虛擬化技術(shù)的一般性描述資料下載

??虛擬化技術(shù)是云計算、云存儲服務(wù)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它將應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)，在不同的層次以不同的面貌加以展現(xiàn)，從而使得不同層次的使用者、開發(fā)及維持人員，能夠方便的使用開發(fā)及維護存儲的數(shù)據(jù)、應(yīng)用于計算和管理的程序。 ??虛擬技術(shù)亦分很多種，從不同的層次上來講，有cpu一級的虛擬化技術(shù)（目前intel正在著手研究著，在底層硬件上直接運行多個操作系統(tǒng)），硬件層上一級的虛擬化技術(shù)-----操作系統(tǒng)、vmware都是在硬件之上建立虛擬化程序。還有建立在操作系統(tǒng)之上的虛擬化技術(shù)：高級語言虛擬化技術(shù)（java\C#）、指令動態(tài)解釋執(zhí)行的vmware\vpc、腳本語言運行時系統(tǒng)（如python\javascript、matlab、sql等）。 ??這些虛擬化技術(shù)在不同的層次起著不同的作用。如操作系統(tǒng)起到了“將硬件接口抽象”，并提供了應(yīng)用程序以統(tǒng)一的編程接口使用硬件的能力。在操作系統(tǒng)上建立的vpc等虛擬化技術(shù)，使得用戶可以在一個操作系統(tǒng)之上，再運行其它操作操作系統(tǒng)、不同體系應(yīng)用程序的能力。而高級語言虛擬化技術(shù)（java），使得編程人員，以理想機器的角度來編寫應(yīng)用程序，進一步將硬件操作，甚至操作系統(tǒng)操作都隔離開來，完全是基于應(yīng)用的目標(biāo)來建立虛擬化。而腳本語言、第四代語言更是以高層次的抽象（虛擬化）來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯、應(yīng)用程序邏輯。 ? ??1.虛擬化技術(shù)的一般性描述 ? ??虛擬化技術(shù)與多任務(wù)以及超線程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個操作系統(tǒng)中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上；而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作。 ??云計算概念是由Google提出的，這是一個美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源；廣義云計算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等獨特功效；“云計算”圖書版本也很多，都從理論和實踐上介紹了云計算的特性與功用。 ??我們在開汽車的時候其實就用到了機械的虛擬化技術(shù)，汽車機械運動的復(fù)雜形態(tài)被邏輯上簡化為方向盤、油門、剎車、離合器的簡單運動方式，這種簡化使汽車機械系統(tǒng)的復(fù)雜性被全面屏蔽，方向盤、油門、剎車、離合器成為了人機交互設(shè)備。 ??不只在工業(yè)領(lǐng)域就是在金融領(lǐng)域也有虛擬化技術(shù)的身影，如復(fù)雜的股市變化規(guī)律被幾個簡單的指數(shù)所描述，通過指數(shù)的變化就能反應(yīng)股票市場的運行情況，甚至整個經(jīng)濟的運行規(guī)律。 ??物理學(xué)也虛擬化技術(shù)用的最多的地方，原子核內(nèi)部的復(fù)雜運動情況通過各種宏觀物理設(shè)備如：拉曼譜、正電子譜、核磁共振等表現(xiàn)出來，其實我們誰也沒有真正的看到原子核的形態(tài)，但我們能通過對這些物理量的分析得到原子核的結(jié)構(gòu)，那么這些物理設(shè)備就實現(xiàn)了對原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的虛擬化工作。 ??以上的描述我們可以看出，虛擬化技術(shù)是一門應(yīng)用很廣泛的技術(shù)，甚至可以說是一門相當(dāng)基礎(chǔ)的學(xué)科。廣義的定義虛擬化技術(shù)可以這么來看：虛擬化技術(shù)就是一種邏輯簡化技術(shù)，實現(xiàn)物理層向邏輯層的變化。從這個定義來看一個系統(tǒng)采用虛擬化技術(shù)后其對外表現(xiàn)出的運動方式是一種邏輯化的運動方式，而不是真實的物理運動方式。所以采用虛擬化技術(shù)能實現(xiàn)對物理層運動復(fù)雜性的屏蔽，使系統(tǒng)對外運行狀態(tài)呈現(xiàn)出簡單的邏輯運動形態(tài)，如下圖1. ? ?? ??圖1 虛擬化技術(shù)的一般性邏輯 ? ??2. 虛擬化角度下的云計算架構(gòu) ? ??虛擬化技術(shù)是一項非常綜合的技術(shù)，對于計算機科學(xué)來說大部分工作都是在做虛擬化的工作，網(wǎng)絡(luò)的七層協(xié)議是對物理通訊的虛擬化、傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)是對單個計算機物理硬件的虛擬化、計算機高級語言是對機器語言的虛擬化、則是更高級的虛擬化技術(shù)。計算機科學(xué)的虛擬化層次我們用下圖進行了簡單的描述，節(jié)點的物理硬件和網(wǎng)絡(luò)物理硬件通過多層虛擬化的邏輯簡化過程形成了彈性化的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬三者整合的虛擬資源池，也就是我們今天講的云計算模式。 ? ?? ??圖2從虛擬化角度看云計算的架構(gòu) ? ??我們可以看出云計算的概念位與整個邏輯的最上層，是底層物理硬件經(jīng)過多次虛擬化抽象而形成的一個邏輯概念。這也就說明了為什么云計算是未來的幾年的技術(shù)發(fā)展方向，因為技術(shù)的發(fā)展就是一個不斷抽象簡化的過程，越上層的技術(shù)邏輯就是越高級的邏輯，因為這個邏輯是站在了很多巨人肩上的，這些巨人就是下層的虛擬化技術(shù)。 ??所以可以說云計算系統(tǒng)是運行在一個多層虛擬化協(xié)議棧上的高度抽象系統(tǒng)，云計算不是新瓶裝舊酒，而是更高一級的技術(shù)發(fā)展，這個酒是面少不了老酒的調(diào)味作用。這幅圖中我們看到了云計算的立足之本，炒作是推動不了技術(shù)發(fā)展的，技術(shù)的發(fā)展有技術(shù)發(fā)展的邏輯。 ? ??3.從虛擬化角度看云計算資源池包括哪些資源 ? ??多數(shù)文章認(rèn)為云計算所構(gòu)成的資源池只包括計算和存儲，不過我們從圖2中可以看到云計算的資源池除了計算和存儲外還有網(wǎng)絡(luò)帶寬，由于云計算系統(tǒng)節(jié)點是分布化的，云中心可以不只是一個地方，云計算系統(tǒng)可以實現(xiàn)帶寬資源的有效協(xié)調(diào)，從而將帶寬這一資源納入到資源池，CDN的功能將被納入到云計算的功能體系。 ??當(dāng)然一個開放的通用云計算系統(tǒng)的資源池還包括系統(tǒng)平臺所接入的服務(wù)，云計算平臺作為一個應(yīng)用接入平臺可以實現(xiàn)大量應(yīng)用的接入和整合，也許服務(wù)也應(yīng)該成為資源被虛擬化技術(shù)放入資源池。 ? ??4.從虛擬化角度看云計算的產(chǎn)業(yè)鏈 ? ??一提到虛擬化大家首先想到了Vmware，Xen等產(chǎn)品，然而大家都忽略了最大的虛擬化產(chǎn)品是現(xiàn)有的操作系統(tǒng)軟件Window和Linux，更嚴(yán)格的說90%以上的IT企業(yè)都在做虛擬化，思科在做網(wǎng)絡(luò)層的虛擬化、Intel在做硬件層的虛擬化、大量軟件企業(yè)在做應(yīng)用層的虛擬化。 ??圖2中的每一個虛擬化層還可以做更為細(xì)致的劃分，每一個虛擬化層就代表了云計算產(chǎn)業(yè)鏈上的一個環(huán)節(jié)。云計算肯定不是一兩個虛擬化技術(shù)企業(yè)的專有技術(shù)，云計算“大象無形”的下面是一個巨大產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)邏輯鏈的支持，只有“大象”才能“無形”。 ??云計算標(biāo)準(zhǔn)就是要建立一個虛擬化的邏輯協(xié)議棧，使產(chǎn)業(yè)鏈上的不同企業(yè)能有效的在同一個邏輯遞推關(guān)系下工作。圖3是云計算協(xié)議棧的一個簡圖，其中的每一層可能還會包括許多子層，云計算概念是下層多個邏輯協(xié)議層遞推出的一個上層概念。 ? ?? ??圖3云計算簡化協(xié)議棧 ? ??5. 用戶和云計算應(yīng)用開發(fā)人員眼中的云計算 ? ??用戶眼中的云計算就是通過層層虛擬化后的一個邏輯形象，就像汽車駕駛員看到的方向盤和油門一樣，用戶只需要生活在一個他們熟悉的邏輯環(huán)境下就行了，這和電影Matrix中的描述的一樣：用戶自己應(yīng)該根本不知道自己是存在于一個虛擬的邏輯環(huán)境中的。用戶不用知道方向盤是如何使汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向的，也不用知道油門是如使汽車加速的，這是汽車上的一套機械電子虛擬化層去完成的工作。油門的踩下邏輯上對應(yīng)用速度的增加，方向盤的順時針運動邏輯上對應(yīng)于右轉(zhuǎn)；而真實的物理過程卻是油門的踩下對應(yīng)給油量的增加，方向盤的順時針運動對應(yīng)汽車前輪的右偏。在這個比喻下用戶看到的云計算系統(tǒng)就是一個可以按自己目前使用習(xí)慣使用的一臺功能全面的邏輯計算機。