IT基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化技術(shù)與云計(jì)算研究應(yīng)用

周上淋

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，虛擬化技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)因其高效、靈活和簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)逐漸成為各個(gè)行業(yè)使用的主要技術(shù)，應(yīng)用和發(fā)展前景較好，有利于處理效率的提高。但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，IT架構(gòu)無(wú)法有效地處理增加的數(shù)據(jù)，尤其是在效率、安全和質(zhì)量上存在較大的問(wèn)題。本文分析了IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)下，虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的現(xiàn)狀、理論和重要性等相關(guān)內(nèi)容，從多個(gè)角度提出了技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：IT架構(gòu)；虛擬化技術(shù)；云計(jì)算；應(yīng)用方法

前言：信息科技技術(shù)的不斷發(fā)展，引發(fā)了高新技術(shù)的新一輪革命，具備運(yùn)行速度快且數(shù)據(jù)海量處理等優(yōu)勢(shì)的云計(jì)算更是成為了研究和推廣使用的重點(diǎn)?，F(xiàn)階段，各企業(yè)也意識(shí)到傳統(tǒng)IT結(jié)構(gòu)更新的重要性，開(kāi)始將虛擬化技術(shù)和云計(jì)算引進(jìn)原有的架構(gòu)中。但新時(shí)期，業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)和信息安全等問(wèn)題的出現(xiàn)，急需對(duì)基于IT虛擬化技術(shù)與云計(jì)算服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，以提高虛擬化云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)運(yùn)行和安全。

1 虛擬化技術(shù)概述

虛擬化技術(shù)指的是，在計(jì)算機(jī)的構(gòu)成元件上進(jìn)行的虛擬操作，一般可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)和程序，并且相互之間的操作互不干擾，從而提高機(jī)運(yùn)行的工作效率。技術(shù)應(yīng)用的組成結(jié)構(gòu)中，包括了中央處理器（CPU，Central Processing Unit）、主板芯片組、BIOS和軟件的支持，對(duì)真實(shí)的計(jì)算環(huán)境抽象和模擬。從IT基礎(chǔ)架構(gòu)的角度來(lái)看，虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)跨越多個(gè)設(shè)備的限制，構(gòu)建IT虛擬結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源處理和計(jì)算，將服務(wù)和存儲(chǔ)整合到一起，在既有資源的基礎(chǔ)上，把舊有的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行拓展聚合計(jì)算，以更靈活的形式為云計(jì)算提供基礎(chǔ)的運(yùn)行條件[1]。

2 云計(jì)算技術(shù)研究

云計(jì)算是在虛擬化的基礎(chǔ)上更加高效的計(jì)算和運(yùn)行方式，基于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的增加和模式的交付轉(zhuǎn)變，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)為用戶提供便捷、可用和按照需求的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，進(jìn)入包括了網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件以及服務(wù)的可配置信息數(shù)據(jù)共享池，能夠?qū)崿F(xiàn)可變動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)處理和管理，可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行需要實(shí)現(xiàn)自助化的服務(wù)，使得資源能夠被迅速提取和存儲(chǔ)，極大地減少了管理工作需要投入的人力和物力資源。對(duì)于云計(jì)算服務(wù)而言，IT架構(gòu)下云計(jì)算結(jié)構(gòu)涵蓋了存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和應(yīng)用程序，由IT資源組成了共享基礎(chǔ)框架[2]。

核心技術(shù)上，編程模式、海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)和管理技術(shù)、虛擬化技術(shù)、平臺(tái)管理技術(shù)以及信息安全技術(shù)都是組成云計(jì)算正常運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)核心技術(shù)的組成，云計(jì)算的特點(diǎn)也圍繞此形成，總的來(lái)看，可以分成五點(diǎn)。第一點(diǎn)，快捷和便利。IT基礎(chǔ)架構(gòu)的云計(jì)算融合了虛擬化技術(shù)，以低廉的價(jià)格和快速運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)提升了技術(shù)架構(gòu)資源。第二點(diǎn)，可達(dá)性。云計(jì)算架構(gòu)運(yùn)用了表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移（REST）中的應(yīng)用程序編程接口（API），實(shí)現(xiàn)了“人機(jī)交互”界面的一致，可達(dá)性進(jìn)一步提高。第三點(diǎn)，成本降低。以往的IT基礎(chǔ)架構(gòu)使用的多為公用云，運(yùn)營(yíng)成本較高，而與計(jì)算是使用私有云，費(fèi)用得到了大幅度的降低。第四點(diǎn)，靈活性。用戶數(shù)據(jù)獲取需要借助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和本地網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算可使用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)搜索的形式，獲得所需的資源，弱化了對(duì)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的要求。第五點(diǎn)，多用戶運(yùn)行。一般情況下，用戶信息的共享和搜索都面對(duì)數(shù)量大的特點(diǎn)，云計(jì)算IT結(jié)構(gòu)的中央化和多重租賃技術(shù)（簡(jiǎn)稱SaaS多用戶環(huán)境下共用同種類的系統(tǒng)和程序并隔離每個(gè)用戶的使用數(shù)據(jù)），滿足了面向數(shù)量龐大的用戶群體需要[3]。

3 虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀

基于IT基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化技術(shù)和云計(jì)算，伴隨信息技術(shù)和科技的發(fā)展，迎來(lái)了良好的發(fā)展形勢(shì)，硬件設(shè)施和軟件技術(shù)都有了較大的提升，從技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)發(fā)展和不足兩個(gè)方面。一方面，發(fā)展形式。虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的因其具備的高效等多個(gè)特點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，發(fā)展情況良好。區(qū)域間聯(lián)系的增加，使得信息交換和通信的重要性越加明顯，物聯(lián)網(wǎng)的建立就是在云計(jì)算虛擬結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，具體到物體流轉(zhuǎn)和信息層面，又在日益增加的數(shù)據(jù)處理要求下，推進(jìn)了技術(shù)的創(chuàng)新并提供了實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)。云計(jì)算虛擬IT架構(gòu)中，數(shù)據(jù)安全也是至關(guān)重要的一點(diǎn)，當(dāng)前形勢(shì)下，安全問(wèn)題的凸顯使得安全技術(shù)進(jìn)一步地得到發(fā)展。此外，此技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于游戲、教育、社交等方面。

另一方面，也存在一些問(wèn)題亟待解決。一是，數(shù)據(jù)信息的安全問(wèn)題。虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸是重要的功用之一，但實(shí)際情況來(lái)看因云計(jì)算服務(wù)是依托于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開(kāi)放性和虛擬性，導(dǎo)致一旦在保密環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)遭受病毒或惡意攻擊造成數(shù)據(jù)的丟失，也會(huì)造成企業(yè)和個(gè)人存儲(chǔ)的重要數(shù)據(jù)的非法利用或泄露。二是，運(yùn)行效率的問(wèn)題。三是，用戶使用習(xí)慣。四是，IT人員素質(zhì)能力不足。 [3]。

4 云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的關(guān)系和重要性

現(xiàn)階段，IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)升級(jí)的研究中，虛擬化技術(shù)和云計(jì)算是比較熱門的研究方向，這兩種技術(shù)并不是全新的技術(shù)形式，而是許多技術(shù)的融合體，包括分布式計(jì)算、動(dòng)態(tài)和拓展等各種各樣的技術(shù)算法。從技術(shù)關(guān)聯(lián)的角度來(lái)看，云計(jì)算包含了虛擬化技術(shù)，后者效用的最大化需要依托于云服務(wù)平臺(tái)開(kāi)展，也符合當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)。云計(jì)算的安全防護(hù)是借由網(wǎng)狀的大量客戶端對(duì)網(wǎng)絡(luò)中軟件行為的異常監(jiān)測(cè)來(lái)獲取互聯(lián)網(wǎng)中木馬、惡意程序的最新信息，推送到云服務(wù)器端進(jìn)行自動(dòng)分析和處理，再把病毒和木馬的解決方案分發(fā)到每一個(gè)客戶端。而虛擬化技術(shù)是在軟、硬件之間引入虛擬層，為應(yīng)用提供獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，并為每個(gè)用戶提供相互獨(dú)立、隔離的計(jì)算機(jī)環(huán)境，同時(shí)方便整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件資源的高效、動(dòng)態(tài)管理與維護(hù)。這兩種方法的結(jié)合，可以降低IT架構(gòu)的建設(shè)成本，并保證信息的安全[4]。

5虛擬化技術(shù)在企業(yè)的應(yīng)用

5.1需求分析

為解決克服當(dāng)前企業(yè)基礎(chǔ)運(yùn)行技術(shù)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，X86計(jì)算資源虛擬化技術(shù)系統(tǒng)需要滿足以下幾點(diǎn)需求：

（1）整合現(xiàn)有IT架構(gòu)，改變服務(wù)器分散布局不便于管理的現(xiàn)狀，提供統(tǒng)一管理的手段；

（2）提高服務(wù)器資源利用率，在不采購(gòu)大批硬件的情況下，大大提高信息化平臺(tái)的性能，進(jìn)一步提升管理效率；

（3）實(shí)現(xiàn)高并發(fā)IO的解決方案，改善高負(fù)載業(yè)務(wù)的運(yùn)行效率，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率；

（4）為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供連續(xù)性和高可用性保障，保障業(yè)務(wù)服務(wù)的正常運(yùn)行；

（5）改善業(yè)務(wù)部署模式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行環(huán)境快速準(zhǔn)備的能力；

（6）提供針對(duì)整個(gè)架構(gòu)平臺(tái)的管理、監(jiān)控和防病毒方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)架構(gòu)的檢測(cè)預(yù)警機(jī)制，為安全可靠運(yùn)行提供保障；

（7）提供容災(zāi)備份方案，進(jìn)一步保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。

5.2虛擬化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下目標(biāo)原則：

5.2.1數(shù)據(jù)中心資源池化

將現(xiàn)有的服務(wù)器資源通過(guò)虛擬化的方式池化，可以改善傳統(tǒng)物理x86架構(gòu)對(duì)資源的極度浪費(fèi)，真正對(duì)應(yīng)用服務(wù)器達(dá)到按需分配。同時(shí)，資源池化的數(shù)據(jù)中心可以更加靈活的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展計(jì)算資源。

5.2.2集中便利的統(tǒng)一管理

擺脫原物理x86架構(gòu)傳統(tǒng)的維護(hù)模式，在保障計(jì)算資源的同時(shí)，將應(yīng)用系統(tǒng)以松耦合的方式運(yùn)行于物理服務(wù)器之上。通過(guò)簡(jiǎn)單便利的操作方式，以可視化的形式，集中的維護(hù)和管理應(yīng)用服務(wù)器。從而實(shí)現(xiàn)脫離物理束縛的應(yīng)用服務(wù)器邏輯架構(gòu)管理。

5.2.3可靠的高可用性

以應(yīng)用系統(tǒng)與物理服務(wù)器的松耦合為基本，提供更加靈活便利的高可用性。從物理服務(wù)器計(jì)劃停機(jī)，到物理服務(wù)器的意外故障或斷電，甚至系統(tǒng)層及應(yīng)用層故障、溢出、崩潰，都可以提供充分的高可用保障。

5.2.4應(yīng)用服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)化部署

以統(tǒng)一模板的方式，規(guī)范數(shù)據(jù)中心內(nèi)應(yīng)用服務(wù)器的搭建。靈活定制包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用、服務(wù)以及目錄服務(wù)等規(guī)范，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的批量部署及重封裝。從而改善現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心由于部署人員差異造成的弊端，大大縮短批量部署的周期。

5.3虛擬化總體整合方案

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用服務(wù)器的抽樣性能負(fù)載采集，結(jié)合整體的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)和調(diào)研的數(shù)據(jù)，并與多方技術(shù)廠家交流和選型，最終擬選擇以虛擬化管理軟件虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)架構(gòu)的建設(shè)方案，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的整合、共享存儲(chǔ)的整合、數(shù)據(jù)中心容災(zāi)與備份、數(shù)據(jù)中心監(jiān)控、數(shù)據(jù)中心防病毒、I/O資源整合。

服務(wù)器配置考慮劃分1個(gè)共享資源池，分別除OA和ERP主服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以外的所有應(yīng)用。應(yīng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也劃分為1個(gè)資源池，分別為所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、鏡像、快照等服務(wù)。

5.4主機(jī)池設(shè)計(jì)

在云計(jì)算軟件體系架構(gòu)中，主機(jī)池是一系列主機(jī)和集群的集合體，主機(jī)有可能已加入到集群中，也可能沒(méi)有。沒(méi)有加入集群的主機(jī)全部在主機(jī)池中進(jìn)行管理。

5.5 HA集群設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的服務(wù)器高可靠性保障通常會(huì)選擇依賴于集群技術(shù)的部署。而云計(jì)算平臺(tái)將計(jì)算資源虛擬化以后，可以利用虛擬服務(wù)器自身虛擬化的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)物理服務(wù)器上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高可靠性。

為了提升云業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可靠性，在云計(jì)算平臺(tái)的計(jì)算資源池建設(shè)時(shí)，可以將多個(gè)物理主機(jī)合并為一個(gè)具有共享資源池的集群。虛擬化管理軟件 HA功能會(huì)監(jiān)控該集群下所有的主機(jī)和物理主機(jī)內(nèi)運(yùn)行的虛擬主機(jī)。當(dāng)物理主機(jī)發(fā)生故障，出現(xiàn)宕機(jī)時(shí)，HA功能組件會(huì)立即響應(yīng)并在集群內(nèi)另一臺(tái)主機(jī)上重啟該物理主機(jī)內(nèi)運(yùn)行的虛擬機(jī)。當(dāng)某一虛擬服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，HA功能也會(huì)自動(dòng)的將該虛擬機(jī)重新啟動(dòng)來(lái)恢復(fù)中斷的業(yè)務(wù)。

除了對(duì)集群中的物理服務(wù)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)之外，虛擬化管理軟件 HA軟件模塊還對(duì)運(yùn)行于物理服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之上的虛擬機(jī)進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)。

使用虛擬化管理軟件云計(jì)算軟件HA特性進(jìn)行虛擬機(jī)故障切換

虛擬化管理軟件 HA技術(shù)有效的解決了目前其它高可用性解決方案面臨的問(wèn)題：

當(dāng)物理服務(wù)器發(fā)生硬件故障時(shí)，所有運(yùn)行于該服務(wù)器的虛擬機(jī)可以自動(dòng)切換到其它的可用服務(wù)器上，相對(duì)傳統(tǒng)的雙機(jī)容錯(cuò)方案，虛擬化管理軟件 HA可以最大程度減少因硬件故障造成的服務(wù)器故障和服務(wù)中斷時(shí)間。

綜上所述，虛擬化管理軟件 HA解決方案的技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)如下：

1.自動(dòng)偵測(cè)物理服務(wù)器和虛擬機(jī)失效

虛擬化管理軟件會(huì)自動(dòng)的監(jiān)測(cè)物理服務(wù)器和虛擬機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)服務(wù)器或虛擬機(jī)出現(xiàn)故障，會(huì)在其它的服務(wù)器上重新啟動(dòng)故障機(jī)上所有虛擬機(jī)，這個(gè)過(guò)程無(wú)需任何人為干預(yù)。

2.資源預(yù)留

虛擬化管理軟件永遠(yuǎn)會(huì)保證資源池里有足夠的資源提供給虛擬機(jī)，當(dāng)物理服務(wù)器宕機(jī)后，這部分資源可以保證虛擬機(jī)能夠順利的重新啟動(dòng)。

3.虛擬機(jī)自動(dòng)重新啟動(dòng)

通過(guò)在其它的物理服務(wù)器上重新啟動(dòng)虛擬機(jī)， HA可以保護(hù)任何應(yīng)用程序不會(huì)因?yàn)橛布Ф袛喾?wù)。

5.7完善的性能狀態(tài)監(jiān)控

5.7.1基于物理服務(wù)器的性能監(jiān)控

提供物理服務(wù)器CPU和內(nèi)存等計(jì)算資源的圖形化報(bào)表及其運(yùn)行于其上的虛擬機(jī)利用率TOP 5報(bào)表，為管理員實(shí)施合理的資源規(guī)劃提供詳盡的數(shù)據(jù)資料。

5.7.2基于虛擬機(jī)的性能監(jiān)控

提供虛擬機(jī)CPU、內(nèi)存、磁盤I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O等重要資源在內(nèi)的關(guān)鍵元件進(jìn)行全面的性能監(jiān)測(cè)。

5.7.3基于虛擬交換機(jī)的性能監(jiān)控

提供虛擬機(jī)交換機(jī)上各個(gè)虛端口的流量統(tǒng)計(jì)與模擬面板圖形化顯示。

5.7.4虛擬化查看

查看主機(jī)狀態(tài)

查看虛擬機(jī)狀態(tài)

5.7.5云平臺(tái)主機(jī)運(yùn)行監(jiān)控

5.8分布式存儲(chǔ)

5.8.1分布式存儲(chǔ)架構(gòu)

分布式存儲(chǔ)架構(gòu)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)的最大區(qū)別就是，分布式存儲(chǔ)的架構(gòu)里不需要專用的存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間來(lái)至服務(wù)器剩余的磁盤空間，目前業(yè)界的服務(wù)器分計(jì)算型和存儲(chǔ)型服務(wù)器，存儲(chǔ)型服務(wù)器自帶大量的硬盤插槽，通過(guò)分布式存儲(chǔ)的軟件把服務(wù)器剩余的磁盤空間虛擬成一塊大的存儲(chǔ)空間，這個(gè)存儲(chǔ)空間就可以作為用戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。具體示意圖如下：

如何保證可靠性是存儲(chǔ)設(shè)備非常重要的技術(shù)指標(biāo)，分布式存儲(chǔ)軟件將全部存儲(chǔ)空間被分成許多大小一致的塊（大小可設(shè)置，8-64M，稱為chunk），虛擬磁盤的chunk均勻分布到集群中所有磁盤上；數(shù)據(jù)采用偽隨機(jī)算法均衡分布在整個(gè)集群上以利用全部節(jié)點(diǎn)的性能，可以實(shí)現(xiàn)基于服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的可靠性，比傳統(tǒng)存儲(chǔ) 可靠性更高。

5.8.2分布式存儲(chǔ)方案實(shí)現(xiàn)

（1）分布式LUN設(shè)計(jì)

在虛擬化管理軟件分布式存儲(chǔ)云平臺(tái)中，每臺(tái)服務(wù)器同時(shí)也是一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。除了安裝平臺(tái)軟件的系統(tǒng)盤外，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的其他所有磁盤空間都被劃分為大小相等的存儲(chǔ)塊，這些存儲(chǔ)塊稱為“chunk”。CAS會(huì)使整個(gè)LUN的chunk盡量均勻分布在所管理的全部節(jié)點(diǎn)和物理磁盤上，這樣的設(shè)計(jì)使得對(duì)LUN的IO操作能利用整個(gè)系統(tǒng)中全部節(jié)點(diǎn)和磁盤的性能，也就是說(shuō)用戶創(chuàng)建的LUN將橫跨全部服務(wù)器節(jié)點(diǎn)。

（2）高可用性設(shè)計(jì)

用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要為數(shù)據(jù)設(shè)置副本數(shù)量。CAS支持用戶為每個(gè)LUN設(shè)置2-5個(gè)副本，并且使得不同的副本分布在不同的服務(wù)器和物理磁盤上，從而提供最大的容錯(cuò)性。當(dāng)一個(gè)服務(wù)器故障，甚至多臺(tái)服務(wù)器故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作，而且數(shù)據(jù)不丟失。

CAS允許數(shù)據(jù)副本按照機(jī)柜分布，即同一數(shù)據(jù)的不同副本會(huì)存放在不同的機(jī)柜中。當(dāng)機(jī)柜損壞時(shí)，CAS把虛擬機(jī)啟動(dòng)到其他機(jī)柜的服務(wù)器上并自動(dòng)恢復(fù)丟失的副本以保證完整的容錯(cuò)能力。

當(dāng)出現(xiàn)大面積的同時(shí)故障導(dǎo)致某些用戶數(shù)據(jù)所有副本都丟失的時(shí)候（比如存有同一數(shù)據(jù)不同副本的硬件恰好同時(shí)全部故障），受影響的只是這些都是的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)和共享存儲(chǔ)服務(wù)仍然正常運(yùn)行。

（3）高性能設(shè)計(jì)

CAS分布式存儲(chǔ)云平臺(tái)提供的虛擬SAN本質(zhì)上是一種分布式架構(gòu)（單一集群最大能管理256個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)），其存儲(chǔ)容量和性能隨著服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的增加而線性增加。由于每個(gè)LUN都橫跨全部服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和物理磁盤，所以每個(gè)LUN都可以利用全部服務(wù)器和物理磁盤的性能，從而提供比傳統(tǒng)存儲(chǔ)更高的性能。下面圖示顯示CAS分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的IOPS和吞吐能力隨服務(wù)器節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而線性增加的狀態(tài)。

此外，不同于傳統(tǒng)RAID以專用空閑磁盤作為熱備，CAS分布式存儲(chǔ)云平臺(tái)自動(dòng)提供熱備空間，并且將熱備空間均勻分布在全部服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。這樣當(dāng)數(shù)據(jù)重構(gòu)啟動(dòng)后，全部服務(wù)器及物理磁盤都可以參與重構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)最佳的重構(gòu)效率。

（4）自動(dòng)化管理設(shè)計(jì)

CAS分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)采用無(wú)中心架構(gòu)，每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的角色完全一樣，這樣用戶無(wú)需象傳統(tǒng)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)那樣管理元數(shù)據(jù)服務(wù)器。而且整個(gè)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)采用分布式設(shè)計(jì)，由系統(tǒng)自動(dòng)管理，無(wú)需人工干預(yù)。

當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí)（比如增加物理磁盤或者增加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)），用戶只需幾條簡(jiǎn)單命令（通過(guò)命令行或者圖形化管理界面）將物理部件加入集群，系統(tǒng)上原有的數(shù)據(jù)將自動(dòng)重新均衡，原有LUN將自動(dòng)擴(kuò)展到新的物理設(shè)備上。

5.9虛擬機(jī)備份情況

采用一臺(tái)物理機(jī)每天對(duì)所有虛擬機(jī)做增量備份，每個(gè)月初幾天做全量備份，采用同友對(duì)云平臺(tái)上的重要虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)每天做備份，保證任意一臺(tái)設(shè)備損壞不影響數(shù)據(jù)，而且云平臺(tái)數(shù)據(jù)備份還采用了異地備份，兩臺(tái)備份設(shè)備都不在一個(gè)物理地址，保證一個(gè)地方設(shè)備損壞也不影響數(shù)據(jù)。因?yàn)閿?shù)據(jù)很多時(shí)候時(shí)候硬件設(shè)備更重要。公司備份設(shè)備需要提高的地方可以采用穩(wěn)定性能和速率更快的儲(chǔ)存陣列或者儲(chǔ)存盤柜做備份，有條件的話可以采用光纖或者ssd做儲(chǔ)存介質(zhì)，這樣每天備份的虛擬機(jī)會(huì)速度更快這樣，這樣每天備份的虛擬機(jī)更多，更能保證公司數(shù)據(jù)安全。

6 公司虛擬化優(yōu)勢(shì)

6.1動(dòng)態(tài)資源分配

虛擬化平臺(tái)可以自動(dòng)的將超出的應(yīng)用服務(wù)器遷移到其他負(fù)載較低的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，從而保障數(shù)據(jù)中心始終保持平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。如果要針對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的物理計(jì)算節(jié)點(diǎn)停機(jī)維護(hù)時(shí)，可以自由的將該節(jié)點(diǎn)上承載的應(yīng)用服務(wù)器遷移到其他計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，而這一切都是在完全保障業(yè)務(wù)不間斷運(yùn)行的情況下完成的。

6.2提高計(jì)算資源利用率

虛擬化整合帶來(lái)的另一個(gè)好處是大大提高了資源利用率。每一臺(tái)虛擬服務(wù)器都可以利用虛擬對(duì)稱式多重處理（SMP）技術(shù)，通過(guò)使單個(gè)虛擬機(jī)能夠同時(shí)使用多個(gè)物理處理器，增強(qiáng)了虛擬機(jī)性能。每個(gè)虛擬服務(wù)器可以根據(jù)其上應(yīng)用的負(fù)載，以最合理的方式分配計(jì)算資源。資源利用率的提高，意味著同樣的硬件條件，可以承載更多的業(yè)務(wù)負(fù)載。即不需要新采購(gòu)大量的硬件設(shè)備，就將信息化平臺(tái)的性能提升了數(shù)倍。

6.3高性能并發(fā)計(jì)算

在虛擬化的數(shù)據(jù)中心中池化集群的內(nèi)存資源供分布式緩存服務(wù)器使用，把數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中解放出來(lái)，數(shù)據(jù)平滑移動(dòng)到中間件應(yīng)用層，分布在整個(gè)網(wǎng)格集群環(huán)境中。通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式，把內(nèi)存作為一種資源，達(dá)到了可高并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的目的。

在進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算方面，云平臺(tái)下的應(yīng)用作為客戶端發(fā)出計(jì)算請(qǐng)求，為完成計(jì)算請(qǐng)求作業(yè)，首先將其拆分成若干個(gè)任務(wù)，然后分配到分布式數(shù)據(jù)網(wǎng)格的各個(gè)節(jié)點(diǎn)去執(zhí)行，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理之后，相關(guān)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)果自動(dòng)匯總到發(fā)出此計(jì)算請(qǐng)求的客戶端并得出最終結(jié)果。大大提高了并發(fā)計(jì)算的能力。

6.4業(yè)務(wù)連續(xù)性保障

使用虛擬化技術(shù)中的高可用、動(dòng)態(tài)遷移、實(shí)時(shí)容錯(cuò)等高級(jí)功能，為運(yùn)行于虛擬化平臺(tái)上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)帶來(lái)更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)、更可靠的業(yè)務(wù)連續(xù)性和高可用性保障。

首先，高可用功能能夠在計(jì)算節(jié)點(diǎn)在發(fā)生宕機(jī)時(shí)，自動(dòng)在其他有足夠剩余資源且正常運(yùn)行的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上重新啟動(dòng)宕機(jī)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的虛擬應(yīng)用服務(wù)器，其故障恢復(fù)時(shí)間能夠達(dá)到5分鐘以內(nèi)，從而將計(jì)算節(jié)點(diǎn)意外宕機(jī)造成的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間縮短至最短，有效提高業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

其次，動(dòng)態(tài)遷移功能可以將正在運(yùn)行中的虛擬服務(wù)器從一臺(tái)物理服務(wù)器遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器上，這個(gè)過(guò)程中應(yīng)用服務(wù)不會(huì)中斷。當(dāng)需要對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行停機(jī)維護(hù)時(shí)，可以有計(jì)劃的將計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的虛擬應(yīng)用服務(wù)器動(dòng)態(tài)遷移到其他有可用計(jì)算資源的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)中斷的設(shè)備維護(hù)。

最后，實(shí)時(shí)容錯(cuò)功能通過(guò)在另一臺(tái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上為受保護(hù)的虛擬應(yīng)用服務(wù)器建立一個(gè)鏡像虛擬應(yīng)用服務(wù)器。當(dāng)受保護(hù)的虛擬應(yīng)用服務(wù)器所在的計(jì)算節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，鏡像虛擬應(yīng)用服務(wù)器立刻接管其業(yè)務(wù)繼續(xù)運(yùn)行，在絕大部分情況下應(yīng)用終端用戶對(duì)切換操作無(wú)感知。實(shí)時(shí)容錯(cuò)技術(shù)可靠性更高，切換故障時(shí)間更快，完全沒(méi)有任何的業(yè)務(wù)影響，實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃外的零宕機(jī)，提供了更高級(jí)別的業(yè)務(wù)連續(xù)性。

6.5快速規(guī)范部署能力

虛擬化整合能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速部署、靈活變更，提高信息化系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力。只要資源池有冗余的資源，可以在10分鐘內(nèi)，部署出包括Windows、Linux、Netware 和 Solaris 等不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)，作為上線環(huán)境。

如果某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)需要在不同場(chǎng)合或不同時(shí)間多次重復(fù)部署，還可以將該虛擬應(yīng)用服務(wù)器導(dǎo)出為模板或開(kāi)放式虛擬化格式（OVF）文件，在需要重復(fù)部署時(shí)直接導(dǎo)入，將部署時(shí)間縮短到幾個(gè)小時(shí)甚至幾十分鐘。

6.6清晰便捷的架構(gòu)管理

在數(shù)據(jù)中心以虛擬化技術(shù)整合后，同時(shí)提供了一個(gè)新的管理和維護(hù)平臺(tái)，其平臺(tái)主要起到調(diào)配虛擬應(yīng)用服務(wù)器與底層計(jì)算節(jié)點(diǎn)硬件的對(duì)應(yīng)關(guān)系。前面眾多的整合數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢(shì)功能，都是通過(guò)此平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和調(diào)度的。基于虛擬化的分布式服務(wù)為數(shù)據(jù)中心提供了自動(dòng)化的調(diào)度、快速的災(zāi)難響應(yīng)時(shí)間、便捷的管理和維護(hù)以及更高的可靠性。

6.7更強(qiáng)大的容災(zāi)和備份

虛擬化架構(gòu)下，由于虛擬化技術(shù)將應(yīng)用服務(wù)器的操作系統(tǒng)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)及服務(wù)器配置信息等封裝為一系列虛擬機(jī)文件，為應(yīng)用服務(wù)器的容災(zāi)與備份提供了傳統(tǒng)架構(gòu)不具備的優(yōu)勢(shì)了，容災(zāi)與備份軟件只需要針對(duì)封裝的虛擬機(jī)文件進(jìn)行相應(yīng)的處理，就可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)架構(gòu)中通過(guò)高昂的成本才能實(shí)現(xiàn)的能力。

6.8共享存儲(chǔ)整合， 舊服務(wù)器充分利用

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，應(yīng)用服務(wù)器的系統(tǒng)、應(yīng)用及數(shù)據(jù)，大多都存儲(chǔ)在本地磁盤。物理服務(wù)器的本地磁盤與物理服務(wù)器本身是緊耦合的關(guān)系，當(dāng)物理服務(wù)器由于宕機(jī)或計(jì)劃停機(jī)等因素，處在非工作狀態(tài)時(shí)，其他服務(wù)器將不能訪問(wèn)其本地磁盤上的數(shù)據(jù)。如若需要應(yīng)用服務(wù)器具有高可用性，最合理的解決辦法是將應(yīng)用數(shù)據(jù)存放在共享存儲(chǔ)上。

6.9網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)融合優(yōu)化

集中后實(shí)現(xiàn)再分配，使數(shù)據(jù)中心多種技術(shù)和業(yè)務(wù)之間得到有效的融合，降低了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，將多張網(wǎng)逐步融合為一張網(wǎng)。

6.10安全性提升

在使用云計(jì)算后，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)需要解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)同步傳送的大流量、備份大流量、虛擬機(jī)遷移大流量問(wèn)題。同時(shí)，還需要采用統(tǒng)一的交換網(wǎng)絡(luò)減少布線、維護(hù)工作量和擴(kuò)容成本。引入虛擬化技術(shù)之后，在不改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的物理拓?fù)浜筒季€方式的前提下，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各層的橫向整合，形成一個(gè)統(tǒng)一的交換架構(gòu)。

6.11平臺(tái)化管理及服務(wù)能力提升

傳統(tǒng)虛擬化網(wǎng)絡(luò)的管理模式一去不返，取而代之的是，通過(guò)統(tǒng)一的管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備的管理，以及各種資源的分發(fā)，提高了管理效率和服務(wù)能力。

7 項(xiàng)目亮點(diǎn)及效益分析：

7.1簡(jiǎn)化優(yōu)化基礎(chǔ)架構(gòu)，提高設(shè)備利用效率，降低維護(hù)難度和成本，解決現(xiàn)在IT治理架構(gòu)的問(wèn)題，同時(shí)適應(yīng)未來(lái)核心項(xiàng)目實(shí)施需要整體考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，避免按照傳統(tǒng)單個(gè)項(xiàng)目建置，導(dǎo)致的重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。虛擬云技術(shù)能夠改善機(jī)房的運(yùn)行環(huán)境，減少服務(wù)器數(shù)量、優(yōu)化資源配置并簡(jiǎn)化管理，最大化的發(fā)揮資源作用，促進(jìn)信息化主動(dòng)為公司服務(wù)。

7.2虛擬化平臺(tái)可以自動(dòng)的將超出的應(yīng)用服務(wù)器遷移到其他負(fù)載較低的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，從而保障數(shù)據(jù)中心始終保持平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。提高計(jì)算資源利用率；虛擬化整合帶來(lái)的另一個(gè)好處是大大提高了資源利用率，每一臺(tái)虛擬服務(wù)器都可以利用虛擬對(duì)稱式多重處理（SMP）技術(shù)，通過(guò)使單個(gè)虛擬機(jī)能夠同時(shí)使用多個(gè)物理處理器，增強(qiáng)了虛擬機(jī)性能。通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式，把內(nèi)存作為一種資源，達(dá)到了可高并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的目的。使用虛擬化技術(shù)中的高可用、動(dòng)態(tài)遷移、實(shí)時(shí)容錯(cuò)等高級(jí)功能，為運(yùn)行于虛擬化平臺(tái)上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)帶來(lái)更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)、更可靠的業(yè)務(wù)連續(xù)性和高可用性保障。虛擬化整合能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速部署、靈活變更，提高信息化系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力，只要資源池有冗余的資源，可以在10分鐘內(nèi)，部署出包括Windows、Linux、Netware 和 Solaris 等不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，IT基礎(chǔ)架構(gòu)下的虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的應(yīng)用，對(duì)提高技術(shù)水平、提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)行效率以及信息安全有著重要的作用。通過(guò)文章對(duì)IT基本架構(gòu)虛擬化云計(jì)算的現(xiàn)狀、重要性等內(nèi)容的研究，為了更好地應(yīng)用這兩個(gè)先進(jìn)的技術(shù)，可以從做好虛擬化云計(jì)算設(shè)計(jì)工作和虛擬化云計(jì)算技術(shù)的升級(jí)等方面出發(fā)，不斷地提高IT架構(gòu)的先進(jìn)性和虛擬云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉斌，高校圖書館云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的選擇[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2015，45（07）：72-73.

[2]朱海濤，精簡(jiǎn)管理綠色I(xiàn)T——聯(lián)想發(fā)布虛擬云終端系統(tǒng)[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2016，31（12）：57.

[3]史繼峰，龔勝東.淺談云計(jì)算的電力數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].知音勵(lì)志，2016，46（14）：23.

[4]顧繼安，萬(wàn)曉鋒，陳玉梅，陳瑋.IT基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化技術(shù)與云計(jì)算研究應(yīng)用[J].船舶與海洋工程，2016，32（03）：72-77.

[5]周婷，文禹衡.專利引證視角下的虛擬化技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)[J].圖書情報(bào)工作，2015，59（19）：30-40.

[6]馬越，黃剛.基于Docker的應(yīng)用軟件虛擬化研究[J].軟件，2015，36（03）：10-14.

[7]劉斌，朱海濤.高校圖書館云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的選擇[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2017，16（07）：72-73.

[8]楊長(zhǎng)城，劉沅.淺析云計(jì)算中心的技術(shù)革新——借鑒互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的革新式IT基礎(chǔ)架構(gòu)[J].信息通信技術(shù)，2016，7（01）：15-19.

[9]韓德志，李楠楠，畢坤.云環(huán)境下的虛擬化技術(shù)探析[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，40（S1）：262-265.

[10]葉可江，吳朝暉，姜曉紅，何欽銘.虛擬化云計(jì)算平臺(tái)的能耗管理[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2015，35（06）：1262-1285.

[11]鄧孟城.基于云計(jì)算IAAS的IT基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)方案探討[J].科技風(fēng)，2016，23（11）：53.

[12]付峰.基于云計(jì)算的新一代電信IT基礎(chǔ)架構(gòu)研究[J].移動(dòng)通信，2015，34（08）：76-79.