虛擬化技術(shù)在新一代云計算數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用研究

天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 天津 300402

引言

在2017年全球互聯(lián)網(wǎng)信息量統(tǒng)計中，信息量已經(jīng)達(dá)到2.5萬億GB以上，經(jīng)過幾年發(fā)展后，信息量更是形成了爆炸式的快速增長，這就為高校的軟硬件維護(hù)增加了更高的難度。部分高校在IT部分需要投入大量的資金和精力進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，而對于軟硬件的更新僅能夠投入更小的部分。云計算技術(shù)雖然能夠建立起共享資源的計算形式，但仍然難以滿足當(dāng)前不斷提高的應(yīng)用需求，這就需要加強(qiáng)對虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，形成新一代云計算數(shù)據(jù)中心，更大程度地滿足人們的應(yīng)用需求。

1 虛擬化技術(shù)及云計算技術(shù)概述

（1）虛擬化技術(shù)定義。虛擬化技術(shù)的定義尚未得到明確的界定，通常將虛擬化技術(shù)作為一種抽象產(chǎn)品，主要是將操作系統(tǒng)與物理硬件進(jìn)行隔離，為IT資源提供更高的利用率和靈活性。在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用環(huán)境中，能夠?qū)Ω咝阅芪锢碛布a(chǎn)能過剩以及舊物理硬件產(chǎn)能過低的問題進(jìn)行處理，使底層物理硬件透明化。所以虛擬化技術(shù)設(shè)計的內(nèi)容具有極高的廣泛性，程序虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、服務(wù)器虛擬化、儲存器虛擬化等內(nèi)容都包含在其中[1]。

（2）云計算網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。云計算網(wǎng)路架構(gòu)的主要特點(diǎn)就在于高度的彈性、動態(tài)性和靈活性，也是作為數(shù)據(jù)中心的云基礎(chǔ)設(shè)施核心。在現(xiàn)階段的IT領(lǐng)域中，大量的資源計算需要按照需求進(jìn)行部署并提供相應(yīng)的動態(tài)服務(wù)，然而在大量數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用環(huán)境下，傳統(tǒng)的運(yùn)行架構(gòu)已經(jīng)難以滿足動態(tài)需求。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心部分中，還有交換體系結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要的作用，數(shù)據(jù)中心作為云計算和集成應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺，也擁有更高的需求標(biāo)準(zhǔn)。新一代云計算中心能夠建立起基于動態(tài)路由交換架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也就是通常所說的多級架構(gòu)，能夠達(dá)到更好的擴(kuò)展和重構(gòu)的效果，保持更高的通暢性，并支持?jǐn)U展交換機(jī)端口系統(tǒng)容量。

2 虛擬化技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

云計算數(shù)據(jù)中心的處理能力幫助傳統(tǒng)辦公模式得到了效率的極大提高，但應(yīng)用需求仍然在不斷增長，云計算數(shù)據(jù)中心也逐漸難以滿足。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)86處理器的運(yùn)行性能進(jìn)行更大程度的提高，也能夠通過X86處理器的廣泛應(yīng)用加速虛擬化技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)張。

基于對虛擬化技術(shù)的深入分析，能夠?qū)⑵浼夹g(shù)特點(diǎn)總結(jié)為以下五點(diǎn)：第一點(diǎn)是虛擬化技術(shù)能夠通過軟件的形式進(jìn)行模擬工作，通過對服務(wù)器資源的切分形成獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境；第二點(diǎn)是在同一物理服務(wù)器中進(jìn)行多臺虛擬設(shè)備的獨(dú)立運(yùn)行，包括計算獨(dú)立、訪問獨(dú)立、數(shù)據(jù)獨(dú)立和儲存獨(dú)立等，既不會產(chǎn)生相互之間的影響，也不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)泄露等問題，只需要服務(wù)器程序做好網(wǎng)絡(luò)銜接的配置；第三點(diǎn)是虛擬化技術(shù)可以在多種硬件平臺中兼容多種操作體系；第四點(diǎn)是通過硬件的標(biāo)準(zhǔn)化接口，虛擬化技術(shù)能夠達(dá)到更高的兼容性；第五點(diǎn)是虛擬化的服務(wù)器能夠使硬件和虛擬機(jī)剝離，減少互相的依賴和影響，使虛擬機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更加便捷的轉(zhuǎn)移[2]。

3 虛擬化技術(shù)在新一代云計算數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

（1）服務(wù)器虛擬化。耦合技術(shù)就是服務(wù)器虛擬化的技術(shù)本質(zhì)，能夠完全分離基礎(chǔ)物理設(shè)備、操作系統(tǒng)與上層軟件，將所有技術(shù)操作集合在虛擬機(jī)文件當(dāng)中，既能夠加速系統(tǒng)的備份性能，也能夠?qū)崿F(xiàn)更統(tǒng)一的管理作用，有利于技術(shù)部署和軟件發(fā)布，使設(shè)備的耦合性能得到更大程度的提高，也使系統(tǒng)的可靠性得到更大程度的提高，滿足人們的共享需求。在實(shí)際的操作過程中，通過虛擬平臺對硬件設(shè)備的分離能夠更好地實(shí)現(xiàn)云計算的相關(guān)技術(shù)。在服務(wù)器虛擬化的影響下，還可以形成實(shí)時傳輸?shù)奶摂M機(jī)。但是服務(wù)器虛擬化技術(shù)會由于宕機(jī)頻率的降低，導(dǎo)致資源的過度溢出，主要在于控制器的位置和物理機(jī)器硬件等問題，如果遭到黑客入侵將造成較大的影響。所以要對虛擬服務(wù)器的運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，當(dāng)存在異常情況時，就要及時關(guān)閉服務(wù)器，避免虛擬機(jī)溢出等問題的發(fā)生。

（2）資源存儲虛擬化。在進(jìn)行云計算時，資源存儲是其中的重要基礎(chǔ)部分，通過資源存儲虛擬化技術(shù)能夠更好地滿足人們的資源儲存需求。尤其是對資源邏輯映像和物理存儲的分開，能夠?yàn)橄到y(tǒng)管理器提供更加簡單無縫的虛擬視圖，使網(wǎng)絡(luò)資源的存儲和管理更加簡便，也有利于更加快速的資源分配，即使在沒有終端存儲設(shè)備的情況下，也可以為終端用戶提供存儲共享服務(wù)，使數(shù)據(jù)資源的安全性得到了更大程度的保障。在云計算數(shù)據(jù)中心中，上層資源和物理鏈路層調(diào)度的匹配與自動化能夠?qū)崿F(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的資源管理，通過虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺的建立為每個用戶提供自主管理服務(wù)，使動態(tài)調(diào)度作用得以實(shí)現(xiàn)。但是在進(jìn)行計算模式的信息化改革時，云端或虛擬機(jī)會存儲大量的備份數(shù)據(jù)，需要加強(qiáng)對備份服務(wù)器的安全保護(hù)，提高備份數(shù)據(jù)的安全性。

（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化。作為一種新型的服務(wù)形式，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化技術(shù)也是云計算數(shù)據(jù)中心的重要部分，通過虛擬化技術(shù)能夠使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展性得到更大程度的提高，尤其在網(wǎng)絡(luò)資源的利用率方面，能夠使人們的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求得以滿足。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化技術(shù)是由多個層次組成的，不同層次對應(yīng)著接入層、核心層、虛擬網(wǎng)絡(luò)交換層等不同分工，需要通過多樣化的接入方式達(dá)到更加廣泛性的分布范圍，并通過更高可行性的方案使網(wǎng)絡(luò)接入的擴(kuò)展性與適應(yīng)性得到提高。但是硬件技術(shù)的發(fā)展仍然是網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，所以需要加強(qiáng)對硬件技術(shù)的研究，才能夠更好地刺激網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

4 結(jié)束語

虛擬化技術(shù)與云計算數(shù)據(jù)中心的發(fā)展具有一定的協(xié)調(diào)性，能夠形成相互促進(jìn)的良性循環(huán)。在虛擬化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用中，能夠加強(qiáng)云計算數(shù)據(jù)中心的全面性，尤其是在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施等底層硬件方面，能夠建立起滿足人們需求的共享網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使人們的生活和工作需求得到更好的滿足。