淺談大數(shù)據(jù)背景下虛擬化與云計算的優(yōu)勢及應用

姚金玲 李莉

摘要：近年來，云計算得到越來越廣泛地應用。作為21世紀信息技術領域最重要的技術之一，云計算正在并將繼續(xù)推動信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進步，并為社會進步和經(jīng)濟發(fā)展提供更多動能。虛擬化作為云計算核心技術之一，為云計算提供了重要的支撐。本文對虛擬化和云計算分別進行了闡述，基于大數(shù)據(jù)背景下對他們之間的區(qū)別和聯(lián)系進行了探討，并提出了兩者各自的適用場景。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);云計算;虛擬化;關系

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）21-0044-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

近年來，隨著虛擬化和云計算在當前的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)日益普及，云計算可以說是最熱門也最前沿的技術之一了。而在云計算當中，虛擬化技術又是其中的核心。正因為二者確實有著很緊密的聯(lián)系，很多人往往把虛擬化技術當作云計算。其實虛擬化和云計算的外延和內(nèi)涵均不同。虛擬化是將一臺物理機虛擬成多臺可以獨立運行的邏輯機，從而使得資源能夠更加高效利用的技術。云計算以虛擬化技術為基礎，通過網(wǎng)絡向用戶提供即時的計算資源服務的技術。本文對云計算和虛擬化的內(nèi)容及發(fā)展進行了闡述，并探討了大數(shù)據(jù)背景下兩者之間的關系。

1 淺談虛擬化

1.1什么是虛擬化？

虛擬化是對物理機的資源進行虛擬化的一種技術，這些資源包含CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡等。虛擬化軟件可以把物理機上的物理資源分割成多個邏輯資源，并用這些邏輯資源組合成多臺可獨立運行的虛擬機。對于終端用戶而言，這些虛擬機運行獨立的操作系統(tǒng)，有獨立的內(nèi)存和硬盤資源，可以像一臺真實存在的機器一樣使用。虛擬化技術一方面極大提高了資源配置的靈活性，另一方面極大提高了物理資源的利用率。通過使用虛擬化技術，用戶可以將一臺物理機進行邏輯切割，按需進行各種資源的配置和回收，極大地減少了企業(yè)的IT運營成本。

虛擬化技術簡化了用戶對物理資源的訪問。虛擬化管理軟件向最終用戶隱藏了真實物理資源的不同，提供了一套標準的輸入輸出接口供用戶使用。虛擬化支持Windows和Linux等各種操作系統(tǒng)。通過使用標準接口，用戶可以在底層物理資源發(fā)生變化時不受到任何影響。

這種方式降低了用戶與底層硬件資源之間的耦合程度，從而使得IT基礎設施的運行維護得到簡化。

1.2虛擬化的分類？

按照不同的維度，虛擬化技術可以有不同的分類。然而從應用上進行分類，虛擬化技術可以分為操作系統(tǒng)虛擬化、應用程序虛擬化、桌面虛擬化和網(wǎng)絡虛擬化。下面就主要的虛擬化技術減少如下。

操作系統(tǒng)虛擬化，即虛擬化構建在操作系統(tǒng)層面上，虛擬化軟件向用戶交付的是一個“操作系統(tǒng)”。對于最終用戶而言，其不需要了解物理機上具體的硬件資源配置，使用的是又虛擬化軟件構建出來的操作系統(tǒng)。Vmware的workstation、微軟的Virtual PC;IBM的Power VM均屬于此種技術。

應用程序虛擬化，即虛擬化構建在應用程序的層面上，虛擬化軟件向用戶交付的是一個虛擬的應用程序。這種虛擬的應用程序通過服務器發(fā)布到用戶終端上，用戶終端就像這些應用安裝在本地一樣來使用這些虛擬的應用程序。通常一臺服務器可以供多臺終端進行使用，當應用程序發(fā)生改變時，只需要升級服務器上的應用程序即可，終端上計劃不需要進行任何動作，從而可以大大減少了終端上應用程序維護的工作量。這種技術的典型代表有微軟的APP-V、Citrix的Xen APP。

桌面虛擬化，即虛擬化構架在遠程桌面的層面上，虛擬化軟件向用戶交付的遠程桌面。在這種技術中，用戶終端可以最簡化硬件配置，通過連接遠程服務器發(fā)布虛擬桌面進行操作。

微軟的VDI、Citrix的Xen Desktop，V mware的Vmware view、IBM的Virtual Infrastructure Access機屬于這種技術。

虛擬化技術使用軟件的方式對IT資源進行邏輯劃分，從而是用戶可以采用更加優(yōu)化的方法進行IT資源的統(tǒng)籌規(guī)劃，使得IT資源可以實現(xiàn)動態(tài)分配、靈活調(diào)度和跨域共享，極大地提高了IT資源的利用率，減少了IT的運維服務成本，在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。

2 何為云計算

2.1 什么是云計算

云計算的概念最早是由互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌公司提出來的，它被定義為一種互聯(lián)網(wǎng)應用模式。目前，云計算的概念主要有廣義和狹義兩種模式。廣義的云計算是指它是針對服務的交付和使用模式，這種模式是用互聯(lián)網(wǎng)以按需和易拓展的方式滿足廣大用戶的服務需求。狹義的云計算被定義為一種互聯(lián)網(wǎng)基礎設施交付和使用方式，是指通過互聯(lián)網(wǎng)基礎設施以一種按需和易拓展的形式來滿足用戶的需求。

2.2 云計算的優(yōu)勢

作為當前信息技術領域最重要的技術之一，云計算具有非常多的優(yōu)勢。首先，云計算技術提高了全社會的IT資源利用率，降低了全社會的IT能耗，減少了二氧化碳排放，進而對于對保護全球環(huán)境有很大的好處;其次，促進了信息技術產(chǎn)業(yè)的進一步分工，IT資源將逐漸向技術實力雄厚、專業(yè)人士眾多的大型企業(yè)集中，大部分中小企業(yè)將更多依托于云端服務部署自己的信息系統(tǒng)，提高了全社會的信息系統(tǒng)的可靠性;最后，云計算技術極大降低了信息技術投入成本和后期運維成本，并能快速響應IT信息資源的彈性需求，具有更大的靈活性，提高了用戶體驗，使得企業(yè)可以從較為復雜的IT技術中擺脫出來，從而更加專注于自己的業(yè)務和市場。

3 虛擬化與云計算的區(qū)別和聯(lián)系

3.1 云計算和虛擬化的區(qū)別

①云計算是一個概念，沒有特指具體的技術，是一種基于網(wǎng)絡的IT資源的交付模式。在這種交付模式中，用戶可以像使用水電的方式使用IT資源，而不需要自己建設相關的基礎設施。虛擬化是一種具體技術，是指將物理的IT資源進行分割成多個可以獨立運行的邏輯資源，以充分有效利用資源的技術。根據(jù)其實現(xiàn)功能的不同，可分為操作系統(tǒng)虛擬化、應用程序虛擬化、桌面虛擬化等。

②云一般具有一定的規(guī)模。很多大型企業(yè)的私有云一般擁有數(shù)百上千臺服務器，而阿里、百度、Amazon等大型云計算已經(jīng)擁有數(shù)百萬臺服務器。通過具有一定規(guī)模的服務器，“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。云計算可以擁有每秒上億次的運算能力，從而能夠利用強大的運算能力完成諸如天氣預測、基因篩選和大數(shù)據(jù)分析等工作。虛擬化通常是把單臺或多臺物理設備進行邏輯劃分，從而形成多個可以獨立運行的邏輯實體。

③云計算是一種服務交付模式。用戶不需要自己搭建數(shù)據(jù)中心，只需要通過網(wǎng)絡接入云服務商的云平臺，即可按需以一定的成本使用云平臺提供的服務。在云平臺的模式下，計算能力作為一種社會基礎資源，云服務提供商就像水電廠提供水電一樣，將IT信息資源提供給公眾使用。對云服務用戶而言，不需要投入很大的一次性成本，就可以迅速地擁有非常專業(yè)的IT服務;對于云服務商而言，可以利用技術優(yōu)勢建設更專業(yè)的云計算平臺，從而以一定的資源服務更多的用戶;對于整個社會而言，IT資源得到了更有效的利用，成本得到了進一步的所見。

④云計算支持用戶在任意地點，使用任意終端獲得云服務商提供的服務。而具體為用戶提供服務的物理資源對用戶是完成透明的。用戶只知道所請求的資源來自“云”，而不必關心具體的IT資源。用戶的應用在“云”中某臺或多臺服務器上運行，但實際上用戶無須了解、也不用擔心應用部署的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡來得到所需要的服務。這樣就把用戶從復雜的技術細節(jié)中解脫出來，而只需關注自己的業(yè)務流程和業(yè)務邏輯。

⑤自服務模式對于云計算而言是必不可少的。對于云計算平臺而言，可以自動按照服務等級為用戶提供服務，而不需要人工進行干預。我們在向云服務商申請云資源時，通常會將自己的需求以一個表單的形式提交給云平臺，云平臺就會自動生成相應的資源。而自服務模式不是虛擬化的基本構件。雖然某些虛擬化技術包含了自服務組件，但自服務模式對于虛擬化來說既不是必要條件，也不是充分條件。

3.2 云計算和虛擬化的聯(lián)系

虛擬化是云技術的關鍵支撐技術之一。云中的大量IT資源通過虛擬化技術進行邏輯劃分，從而形成多個可獨立運行的邏輯分區(qū)供云用戶使用。云計算在很多方面都離不開虛擬化技術的支撐。首先，快速的彈性部署是云計算重要特征之一，而虛擬化技術使得用戶所需信息資源的快速部署成為可能;其次，虛擬化保證了云計算可以以低成本最大限度地利用資源，

通過利用虛擬化技術，云計算可以在單臺或者多臺物理服務器上劃分更多的虛擬資源，從而使得硬件資源能夠最大限度地被利用，節(jié)省更多的能源和資源上的成;最后，虛擬化技術使得云平臺遷移和備份更容易，在傳統(tǒng)的IT運維管理模式下，完成服務器遷移或者備份恢復是一件既費時又費力的工作，在云平臺上則完全不同，虛擬化能夠讓這一過程變得更簡單，而且能大幅減少系統(tǒng)恢復時間，提高應用系統(tǒng)可用率。除此之外，虛擬化還為云計算提供了更易于控制的環(huán)境。利用虛擬化提供的技術，云平臺服務供應商可以更容易的部署經(jīng)過優(yōu)化的更加安全的鏡像，為云用戶提供更好的可靠性。簡而言之，虛擬化之于云計算就像風之于云，云用戶依靠虛擬化所提供的可擴展性和可靠性。沒有虛擬化，云技術就是不完整的。

云計算的基礎設施功能在數(shù)字經(jīng)濟時代愈發(fā)顯現(xiàn)。傳統(tǒng)行業(yè)逐步遷云帶來的存量市場，以及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的深入發(fā)展快速裂變帶來的增量市場。中亞硅谷智能云計算在如此大環(huán)境下，對云計算服務進行了深入研究，開發(fā)出有針對性的云計算產(chǎn)品公有云、私有云和混合云，滿足所有對云計算服務有需求的企業(yè)，有效幫助企業(yè)降低設備成本和運維成本。

總的來說，虛擬化以及云計算這兩者并不是相互捆綁的技術，而是能夠直接優(yōu)勢互補為用戶提供更加的優(yōu)質(zhì)的服務。在云計算的部署這一個方案里面，虛擬化技術能夠直接使其IT資源應用變得更加的靈活。而在虛擬化的應用過程里面，云計算也提供了按需所取的資源以及服務。在一些特定場景里面，云計算以及虛擬化沒有辦法剝離，僅僅只有相互搭配才可以更加的好地解決客戶需求。

4 小結

以上我們對虛擬化和云計算，以及他們之間的區(qū)別和聯(lián)系分別進行了闡述。由于不同對信息資源有著不同的需求，選擇云平臺或虛擬服務器的決定還取決于具體的情況。如果使用云平臺，用戶可以選擇私有云或托管在公共云上，也可以創(chuàng)建混合云。對于存在敏感數(shù)據(jù)的用戶而言，虛擬服務器是更好的選擇。此外，云平臺對于中小企業(yè)來說是更好的選擇，通過專業(yè)的云服務商，他們可以以低廉成本快速獲得所需的云資源，節(jié)省了大量基礎設施投資和運維成本。

參考文獻：

[1]張健.淺談虛擬化與云計算的關系[J].中國科技博覽，2014（25）：346.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

基金項目：思政教育融入《計算機文化基礎》課程的研究（編號.JY20170232）;產(chǎn)教融合模式的研究——以電子信息工程技術專業(yè)為例（編號：JY20170341）

作者簡介：姚金玲（1982-），女，河北藁城人，天津職業(yè)大學，講師，碩士，研究方向：云計算與大數(shù)據(jù)、計算機網(wǎng)絡安全。