云計(jì)算虛擬化技術(shù) 虛擬化與云計(jì)算的關(guān)系

虛擬化[1] 實(shí)現(xiàn)了IT資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示,在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心管理和解決方案交付方面發(fā)揮著巨大的作用,是支撐云計(jì)算偉大構(gòu)想的最重要的技術(shù)基石。本書以在數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)為主題,全面地勾畫出虛擬化與云計(jì)算的產(chǎn)生背景、發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)等。本書體系完整,內(nèi)容豐富,有助于廣大讀者理解信息產(chǎn)業(yè)今后發(fā)展的大脈絡(luò)。

云計(jì)算(cloud computing)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式,通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說(shuō)法。過(guò)去在圖中往往用云來(lái)表示電信網(wǎng),后來(lái)也用來(lái)表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。因此,云計(jì)算甚至可以讓你體驗(yàn)每秒10萬(wàn)億次的運(yùn)算能力,擁有這么強(qiáng)大的計(jì)算能力可以模擬核爆炸、預(yù)測(cè)氣候變化和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。用戶通過(guò)電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心,按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算。對(duì)云計(jì)算的定義有多種說(shuō)法。對(duì)于到底什么是云計(jì)算,至少可以找到100種解釋。現(xiàn)階段廣為接受的是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)定義:云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn),進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò),服務(wù)器,存儲(chǔ),應(yīng)用軟件,服務(wù)),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。

云計(jì)算技術(shù)

虛擬化虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ),是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行,是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理,優(yōu)化資源的解決方案。如同現(xiàn)在空曠、通透的寫字樓,整個(gè)樓層幾乎看不到墻壁,用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間,進(jìn)而節(jié)省成本,發(fā)揮空間最大利用率。

虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ),是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行,是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理,優(yōu)化資源的解決方案。如同現(xiàn)在空曠、通透的寫字樓,整個(gè)樓層幾乎看不到墻壁,用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間,進(jìn)而節(jié)省成本,發(fā)揮空間最大利用率。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同需求進(jìn)行重新規(guī)劃以達(dá)到最大利用率的思路,在IT領(lǐng)域就叫做虛擬化技術(shù)。

虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量,簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行,允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響,從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

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(gè)操作系統(tǒng)中多個(gè)程序同時(shí)并行運(yùn)行,而在虛擬化技術(shù)中,則可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),而且每一個(gè)操作系統(tǒng)中都有多個(gè)程序運(yùn)行,每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬的CPU或者是虛擬主機(jī)上;而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來(lái)平衡程序運(yùn)行性能,這兩個(gè)模擬出來(lái)的CPU是不能分離的,只能協(xié)同工作。

虛擬化技術(shù)也與目前VMware Work station等同樣能達(dá)到虛擬效果的軟件不同,是一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步,具體表現(xiàn)在減少軟件虛擬機(jī)相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)方面。

虛擬化是一種綜合技術(shù),然而云計(jì)算它是一種商業(yè)模型,云計(jì)算可能會(huì)利用虛擬換技術(shù),但本質(zhì)上,它并不是一種技術(shù)。

虛擬化與云計(jì)算

 

  虛擬化

 

虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ),是指計(jì)算元件在虛擬而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行,是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理,優(yōu)化資源的解決方案。在電腦運(yùn)算中,虛擬化通常扮演硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)(OS)、存儲(chǔ)設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)資源等角色。

 

  云計(jì)算

 

云計(jì)算是現(xiàn)有技術(shù)和模式的演進(jìn)和采用。云計(jì)算是為了讓用戶能夠受益于這些技術(shù)而無(wú)需去深入的了解和掌握它們。云旨在降低成本和幫助用戶專注于他們的核心業(yè)務(wù),而不是讓IT成為他們的阻礙。

 

然而,由于來(lái)自非IT人員(董事會(huì))的壓力和“虛擬化就是云”這種錯(cuò)誤的認(rèn)知,許多的IT機(jī)構(gòu)自吹自擂它們已經(jīng)“遷移到云”。

 

我們必須承認(rèn)虛擬化是云計(jì)算中主要支撐技術(shù)之一。虛擬化將應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)在不同層次以不同的面貌展現(xiàn),這樣有助于使用者、開發(fā)及維護(hù)人員方便的使用、開發(fā)及維護(hù)這些應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)。虛擬化允許IT部門添加、減少移動(dòng)硬件和軟件到它們想要的地方。虛擬化為組織帶來(lái)靈活性,從而改善IT運(yùn)維和減少成本支出。

 

一旦接受云計(jì)算作為總方針來(lái)運(yùn)行業(yè)務(wù),通過(guò)簡(jiǎn)化管理流程和提高效率來(lái)降低總成本可以為虛擬化平臺(tái)帶來(lái)巨大的價(jià)值。

 

云計(jì)算和虛擬化是密切相關(guān)的,但是虛擬化對(duì)于云計(jì)算來(lái)說(shuō)并不是必不可少的。云計(jì)算為基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)的服務(wù)如:管理一個(gè)私有云(在你的數(shù)據(jù)中心)、公共云(比如是SalesForce)和管理托管云(托管在別處的虛擬服務(wù)器)以及許多其它的增值服務(wù),這些都是虛擬化和云計(jì)算的不同。

 

可以這么說(shuō),云計(jì)算把計(jì)算當(dāng)做公用資源,而不是一個(gè)具體的產(chǎn)品或者是技術(shù)。作為一個(gè)最為基本的想法,我們可以說(shuō)云計(jì)算是由公用計(jì)算的概念演進(jìn)而來(lái),也可以把云計(jì)算想象為把許多不同的計(jì)算機(jī)當(dāng)做一個(gè)計(jì)算環(huán)境。

 

云計(jì)算將各種IT資源以服務(wù)的方式通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)交付給用戶。然而虛擬化本身并不能給用戶提供自服務(wù)層。沒有自服務(wù)層,就不能提供計(jì)算服務(wù)。云計(jì)算模型允許終端用戶自行提供自己的服務(wù)器、應(yīng)用程序和包括虛擬化等其它的資源,這反過(guò)來(lái)又能使企業(yè)最大程度的處理自身的計(jì)算資源,但這仍需要系統(tǒng)管理員為終端用戶提供虛擬機(jī)。

 

虛擬化就是云計(jì)算

這個(gè)說(shuō)法很早就有,尤其商業(yè)廠商, vmware,微軟,都是把以前叫虛擬化的產(chǎn)品,改名為云計(jì)算。

其實(shí)某種意義上,也對(duì),虛擬化是云計(jì)算的初級(jí)階段。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),虛擬化,其實(shí)就已經(jīng)能完全滿足需求,那其實(shí)這就是云計(jì)算。相信云計(jì)算也是有不同的階段,不同的層次。

API接口

沒有api接口的,就是虛擬化。有api接口的,就是云計(jì)算。其實(shí)也挺有道理的。因?yàn)橛衋pi接口,你才可能和第三方調(diào)用。沒有api接口,你就只能通過(guò)管理界面,一個(gè)一個(gè)虛擬機(jī)創(chuàng)建。

不過(guò)現(xiàn)在很多虛擬化廠商也開始提供api接口,不過(guò)這只是部分功能的api接口。

如果說(shuō)IaaS,云計(jì)算,必須提供全部功能的API接口,這個(gè)定義我還是很贊同的。

節(jié)點(diǎn)規(guī)模

有人說(shuō),10臺(tái)的規(guī)模,就是虛擬化,1000臺(tái),就是云計(jì)算。其實(shí)也是有道理的。你管理機(jī)器的規(guī)模和你的管理方式有很大的聯(lián)系。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,你10臺(tái)機(jī)器的時(shí)候,創(chuàng)建虛擬機(jī),制定物理節(jié)點(diǎn),就是一個(gè)剛需。當(dāng)你的設(shè)備超過(guò)1k,那么你更多的是考慮放到哪個(gè)zone里。

分布式技術(shù)

有人認(rèn)為采用分布式的技術(shù),就是云計(jì)算,例如如果你的存儲(chǔ)是用本地存儲(chǔ),那么還是虛擬化,用了分布式,那么就是云計(jì)算,網(wǎng)絡(luò)也是類似。

這個(gè)觀點(diǎn),還是很深入人心,符合中國(guó)人很多觀念。虛擬機(jī)都是分布式的,肯定不會(huì)有所謂的單點(diǎn)故障。

彈性擴(kuò)展

這個(gè)就更加深入人心。有彈性擴(kuò)展的功能,就是云計(jì)算,沒有就是虛擬化。不過(guò)大家對(duì)彈性擴(kuò)展的理解,其實(shí)差異很大。對(duì)于虛擬機(jī)來(lái)說(shuō),是橫向還是縱向擴(kuò)展呢?

云計(jì)算是個(gè)概念,而不是具體技術(shù)。
虛擬化是一種具體技術(shù),指把硬件資源虛擬化,實(shí)現(xiàn)隔離性、可擴(kuò)展性、安全性、資源可充分利用等特點(diǎn)的產(chǎn)品。
CPU虛擬化的技術(shù):Intel的VT-x,AMD的AMD-V。
虛擬化的軟件:VMWare,Hyper-V,Xen,KVM,OpenVZ等

目前云計(jì)算,大多是依賴虛擬化,通過(guò)把多臺(tái)服務(wù)器實(shí)體虛擬化后,構(gòu)成一個(gè)資源池,實(shí)現(xiàn)共同計(jì)算,共享資源。也就是現(xiàn)在所謂“云計(jì)算”,其實(shí)這個(gè)詞提出來(lái)之前,過(guò)去的“服務(wù)器集群”就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這些功能了,只不過(guò)沒有現(xiàn)在那么先進(jìn)而已。

先直接引用wik上的原話吧:

Cloud Computing is the result of evolution and adoption of existing technologies and paradigms. The goal of cloud computing is to allow users to take bene?t from all of these technologies, without the need for deep knowledge about or expertise with each one of them. The cloud aims to cut costs, and help the users focus on their core business instead of being impeded by IT obstacles.
The main enabling technology for cloud computing is virtualization.
再補(bǔ)充一下自己的認(rèn)識(shí),云計(jì)算通常可能從兩個(gè)方面理解:

一是將IT作為一種服務(wù)的業(yè)務(wù)模式,如AWS、阿里云,其目標(biāo)是讓IT未來(lái)像水和電一樣隨時(shí)隨地、簡(jiǎn)單方便的使用,并按使用量收費(fèi);

二是IT自身的一種演進(jìn)和優(yōu)化,其目標(biāo)是提高效率和降低成本,或者說(shuō)用一種成本可接受的方式解決越來(lái)越復(fù)雜的業(yè)務(wù)問(wèn)題,例如海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析、超高并發(fā)訪問(wèn)(如雙11或12306)等。
虛擬化作為一種技術(shù),可以幫助云計(jì)算實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo):資源分配更加靈活、資源利用率更高。同時(shí)技術(shù)成熟、對(duì)上層應(yīng)用也基本不影響,因此被廣泛使用,甚至在很多時(shí)候虛擬化成為了云計(jì)算的代名詞。

虛擬化技術(shù)與現(xiàn)流行的大數(shù)據(jù)Hadoop技術(shù)有什么區(qū)別,解決的是一類問(wèn)題么?
虛擬化主要解決資源利用率,資源提供的自動(dòng)擴(kuò)展。有服務(wù)器(compute)虛擬化(kvm/xen/lxc等),存儲(chǔ)虛擬化,網(wǎng)絡(luò)虛擬化。原來(lái)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器整合就利用了大量的虛擬化。現(xiàn)在的云計(jì)算模式也以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ),特別是IAAS層。但云計(jì)算本質(zhì)是效用計(jì)算,按需付費(fèi),因此SAAS也可以不基于虛擬化來(lái)實(shí)現(xiàn)。
Hadoop就是用來(lái)解決google類似的大數(shù)據(jù)的分析引入的計(jì)算框架。(mapreduce和分布式存儲(chǔ))。你可以把這些東西放在虛擬化環(huán)境里的。
虛擬化技術(shù)是否都適用于并行計(jì)算,分布式大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索?
這里得區(qū)分是什么的虛擬化。如上,有服務(wù)器虛擬化,存儲(chǔ)虛擬化,網(wǎng)絡(luò)虛擬化?,F(xiàn)在流行軟件定義網(wǎng)絡(luò),軟件定義存儲(chǔ),廣義的說(shuō),這也算是虛擬化技術(shù)的應(yīng)用。
并行計(jì)算是一種計(jì)算模式。可以基于虛擬化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。lerlang就是采用vm的方式來(lái)表示多進(jìn)程。但是也可以在硬件上實(shí)現(xiàn)。
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