密性的，用户通常不清楚物理资源的确切位置，也无权控制资源的分配问题，但用户可以通过申请使用它们；第三，随需应变的自助服务：用户可以单方面地按需自动获取相应的资源和计算能力，可以免去与服务提供商的交互过程；第四，快速而灵活：对用户来说，在云中可用的功能是应有尽有，并且用户可以在任何需要的时候按需进行购买和使用；第五，计量付费服务：云计算环境中通常利用一个付费使用的商业模式来控制和优化可利用的资源，根据不同的服务类型采用合适的度量指标计量[6]。4云计算中的虚拟化技术虚拟化技术是云计算实现中的一项非常关键的技术，如果没有虚拟化技术的出现，可以说就没有今天的云计算服务。在计算机方面的虚拟化通常是指计算元件是在虚拟的基础上而不是在真实的基础上运行，虚拟化技术可以将计算机的相应硬件的容量扩大，将软件的配置过程进行简化，如CPU的虚拟化技术可以将物理单个CPU虚拟出多个CPU并行运行，让一个计算机同时运行多操作系统，并且应用程序都可以在互不影响的空间中运行，从而提高计算机的工作效率[7]。云计算环境中的虚拟化技术通常有全虚拟化、半虚拟化和硬件虚拟化。4.1全虚拟化技术这种虚拟技术的虚拟程度是最彻底的，它通过虚拟机管理器将计算机的底层硬件全部进行虚拟化，通过虚拟化可以模拟出与真实物理硬件具有相同功能的环境，让每一台模拟出的虚拟机的功能和服务都和真实机一样，对于操作系统来说，我们并不需要更改操作系统的内核就可以直接在虚拟机中运行，操作系统并不知道运行的环境是物理环境还是模拟环境，如果是在模拟环境中，有些指令如果不能虚拟化，可以利用虚拟机管理器来解释翻译真实物理机器的这些指令，这样以来就可以使绝大部分的操作系统可以在模拟的虚拟机中运行，提高机器资源的使用效率，提供更好的服务[8]。4.2半虚拟化技术这种虚拟化技术需要借助计算机操作系统来实现。它不同于全虚拟化技术，在半虚拟化时，虚拟机管理器要对操作系统的部分内核代码进行修改，以实现对部分特殊指令的虚拟化，主要的作用是将那些高层软件直接无法识别的指令用虚拟化之后的指令代替，形成一个全功能完整的系统。在半虚拟环境中，操作系统知道自己运行在模拟的虚拟环境还是在物理的真实环境[9]。4.3硬件虚拟化技术以上两种虚拟化技术都涉及到软件的虚拟化，而硬件虚拟化不同于软件虚拟化，硬件虚拟化时需要相应的硬件指令的支持才能实现，这种技术让虚拟机管理器和操作系统可以运行在不同的环境中，包括模拟的虚拟环境和物理的真实环境，在运行过程中，可以根据系统的需要可以让操作系统在两种环境之间进行切换，毕竟模拟的虚拟环境运行效率要低一些，这种硬件的虚拟化，相比较软件虚拟化技术而言，可以在一定程度上提高资源的使用效率，提高计算机的性能，降低系统在进行代码转换的时间，简化了虚拟机管理器的设计，系统性能也相对稳定，效率也高[10]。5结语云计算真正实现了按需计算，有效地提高了对软硬件资源的使用效率。在云计算中，利用虚拟化技术，能对资源池进行有效的管理和分配，通过对资源的合理配置而提高资源的利用率，有效地整合各服务器的资源，减小企业成本；利用虚拟化技术，可以虚拟出各种应用场景，能够很方便地将原有环境重新部署形成新的环境，满足不同的应用场合，简化了重新部署的过程，还增强的系统的可移植性，由此可见，虚拟化技术的发展对云计算的发展具有非常重要的意义。参考文献[1]王元卓，靳小龙，程学旗.网络大数据：现状与展望[J].计算机学报，2013，36（6）：1125-1138.[2]MellP，GranceT.TheNISTdefinitionofcloudcomputing[R].NationalInstituteofStandardandTechnology，U.S.DepartmentofCommerce，2010.[3]孙伟龙.基于IasS云计算的Web应用技术研究[D].南京理工大学.2011.[4]方巍，文学志，潘吴斌等.云计算：概念、技术及应用研究综述潘[J].南京信息工程大学学报（自然科学版），2012，4（4）：351-361.[5]孙鸿靖，白洁，马海兵.计算模式的创新—云计算[J].中国科技信息，2010（19）：76-77.[6]胡慧，王辉.云计算技术现状与发展趋势分析[J].软件导刊，2009，8（9）：3-4.[7]王佳隽，吕智慧，吴杰等.云计算技术发展分析及其应用探讨[J].计算机工程与设计，2010（20）：4404-4408.[8]张新玲，张东，曹玲玲等.云计算虚拟化平台性能研究[J].软件导刊，2013（11）：1-3.[9]谢阳，史有群，陶然等.基于虚拟化技术的教学云平台构建与管理[J].计算机与现代化，2013（8）：218-221.[10]http：//