改變傳統(tǒng)IT理念的VMware虛擬化云計(jì)算研究

摘 要：服務(wù)器的虛擬化能有效降低建設(shè)成本，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率。本文介紹VMware公司的虛擬云計(jì)算技術(shù)，分析器與傳統(tǒng)IT理念的區(qū)別，從自動(dòng)服務(wù)模塊、資源池、數(shù)據(jù)安全三個(gè)方面詳細(xì)闡述VMware虛擬化的新起點(diǎn)——云計(jì)算，然后就其核心產(chǎn)品之一——VMware vSphere虛擬化云計(jì)算的架構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：VMware；云計(jì)算；虛擬化；VMware vSphere

中圖分類號(hào)：TP3

隨著云計(jì)算的快速發(fā)展，其在信息技術(shù)行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用，VMware公司將云計(jì)算引入到IT基礎(chǔ)架構(gòu)中，進(jìn)行虛擬化平臺(tái)構(gòu)建，并將其作為私有云和公共云的基礎(chǔ)，采用聯(lián)邦和標(biāo)準(zhǔn)來連接各個(gè)云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)，構(gòu)建一種可響應(yīng)不斷變化業(yè)務(wù)需求的云結(jié)構(gòu)。VMware公司致力于打造一個(gè)能夠改變服務(wù)器、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的公司，在這幾項(xiàng)技術(shù)的交叉上發(fā)展虛擬化云計(jì)算技術(shù)，開發(fā)出滿足企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)需求的信息系統(tǒng)和資源管理平臺(tái)。

1 虛擬技術(shù)概述

2006年-2008年，云概念一被提出就受到IT界內(nèi)人士的重視，各大IT公司紛紛研發(fā)云產(chǎn)品，云計(jì)算在世界范圍內(nèi)得到迅猛發(fā)展。從廣義上來說，云計(jì)算就是通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器向不同的客戶提供在線軟件服務(wù)、軟件租借、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘等的服務(wù)，其中涵蓋了多種技術(shù)，虛擬化、分布式計(jì)算、分布式數(shù)據(jù)庫、分布式存儲(chǔ)等技術(shù)是云計(jì)算的核心技術(shù)。其中，虛擬化是云計(jì)算技術(shù)的基石，是其得以實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)，只有利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟硬件、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等的虛擬化，才能將這些IT資源納入到云計(jì)算的范疇內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的目標(biāo)。虛擬化技術(shù)涉及的內(nèi)容非常廣，如：服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，下面就虛擬化技術(shù)的基本內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

服務(wù)器虛擬化就是將服務(wù)器的物理資源抽象成邏輯資源，使一臺(tái)服務(wù)器變成幾十臺(tái)乃至上百臺(tái)處于不同地區(qū)的虛擬服務(wù)器。服務(wù)器虛擬化的方式有兩種：寄宿虛擬化和原生虛擬化。前者是指虛擬機(jī)監(jiān)控器安裝在宿主的操作系統(tǒng)上，其能利用宿主的操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬件資源的抽象化和虛擬管理。后者是在硬件上建立虛擬化平臺(tái)，虛擬平臺(tái)提供接口和指令集支持虛擬機(jī)的運(yùn)作，這種方式實(shí)現(xiàn)起來非常復(fù)雜，典型的產(chǎn)品有：Citrix Xen Server、VMware ESXI Server。

桌面虛擬化能有效提高桌面的靈活性和安全性，實(shí)現(xiàn)桌面與終端設(shè)備的融合，終端設(shè)備則根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的桌面虛擬協(xié)議調(diào)配桌面資源。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中采用桌面虛擬化技術(shù)能有效減少軟硬件的購置成本，降低企業(yè)的生存發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行抽象畫，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能，一般由虛擬專用網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)組成。虛擬專用網(wǎng)抽象化網(wǎng)絡(luò)連接，允許遠(yuǎn)程用戶訪問組織內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)。虛擬局域網(wǎng)就是將一個(gè)物理的局域網(wǎng)變成多個(gè)虛擬局域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)虛擬化能抵御來自Internet的大量威脅，確保用戶的安全訪問。

2 VMware虛擬化的新起點(diǎn)——云計(jì)算

云計(jì)算作為信息技術(shù)的又一大創(chuàng)新性發(fā)明，受到全世界范圍內(nèi)人們的關(guān)注。云計(jì)算提高了用戶的自主性，用戶可以根據(jù)自身的需求實(shí)現(xiàn)對(duì)資源計(jì)算和應(yīng)用的彈性化。因此，構(gòu)建云計(jì)算不僅僅要考慮到軟硬件配備現(xiàn)狀，還要有良好的基礎(chǔ)架構(gòu)，構(gòu)建資源池，提高虛擬化程度，推動(dòng)虛擬化云計(jì)算的實(shí)施。

2.1 與傳統(tǒng)IT理念的區(qū)別

VMware虛擬化云計(jì)算徹底改變了傳統(tǒng)的IT服務(wù)理念，其使得傳統(tǒng)的IT技術(shù)變成服務(wù)的IT和隨需應(yīng)變的IT。當(dāng)IT作為技術(shù)時(shí)，其能夠強(qiáng)化云計(jì)算的功能；當(dāng)期作為服務(wù)的IT時(shí)，其又變成一種消費(fèi)方式，僅僅只是以技術(shù)的形式而存在。所以說，VMware虛擬化云計(jì)算比傳統(tǒng)IT理念有更加強(qiáng)大的功能，既能實(shí)現(xiàn)資源的合理使用和優(yōu)化配置，又能提供更多功能，滿足用戶的各種使用和業(yè)務(wù)需求。當(dāng)然，企業(yè)在應(yīng)用虛擬化云計(jì)算后，無需對(duì)現(xiàn)有的資源進(jìn)行大幅度的重新分配和部署，其存在的最大功效就是使企業(yè)在資源不變的情況下節(jié)省更多的時(shí)間、人力、成本等，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低成本。

2.2 提供自動(dòng)化服務(wù)模塊

虛擬化云計(jì)算具有很強(qiáng)的開放性和兼容性，能將專門的東西放到云上，也能兼容各種應(yīng)用系統(tǒng)，還能保護(hù)現(xiàn)有投資。提供自動(dòng)化服務(wù)模塊，使虛擬化云計(jì)算具有自動(dòng)化服務(wù)、自動(dòng)化部署的功能。其中，自動(dòng)化部署是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不可能進(jìn)行推倒重來，那樣只會(huì)導(dǎo)致企業(yè)現(xiàn)有的所有軟硬件以及其他投資都要報(bào)廢。它是一個(gè)漸進(jìn)的過程，是一步步實(shí)現(xiàn)的，不是今天還不是云，明天就突然變成云了。另外，云計(jì)算作為一項(xiàng)新技術(shù)，本身就具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，許多人對(duì)“云計(jì)算”云里霧里，認(rèn)為其不現(xiàn)實(shí)，不知道其是否能與企業(yè)現(xiàn)狀結(jié)合起來，不知道如何控制風(fēng)險(xiǎn)，不敢邁出第一步。這一現(xiàn)象就像大家剛接觸虛擬化時(shí)的狀況一樣，虛擬化也是從細(xì)節(jié)到系統(tǒng)，從局部到整體的循序漸進(jìn)過程，逐漸從部門延伸到整個(gè)企業(yè)。

2.3 構(gòu)建資源池

運(yùn)用虛擬化技術(shù)構(gòu)建資源池是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的第一步，運(yùn)用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的有機(jī)整合，構(gòu)建資源池，這個(gè)資源池中包含服務(wù)器、桌面、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、軟件等資源，讓用戶靈活運(yùn)用這些資源，提高工作效率。同時(shí)，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能有效降低資源池的構(gòu)建成本，打破傳統(tǒng)物理限制。通過虛擬化技術(shù)，使傳統(tǒng)的硬件和應(yīng)用系統(tǒng)向云一樣漂浮起來，將硬件變成統(tǒng)一的特性，為云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從具體的實(shí)踐來說，邁出虛擬化資源池構(gòu)建這一步也沒有想象中的那么艱難，這就好比水電廠與用戶之間的關(guān)系，水電廠由專業(yè)人員負(fù)責(zé)水資源、電能資源的生產(chǎn)、輸配，而用戶只需要擰開水龍頭就會(huì)有水，他們不會(huì)去關(guān)心水是如何產(chǎn)生的，是通過哪些步驟流到這里的。云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)也是如此，專業(yè)IT人員負(fù)責(zé)云計(jì)算的構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)，用戶只需要通過客戶端根據(jù)自己的需求實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的利用。因此，未來的虛擬化云計(jì)算就是要實(shí)現(xiàn)按需所取，按需支付，用戶無需對(duì)其進(jìn)行管理和維護(hù)。

2.4 數(shù)據(jù)安全

企業(yè)的數(shù)據(jù)具有安全性、保密性特點(diǎn)，VMware公司希望在構(gòu)建的虛擬化云計(jì)算中保證企業(yè)數(shù)據(jù)的隱私性。對(duì)此問題上，VMware公司推出的vSphere和vFoundry就是解決方案。企業(yè)用戶無需將企業(yè)的數(shù)據(jù)放置到云上，而是將云放置到企業(yè)內(nèi)部，企業(yè)運(yùn)用其防火墻、殺毒系統(tǒng)等安全防控措施來保護(hù)數(shù)據(jù)。公有云和私有云的建立使企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隱藏和共享，保障數(shù)據(jù)安全。當(dāng)然，虛擬化云計(jì)算是一個(gè)動(dòng)態(tài)化不斷演變的技術(shù)，它會(huì)伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)達(dá)，為更多用戶帶來助益，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

3 VMware vSphere虛擬化云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)

VMware vSphere是VMware公司在原先的VI3基礎(chǔ)上推出的系統(tǒng)，被稱為業(yè)界首款云計(jì)算操作系統(tǒng)，其應(yīng)用程序、操作程序、底層硬件是相互分離的，IT操作變得更加簡(jiǎn)單。從應(yīng)用程序中看到專有資源，而服務(wù)器則稱為資源池對(duì)資源進(jìn)行管理和維護(hù)。作為一項(xiàng)重要的VMware虛擬化云計(jì)算技術(shù)，VMware vSphere利用虛擬化技術(shù)將數(shù)據(jù)中心變成云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，運(yùn)用虛擬化技術(shù)提供自動(dòng)化部署和調(diào)配功能。

3.1 云端部分

云端部分就是指平臺(tái)和架構(gòu)部分，一般可分成內(nèi)部云端和外部云端。內(nèi)部云端由硬件設(shè)施組成，運(yùn)用vSphere實(shí)現(xiàn)對(duì)云端資源的統(tǒng)籌調(diào)配。外部云端則是將第三方提供的資源集成到企業(yè)的IT架構(gòu)中。

3.2 架構(gòu)服務(wù)

架構(gòu)服務(wù)是vSphere的底層，運(yùn)用ESX和ESXi服務(wù)器實(shí)現(xiàn)硬件的虛擬化，一般包括運(yùn)算部分、存儲(chǔ)部分和網(wǎng)絡(luò)部分。運(yùn)算部分由ESX/ESXi、DRS組成，其中，ESX/ESXi實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的整合，保證服務(wù)品質(zhì)，進(jìn)行流水式測(cè)試和部署；DRS是按需調(diào)整資源配置，保證負(fù)載的平衡。存儲(chǔ)部分主要是由VM所在硬盤的文件系統(tǒng)VMFS和動(dòng)態(tài)分配大小Thin Provisioning等組成，減少甚至消除計(jì)劃內(nèi)停機(jī)的出現(xiàn)，提高存儲(chǔ)效率，其中的VMFS文件系統(tǒng)是一種高性能的集群文件系統(tǒng)，能在虛擬機(jī)和虛擬數(shù)據(jù)中心中訪問共享存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)部分是通過網(wǎng)絡(luò)元素實(shí)現(xiàn)的，通過網(wǎng)絡(luò)元素，將部署在物理主機(jī)上的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)物理環(huán)境中一樣的網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)部分一般包括接口卡、標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)、分布式交換機(jī)等。

3.3 管理平臺(tái)

vSphere的管理平臺(tái)就是VMware vCenter，是管理節(jié)點(diǎn)控制和整合的主機(jī)，既可以安裝在物理操作系統(tǒng)上，也可以安裝在虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)上，該管理平臺(tái)能有效提高虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)各個(gè)層次的可見性和可控性，充分發(fā)揮vSphere的自動(dòng)化管理潛能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化伸縮，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

4 結(jié)束語

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算將會(huì)滲透進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的方方面面，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面起到重要作用。VMware公司的虛擬化云計(jì)算為云計(jì)算的應(yīng)用開拓了道路，其推出的VMware vSphere是世界上第一個(gè)云計(jì)算操作系統(tǒng)，改變了人們對(duì)虛擬化技術(shù)的認(rèn)識(shí)，改變了傳統(tǒng)IT理念，將逐步取代企業(yè)的整體網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，重寫IT理念，實(shí)現(xiàn)IT行業(yè)的大變革。本文對(duì)VMware虛擬化云計(jì)算中的虛擬技術(shù)、數(shù)據(jù)安全、資源池等進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，供同行參考。

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作者簡(jiǎn)介：楊敏（1983.10-），男，技術(shù)工程師，工程碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件、虛擬化云計(jì)算。

作者單位：上海浦東發(fā)展銀行，上海 200030